直接測量砌體砂漿強度的方法及設備的製作方法

2023-05-19 06:44:21

專利名稱：直接測量砌體砂漿強度的方法及設備的製作方法
技術領域：
本發明屬於建築工程砌體灰縫砂漿強度測試領域。
砌體工程設計及施工驗收規範規定，以砂漿標準立方體試塊抗壓強度作為砌體中灰縫砂漿強度的依據。現有的測量方法主要有(1)「頂出法」。如中國專利局91、4、17公告的「砌築砂漿抗壓強度現場測試方法及裝置」(公開號CN1050767)，是在砌體上指定一塊推出磚，將小型推出裝置安裝在推出磚上，加荷將磚推出，由測試儀表讀出其推力值，代入預先建立的經驗公式，求得砂漿抗壓強度。
(2)「原位剪切法和射釘法」。見中國專利局39、12、27公開的「一種直接測量砌體灰縫強度的方法及設備」(公開號CN1038535)。射釘法是利用一枚具有定量動能的釘子，將它射入灰縫中，根據射入的深度判定砂漿的抗壓強度。原位剪切法是將剪切儀嵌入被測砌體磚旁，挖開磚的另一頭灰縫，用微型千斤頂對磚施加負荷，使灰縫受剪，從測力計上讀出抗剪強度。
上述方法難以排除砌築質量等各種因素對測試精確度的影響，準確度較低。
本發明的目的在於提供一種新的直接在砌體灰縫上測定砂漿立方抗壓強度的方法及設備，以提高測試的精確度。
本發明的技術方案是這樣的。直接測定砂漿片強度的基本原理是從砌體中取出的砂漿片承受梁式剪切荷載，剪切荷載P的加荷速度為15N/S-4N/S(高標號時加荷速度高，低標號時加荷速度低)，直至砂漿片受切破壞。測量破壞斷面的幾何尺寸，算出斷面面積S，進而算出砂漿片的抗剪強度τ，同時測定與該砂漿片同條件的立方抗壓強度f，利用τ與f的相關關係，建立兩者之間的經驗計算公式，利用經驗公式計算立方抗壓強度。
實現砌體水平灰縫砂漿片剪切法的設備是測強儀及其標定裝置。測強儀用於實施砂漿片剪切，標定裝置用於測強儀啟用前的標定和使用中的定期校驗，為測強儀的剪切荷載P的量值作計量溯源。測強儀包括機架、剪切刀片加荷組件和計量組件。剪切刀片加荷組件包括上刀片、下刀片、刀杆、工作檯和支承塊。刀片施力寬度b的確定，應保證剪切測試的進行，而不產生砂漿片的局部被壓壞。上、下剪切刀片之間的中心距a要予以嚴格定位，批量生產的測強儀，a值控制在a±0.1毫米之內，使砂漿片的剪切測試固定在統一的受力模式之下。剪切刀片的高度可調，以適應受測砂漿片的厚度不一之變化。剪切刀片的水平傾角可調節，可測試斷面並非矩形的砂漿片。測試中，下刀片可自動微調，使刀片與砂漿片始終吻合貼緊。計量組件包括液壓部件和壓力表，液壓部件的管路必須與下刀片相接，以保證測試的精確度。標定裝置是與測強儀配套的專用儀器，該裝置包括機架、平衡組件和加荷測力組件。平衡組件的作用是平衡掉包括測力計在內的一切附件的自重，僅使測力計的彈性變形力施加於測強儀下刀片。測力計採用三等標準測力計。測力計啟用前及使用中，應按規定定期送當地計量部門校驗合格方可使用。
用標定裝置標定測強儀的步驟是(1)調平標定裝置，使水準泡居中;
(2)將測強儀放置在標定裝置的底板上，並調平測強儀，使測強儀底板上的水準泡居中;
(3)放置標定裝置的平衡標準砣，使三等測力計顯示40N的彈性變形力;
(4)將標定裝置的施力刀口作用在測強儀的下刀片中心處;
(5)逐級向測強儀施加標定荷載，同時讀取壓力表走動的格數;
(6)在每級荷載下，對液壓缸在全行程內分五點標定;
(7)回歸出荷載計算公式P＝a+b·n式中P-作用於測強儀下刀片上的荷載，單位N;a、b-回歸分析得出的常數;n-壓力表格數。
