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进行植筋拉拔试验检测时需要遵循哪些关键步骤才能确保数据准确

三方检测机构-冯工 2022-10-11

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植筋技术是建筑加固、改扩建工程中常用的锚固方式,其可靠性直接依赖于植筋与基材间的粘结强度,而拉拔试验验证这一强度的核心手段。准确的拉拔试验数据不仅是判断植筋是否符合设计要求的依据,更关系到结构后续使用的安全性。然而,试验过程中任何一个环节的不规范操作,都可能导致数据偏差,甚至得出错误结论。因此,明确并严格遵循关键步骤,是确保试验数据准确的前提。

试验前的试件与设备准备

试件制备需与实际工程条件一致:基材应选用与现场相同强度等级的混凝土(如C30或C40),尺寸需满足锚固深度要求(一般为钢筋直径的10-15倍),避免因基材过小导致试验时出现边缘破坏。植筋应采用与工程相同材质、直径的钢筋(如HRB400φ16钢筋),表面需去除油污、锈迹,保证与胶层的粘结性。

设备校准是数据准确的基础:拉拔仪需在试验前通过计量认证机构校准,校准周期不超过1年;液压泵的压力传感器要检测精度(误差≤1%),液压管需检查密封性,防止加载时压力泄漏;锚具要与植筋直径匹配,避免卡紧时损伤钢筋或滑动。

此外,需准备辅助工具:如测深杆(对应不同孔径)、卡尺(测量钢筋直径和孔径)、吹风机(清孔用)、温度计(监测环境温度),这些工具的准确性也需提前核查。

现场植筋孔的质量核查

孔深是影响锚固力的关键参数:需用与孔径匹配的测深杆插入孔内,确保杆端接触孔底,读取杆身外露长度,计算实际孔深——如设计要求孔深15d(d为钢筋直径,φ16则孔深240mm),实际孔深偏差需≤±5mm。若孔深不足,锚固力会明显降低;若过深,会增加胶的用量但不提升锚固力,反而可能因胶层过厚导致内部气泡增多。

孔径需与钢筋直径匹配:设计孔径一般比钢筋直径大4-6mm(如φ16钢筋对应孔径20-22mm),用卡尺测量孔口、孔中、孔底三点的直径,偏差≤±1mm。若孔径过小,钢筋无法插入或挤碎胶层;若过大,胶层过厚,粘结强度下降。

清孔质量直接影响粘结力:需用毛刷来回刷孔壁2-3次,去除浮灰,再用吹风机(冷风)吹净孔内碎屑,最后用棉丝擦拭孔底,确保无灰尘、积水或油污。现场常犯的错误是仅用吹风机吹一次——残留的细灰会在胶与基材间形成隔离层,导致拉拔力下降15%-30%。

植筋胶的固化条件管控

固化时间需严格遵循厂家要求:环氧类植筋胶的固化时间通常为24-72小时(25℃环境下),温度每降低5℃,固化时间延长1倍。若在胶未完全固化时加载(如12小时后就做试验),胶层处于塑性状态,无法传递拉力,测值会比实际低50%以上。

环境温度控制不可忽视:固化温度需≥5℃,若温度过低,需采取保温措施(如用保温棉包裹试件,或在室内养护);温度过高(≥40℃)时,需遮阳降温,避免胶层过快固化产生内应力。

固化状态的检查方法:试验前用手按压胶层边缘,若胶层发硬、无凹陷,则固化完成;若发软或有黏性感,需延长固化时间。部分厂家会提供固化温度-时间曲线,可对照环境温度调整养护时间。

试验装置的正确安装

支座需与基材表面贴合:拉拔仪的支座应放置在平整的基材表面,用水平尺调整支座水平,确保支座与基材间无间隙——若有间隙,加载时会产生局部应力,导致基材提前破坏,影响拉拔力测值。

