專利名稱：評定混凝土構件質量的彈性模量法的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種評定混凝土構件質量的彈性模量法，該法特別適于后張拉預應力施工的混凝土細長構件如屋架、橋梁的整體性質量檢測，屬于混凝土構件無損檢測技術。
強度是混凝土構件最主要的技術指標。能直觀、準確、全面反映混凝土構件質量的無損檢測法，對于施工質量的控制，避免事故，節約水泥，降低工程造價具有重大的意義。
目前，混凝土構件無損檢測方法主要有回彈法、超聲法、超聲-回彈綜合法。回彈法利用回彈儀在選定測區混凝土表面彈一定數量的測點，根據各測點測定結果的算術平均值只能求出構件局部、表面的強度，且易漏檢誤判。超聲法用于檢測截面積小、鋼筋密集且多，內有張拉孔洞的細長預應力構件時，干擾大，也易誤判。超聲-回彈綜合法方法復雜而且費用高，推廣應用難。
本發明的目的是提供一種操作簡單、費用低，而能直觀、可靠地檢測出預應力混凝土構件整體性質量的無損檢測法。
本發明采用的技術方案是用千分表測出構件在設定預應張拉力作用下產生的壓縮變形量后，根據虎克定律，計算出構件的靜態彈性模量，再查混凝土強度等級與其受壓時對應的彈性模量曲線，便可查出被檢測構件的強度等級值，用該值與構件設計要求值相比較，便可判斷其整體性質量合格否并及時進行處理。其具體組成步驟如下
·確定待測構件的鋼筋或鋼筋束需要的張拉預應力，并設其為Ny(n束鋼筋束為n·Ny)；·確定待測構件張拉受壓的有效面積S和有效長度L0；·在待測構件兩端分別預制一個供放置千分表支座的表臺，同時分別粘貼一塊利于千分表頭移動的減摩塊。減摩塊一般用玻璃制成，2×2cm2大小即可。
·用0.1Ny力張拉待測件的鋼筋束或鋼筋→預緊打銷→將裝在千分表支座上的千分表置于千分表表臺上，其指針垂直頂著減摩塊→將張拉力退回到0.05Ny時，該出此時千分表值t10和t20→將張拉力增到1.03Ny，持荷2分鐘后該出千分表顯示值t11和t21→撤去張拉機、千分表臺、千分表支座及千分表。
·由(t11＋t21)－(t10＋t20)計算出待測構件壓縮變形量Δh；·根據虎克定律，計算出構件彈性模量Eh，Et=NyL0SΔh]]>·比照混凝土彈性模量Eh和其對應的強度等級Rh曲線，查出待檢構件的Rh值；·根據Rh值判定待檢構件的質量Rh≥設計強度的95％，構件為合格品；Rh＜設計強度的95％，構件作為危險構件正確處理。
本法對細長的構件如屋架、橋梁，檢測誤差在±10％內，比目前精度較高的回彈法誤差±15％小。
本發明采用的彈性模量無損檢測法，構件任一處有缺陷，立即會在其壓縮變形Δh中反映出來，可直觀、無誤、不漏地檢測出待測構件的損傷缺陷，是一種直觀而可靠的整體性質量無損檢測法。施工中只需千分表，操作簡易，除了工時外，幾乎不另再加其它費用，施工成本很低，利于現場推廣采用。
下面結合附圖及實施例對本發明作進一步詳細說明

圖1受壓混凝土彈性模量Eh與其強度等級Rh的Eh-Rh曲線；圖2檢測屋架時，施工平面示意圖；圖3檢測屋架時，施工側面示意圖；圖4計算屋架有效長度L0及有效截面積S時，有關參數示意圖；圖5屋架下弦I-I剖視有關計算參數示意圖；圖中1為減摩塊，多用玻璃制成大小約為2×2cm2；2為千分表；3為張拉機；4為千分表支座；5為千分表臺；L為屋架跨度。
實施例1評定設計R28＝44Mp；L＝27m預應力混凝土屋架質量(鋼絲束為2束)屋架是關系到人民生命財產安全的主要預應力構件，檢測中不允許有任何差錯而埋下隱患，試用本發明彈性模量法進行整體性質量檢測，具體操作步驟如下·首先計算屋架下弦受壓混凝土的有效截面積S和有效長度L0設屋架下弦長、寬分別為A、B，下弦張拉預留孔洞直徑為r，孔洞數為n1，則S＝AB-π*n1(r/2)2單位mm2。