用測強儀測定砌體砂漿立方抗壓強度的步驟是(1)在取樣部位的砌體上打一小洞，在六個磚面的水平灰縫上各取一塊砂漿片，用砂輪稍加磨平;
(2)調平測強儀，使水準泡居中;
(3)將砂漿片放置在支承塊與下刀片上;
(4)調整上刀片的高度與水平線的傾角，使刀口與砂漿片吻合併壓緊，下刀片刀口目測水平;
(5)按規定的速度施加剪切荷載直至試件破壞;
(6)六片砂漿片依次剪切試驗完畢，按公式P＝a+b·n計算剪切破壞荷載P，按砂漿片的破壞斷面尺寸計算出斷面面積S;
(7)按公式τ＝P/S計算出砂漿片的抗剪強度;
(8)按公式i = l / 6i = 16τ l]]>計算6片砂漿片的平均抗剪強度;
(9)按公式f＝a(τ2-b2)C計算與砌體砂漿片同條件的砂漿試塊的標準立方體抗壓強度。式中τ-六片砂漿片的平均抗剪強度。f-一組(六塊)同條件試塊的立方抗壓強度。
本計算公式的技術指標是(對磚砌體)相關指數Y＝0.99;
平均相對誤差δ＝±8.63%;
相對標準差Sf＝14.9%;
測強範圍為M0.4-M20。
本發明有如下優點1、用途範圍廣泛。
(1)可用於各類砌體中的白灰、水泥、混合砂漿(M0.4-M20)的抗壓強度測試;
(2)可用於遭受化學腐蝕或火災及硬化期間遭受凍傷的特殊狀況砂漿的測試;
(3)可用於任何齡期的砂漿強度的測試。
2、測試定位嚴格、計量精度高。
在測強儀上、下剪切刀片中心距a＝2.3±0.06毫米，刀片寬度b＝1.8±0.02毫米的情況下，採用液壓加荷，兩塊0-4級精密壓力表計量測力。該測強儀的測力相對誤差δ為20≤P≤40(N)時，｜δ｜≤6%40≤P≤100(N)時，｜δ｜≤4%100＜P≤2000(N)時，｜δ｜≤2%3、測強儀附帶標定裝置可定期校驗測強儀，從而保障了測強儀的測試精度。
本發明的設備實施例結合附圖加以說明。


圖1是本發明測強儀示意圖(摘要附圖)。
圖2是圖1測強儀的側視圖。
圖3是本發明標定裝置示意圖。
圖4是圖3標定裝置的側視圖。
如圖1、圖2所示，測強儀包括機架、剪切刀片加荷組件和計量組件。機架包括頂板(15)、側板(16)和底板(19)。剪切刀片加荷組件包括上刀片(2)、下刀片(3)、可升降的兩刀杆(11)、工作檯(14)和支承塊(17)。計量組件包括壓力表(7)和液壓部件，液壓部件由油泵(5)、千斤頂(6)、閥門(8)和油管(9)構成。壓力表有二塊，測試範圍分別為0-0.16MPa和0-1MPa。側板(16)上裝有可調節的上刀片定位塊(12)和下刀片定位珠(13)，底板(19)上裝有調平螺母(10)。刀杆(11)上裝有旋鈕(1)，二者螺紋連接。上刀片與刀杆(11)、下刀片與千斤頂(6)的活塞杆之間採用銷釘連接。(4)為油泵旋鈕，(18)為油泵活塞杆。使用時，旋動調平螺母(10)，使水準泡居中，底板(19)水平;將砂漿片平放支在支承塊(17)和下刀片(3)的刃口上;旋動旋鈕(1)，刀杆(11)下降，使上、下刀片壓緊砂漿片;旋動油泵旋鈕(4)，使油泵活塞杆(18)下降，給千斤頂(6)加壓，下刀片(3)上升，直至試件破壞;讀取壓力表的格數n，利用公式P＝a+bn計算破壞荷載;當砂漿片強度高時，旋動閥門(8)上的旋鈕(14)，關閉0-0.16MPa壓力表，利用0-1MPa壓力表測試。