拉杆需与植筋同轴:拉杆的中心线需与植筋的中心线重合,偏差≤2mm。可通过调整拉拔仪的位置或用卡尺测量拉杆与植筋的偏心距,若偏心过大,加载时会产生扭矩,导致钢筋弯曲或胶层局部破坏,数据失真。

锚具需卡紧植筋:锚具的夹片需与钢筋表面紧密接触,拧紧锚具螺母时力度适中,避免夹伤钢筋或导致钢筋轴向偏移。若锚具滑动,会导致加载力无法有效传递到植筋,测值偏低。

加载过程的规范操作

加载速率需稳定:采用慢速加载法,加载速率控制在0.5-1MPa/s(或对应位移速率0.1-0.2mm/s)。若加载过快,胶层和钢筋的变形无法充分发展,会导致破坏荷载偏高;若过慢,会因蠕变导致测值偏低。

分级加载与持荷:每级加载为预计破坏荷载的10%,每级加载后保持1-2分钟,观察植筋的位移和基材的裂缝情况。例如,预计破坏荷载为100kN,则每级加载10kN,持荷1分钟,直到植筋破坏。

破坏形态的观察:需记录破坏形态——若为钢筋屈服破坏(钢筋被拉断),说明锚固力满足要求;若为胶层破坏(胶与钢筋或基材分离),说明胶的粘结力不足;若为基材破坏(混凝土被拉出),说明基材强度不够。不同破坏形态对应不同的结果有效性:只有钢筋屈服或胶层破坏的试验结果才有效,基材破坏需重新试验。

数据采集与记录的细节要求

实时采集数据:使用电子拉拔仪时,需确保数据采集系统与传感器连接稳定,每秒钟采集1-2个数据点,记录加载力与位移的对应关系;手动拉拔仪需由两人配合,一人加载,一人记录,每级加载的力值和位移需准确读数(如精确到0.1kN和0.01mm)。

环境参数记录:需记录试验时的环境温度(±1℃)、湿度(±5%RH),因为温度会影响胶的弹性模量,湿度会影响胶的粘结力——例如,湿度超过80%时,胶的粘结力会下降10%左右。

试件信息记录:需记录试件编号、基材强度、植筋直径、锚固深度、植筋胶型号、固化时间等信息,确保试验结果可追溯。避免因记录不全导致后续分析时无法判断数据偏差的原因。

试验过程的异常情况处理

加载时压力泄漏:若液压泵漏油或压力传感器显示压力下降,需立即停止加载,关闭液压泵,检查密封件或传感器连接,更换损坏部件后重新试验。若继续加载,会导致力值不准确。

植筋异常变形:若加载时植筋突然伸长(位移超过1mm/s),需停止加载,检查胶层是否脱粘——用小锤敲击植筋,若声音发闷,说明胶层已分离,需重新制备试件;若声音清脆,可继续加载,但需密切观察。

基材出现裂缝:若基材表面出现裂缝(宽度≥0.1mm),需用裂缝宽度仪测量裂缝宽度和长度,记录位置。若裂缝延伸至试件边缘,说明基材强度不足,试验结果无效,需更换基材重新试验。

试验后的结果验证与复现

平行试验的一致性:同一批次的试件需做3个平行试验,计算3个结果的算术平均值和离散系数(离散系数=标准差/平均值×100%)。离散系数需≤10%,若超过,说明试验过程存在不规范操作(如清孔不彻底、固化时间不足),需重新试验。

与设计值的对比:试验得出的最大拉拔力需≥设计锚固力的1.2倍(按《混凝土结构加固设计规范》GB 50367-2013要求)。若小于设计值,需检查植筋工艺(如孔深、清孔、胶量)或胶的质量,找出原因并整改后重新试验。

结果的复现性:若对试验结果有疑问,需重新制备试件,按照相同步骤进行试验,确保结果一致。例如,第一次试验的最大拉拔力为120kN,第二次为118kN,第三次为122kN,离散系数为1.6%,说明结果可靠。

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