S＝240×20-2×3.14×(50/2)2＝48873(mm2)由于屋架兩端頭復桿連接處的下弦混凝土橫截面積較寬，且鋼筋、鐵板密集，受壓應力極小，故該段混凝土壓縮量可忽略不計。即屋架下弦有效截面積的有效壓縮計算長度L0＝L1-2C-2E2D-F(mm)27m跨屋架共有七個節點，即c＝1000mm，D＝E＝F＝800mm，下弦總長L1＝26960mm，將數據代入L0公式得L0＝20960(mm)·張拉力Ny設定每束為540000N，2束時，Ny＝2×540000N＝1080000N·測構件張拉前后的壓縮變形量Δh預先在屋架下弦兩端分別用水泥砂漿粘貼好一塊小玻璃1，其大小為2×2平方厘米即可，一定要求垂直于屋架下弦；在屋架兩端預制2個活動臺5，供放置千分表支架臺4用，當鋼絲束裝銷拉到Ny×10％時，預緊打銷，完畢后立即兩端安裝千分表2，表針垂直頂著玻璃1后，張拉力退到Ny×5％時，立即兩端讀表值，t10，t20后，繼續施103％Ny張拉力，持荷2分鐘讀千分表值t11和t21后撤除千分表裝置，測得t10＝0.732mm，t20＝0.600mmt11＝7.545mm，t21＝7.370mm計算Δh＝(t11＋t21)－(t10＋t20)＝13.583mmEh=NyL0SΔh=1080000×2096048873×13.583=341×104(MPa)]]>從Eh-Rh曲線查得Rh＝45.2MPa，與實測屋架混凝土標準小試塊抗壓強度R28＝44.1Mp非常接近，誤差值僅有2.5％。Rh與設計強度R28＝44MPa相比，≥95％，為合格品。
實施例2本段機保段工業廠房施工中，由于某些原因，制作的25榀L＝18m跨的屋架，其混凝土強度等級不明。若按全部報廢處理，直接經濟損失就達25榀×1800元/榀＝45000元，若請外單位用回彈一超聲法檢測，需花檢測費25榀×400元/榀(區統一價)＝10000元。費用均很高。為此，試用本發明的彈性模量檢測法判定其整體性質量。
因為數量大，首先用簡易的彈性法對表面質量就不符合要求的8榀屋架作報廢處理。剩余的17榀又用超聲法檢測，均為合格品。對這17榀屋架繼續用本發明彈性模量法進行逐榀檢測，檢出16榀合格，一榀彈性模量Eh異常，為2.7×104MPa，其對照Rh-Eh曲線，混凝土等級Rh僅為23MPa，該榀用回彈法測出的Rh＝39.1MPa，超聲法測得Rh＝40.5MPa，與設計要求Rh為40MPa相比照，回彈法、超聲法檢測均為合格品，僅本發明方法檢測為不合格品。
發明人當即決定該榀作報廢處理，立即停止灌漿，操作人員立即撤離現場繼續觀察。當施工人員撤離現場40分鐘左右，一聲巨響，該榀屋架斷坍。若照常規，判為合格，張拉完畢后立即灌漿，那么109噸的預應力壓碎而折斷的屋架能量造成的后果是不堪設想的。
經過事后調查，屋架斷裂處氣泡多，有漏振現象形成了石子少，砂漿多的一處蜂窩結構，故該處強度低。再調查當班的工人及施工員，證實該處正好是混凝土搗制收尾處，恰好混凝土不夠用了，用失落在地上的灰漿填充滿就下班了，故造成了此榀質量結構隱患。
通過此實施例，證實了本發明比回彈法，超聲法能更可靠有效地查出混凝土構件的內部隱患密實性，均勻性，空洞等缺陷，而每榀檢測費僅30元左右，與回彈-超聲綜合法要花10000元相比，25榀僅用650元，可節省施工檢測費15倍以上。
本發明是一種操作簡單，費用低，而能直觀、可靠反映預應力混凝土構件整體性質量的無損檢測法，可以有效地控制、提高工程質量，消除事故隱患。
權利要求
1.一種評定混凝土構件特別是屋架、橋梁類細長預應力混凝土構件整體性質量的彈性模量法，其特征是由下述步驟組成·設計或由定型圖確定待檢測構件的鋼筋或鋼筋束需要的張拉預應力Ny；·在待檢測構件兩端分別預制1個供放置千分表支架的活動臺和粘貼一塊利于千分表針頭移動的減摩塊；·用10％的Ny力張拉鋼筋或鋼筋束后，預緊打銷畢，立即將千分表支于預設活動臺上，表針垂直頂著減摩塊，再將張拉力退回到5％Ny時讀出千分表顯示值t10和t20后，將張拉伸力增到103％Ny，并持荷2分鐘，再讀出千分表顯示值t11和t21，畢后撤除千分表支架臺、座；根據下示公式計算出待檢構件壓縮變形量ΔhΔh＝(t11＋t21)－(t10－t20)后，根據虎克定律計算出彈性模量Eh值Eh=NyL0SΔh]]>；·參照混凝土彈性模量Eh和其對應強度等級Rh曲線，查出待測構件的Rh值；·根據查出Rh值，判定待測構件的質量Rh≥設計強度的95％合格；Rh＜設計強度的95％，作危險構件處置。
全文摘要
本發明公開了一種評定混凝土構件整體性質量的彈性模量檢測法，本法采用簡易的千分表測出后張拉預應力混凝土構件的形變值，再根據混凝土壓縮形變值Δh確定其靜彈性模量E
文檔編號G01N3/00GK1154474SQ9610477
公開日1997年7月16日 申請日期1996年4月26日 優先權日1996年4月26日
發明者李成宏, 黃茹, 蔣異才, 鄧榮平, 易寧輝 申請人:柳州鐵路局工程處第一建筑工程段