混凝土强度拉拔测定仪的研制.pdf
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1、混凝土强度拉拔测定仪的研制 陈 辉 (沈阳铁路局科学技术研究所,沈阳 110013) 摘 要 介绍一种国内先进的混凝土强度检测设备混凝土强度拉拔测定仪,以及其测强 技术方案、 结构主要参数、 测试设备的结构和原理。 主题词 混凝土 强度 拉拔测定 DEVELOPM ENTOF PULL-OUT CONCRETE STRENGTH TESTING INSTRUM ENT Chen Hui (The Technical Research Institute of Shenyang Railway A dm inistration) Abstract The advanced concrete st
2、rength testing equipmentpull2out testing instrument was introdued, including the design of the technical plan, the determ ination of principalparameters and the study of the structure and principle of the testing instrument. Keywords Concrete Strength Pull2out testing 混凝土作为最基本的结构工程材料,其发展历 史已有将近一个世纪,
3、但对其结构机理以及各方面 的性能测试,迄今为止在理论和测试仪器等方面还 很不完善。混凝土的抗压强度是混凝土结构的一个 最基本和最重要的物理量。 基于混凝土在受冲击时, 吸收的能量以及产生的机械波在其体内传播的速度 都与其强度有某种相关性而发展起来的实地检测方 法有回弹法、 贯入抵抗法和超声波速法等。 但是这些 方法的精确度均较低。混凝土拉拔试验是基于混凝 土的拉拔力同其抗压强度有良好的线性关系而建立 起来的一种简便、 快速、 易行、 有效的新方法。70年 代以来,苏联、 美国、 加拿大、 丹麦、 日本和北欧等国 家及地区对此进行了大量研究,并已研制和制定了 相应的试验设备和混凝土拉拔强度标准试
4、验方 法1 3。目前该技术已在世界各地被广泛地研究和 应用。 1 技术方案的确定及所需器具 检测技术总体构思是在混凝土构件表面钻孔, 然后在一定深度位置切割大于孔径的环槽,在环槽 内安置锚固件胀环,在联接装置的作用下,对混 凝土测试部位施加拉拔力,通过混凝土破坏抗力来 评估混凝土实际强度。所需器具和基本要求如下: (1)钻孔 在混凝土表面钻一孔,要求孔的中 心线与混凝土表面垂直。 (2)切槽 在已钻好的孔内切割出一个环形 槽,要求环槽的位置精确,环槽的上平面同混凝土表 面平行。 (3)膨胀环 膨胀环应能装入钻好的孔内,并 在外力作用下在环槽内胀开并与环槽直径吻合。 (4)拉拔胀具 能够使胀环在
5、已切好的环槽内 胀开并同拉拔仪相连。 (5)拉拔仪 要求产生定值定向的拉拔力,通 过拉拔胀具和膨胀环将该力施加到混凝土测试点 上,并将拉拔力的最大值显示出来。 2 结构设计参数的选择 2. 1 孔的结构参数 孔的结构参数如图1所示。 2. 2 拉拔仪的结构参数4 拉拔仪是由手动液压泵、 测力指示、 液压拉拔件 组成的液压工作系统,其原理如图2所示。 当活塞受 外力作用后,活塞受油压作用产生一拉拔力。 2. 2. 1 轴向拉拔油缸(油缸 2) 缸径的确定 设最大拉拔力F拉= 60 000N ,拉拔油缸活塞 (活塞 1) 有效面积为A,则 A= F拉 P 193 第22卷第9期 2 0 0 0年9
6、月 无损检测 NDT Vol . 22 No. 9 Sep. 2 0 0 0 1995-2004 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved. 标准搜搜网 提供各类标准行业资料免费下载 图1 图2 1, 3.活塞 2, 4.油缸 P=P拉-P背 式中 P拉油缸工作压力 P拉24M Pa P背油缸背压(在高压系统中不可不计) 油缸机械效率,取0. 98 A= 60 000 241060. 98= 25. 51cm 2 如图2,取活塞1拉杆的直径d= 18mm。 A= (D 2 -d 2) 4 式中 D拉拔油缸缸径 D
7、取59. 8mm ,圆整后取D= 60mm。 2. 2. 2 轴向拉拔油缸活塞工作行程的确定 混凝土为脆性材料,破损位移要求小,所以选取 拉拔油缸活塞工作行程S= 5mm。 2. 2. 3 手动高压油泵活塞(活塞 3) 直径的确定 高压油泵由人工驱动,驱动机构为梯形螺纹滑 动螺旋传动,因螺杆的转动力矩正比于活塞直径,所 以活塞直径不宜取大尺寸。高压泵工作压力P泵为 P泵=P拉+P 式中 P拉拉拔油缸工作压力 P拉24M Pa P油路系统的总压力损失 因油路不复杂,流速低,取 P= 0. 2M Pa,设活 塞3直径为d1,螺旋驱动力为F,驱动力半径L= 170mm ,作用在活塞上的力F1为 F1
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