如圖3、圖4所示，標定裝置包括機架、平衡組件和加荷測力組件。機架包括頂板(8)、立杆(9)和底板(10)，平衡組件包括滑輪(2)、連接板(4)和標準砣(7)，加荷測力組件包括螺杆(1)、螺母(6)、測力計(3)和刀杆(11)刀杆(11)上裝有刀承(12)，底板(10)上裝有調平螺母(13)，放置標準砣(7)的砣盤通過小繩和連杆(15)與連接板(14)相連接。(5)為測強儀的下刀片。使用時，旋動調平螺母(13)，使水準泡居中，底板(10)水平;將測力計(3)放置在連接板(4)與螺杆(1)之間，同時把標準砣(7)放置在砣盤上，測力計指示值為4N，將刀承(12)放置在測強儀下刀片(5)的肩部(14)處，將刀承(12)的頂絲旋緊;將測強儀放入標定儀中，使刀承(12)與刀杆(11)的刃口相接觸，調平測強儀;旋動螺母(6)使螺杆(1)下降，使測力計(3)的顯示值為計量部門檢定的定點力值P。
本發明方法的實施例說明如下一、取樣
1、取樣數量應按現行磚石工程施工及驗收規範(GBJ203-83)確定，但不得少於兩組(每組6個);
2、取樣部位應隨機確定或專門確定;
3、取樣部位確定後，應在受測部位的砌體上打一小洞，拆取6塊磚，在每塊磚上剝取一片砂漿片(尺寸不限)。
4、砂漿片加工用直徑大於25釐米的綠碳化矽砂輪片，稍加磨平，便於測試和量取尺寸即可。
二、測試1、調平儀器，使水準泡居中;
2、加工好的砂漿片放置於測強儀上、下刀片之間，旋動刀杆旋鈕，壓緊砂漿片，使下刀口處於基本水平位置，壓力表顯示一定初讀數。旋動油泵旋鈕，上刀片上升，直至試件剪斷;
3、對高標號砂漿或大尺寸砂漿片，使用大表;對低標號砂漿或小尺寸砂漿片，使用小表。小錶停用時，應關閉閥門，以免損壞壓力表;
4、使用大表時，加荷速度為1.5格/秒左右;使用小表時，加荷速度為2格/秒左右。加荷應緩慢平穩，換手時，間歇1.5秒左右。
三、壓力表讀數與破壞荷載計算1、試件破壞，被動錶針保留，讀數以格為單位，估計讀數至小數點後一位;
2、破壞荷載用公式P＝a+bn計算;
3、破壞荷載以N為單位，計算至小數點後一位。
四、砂漿片破壞斷面尺寸的量取與面積計算1、砂漿片寬厚尺寸按破壞斷面量取，以毫米為單位，估計讀數至小數點後一位;
2、量取砂漿片破壞斷面尺寸，用遊標卡尺或鋼板尺，厚度宜用遊標卡尺量取;
3、尺寸量取個數，應視破壞斷面靈活確定，以標準面積為原則，一般寬度與厚度各不少於二個數據;
4、破壞斷面面積以平方毫米為單位，算至小數點後一位。
五、砂漿片抗剪強度計算1、砂漿片抗剪強度以MPa為單位，計算至小數點後一位;
2、用公式τ＝P/S計算。
六、砂漿片立方體抗壓強度計算1、砂漿立方抗壓強度以MPa為單位，計算至小數點後一位;
2、砂漿立方體抗壓強度用公式f＝a(τ2-b2)C計算。式中τ-一組(6片)砂漿片的平均抗剪強度;a、b、c-公式經驗係數(對磚砌體a＝7.428，b2＝0.02，c＝0.478);
3、砂漿平均抗剪強度用公式i=l/6i=16l]]>計算。式中τ-同一取樣部位剝取的6片砂漿片中一片砂漿片的抗剪強度;
4、按公式f＝7.428(τ2-0.02)0.478計算與砌體砂漿片同條件的砂漿試塊的標準立方體抗壓強度。
權利要求
1.一種直接測量砌體砂漿強度的方法，其特徵在於用測強儀直接測定從砌體中取出的水平灰縫砂漿片的抗剪強度，剪切荷載P的加荷速度為15N/S-4N/S，直至砂漿片受切破壞，測量其破壞斷面的幾何尺寸，算出斷面面積S，進而計算出砂漿片的抗剪強度τ，同時測定與該砂漿片同條件的砂漿試塊的立方抗壓強度f，利用τ與f的良好的相關關係，建立兩者之間的經驗公式，利用經驗公式計算立方抗壓強度。
2.一種直接測量砌體砂漿強度的設備，該設備包括測強儀及其標定裝置，其特徵在於a.測強儀包括機架、剪切刀片加荷組件和計量組件，機架包括頂板(15)、側板(16)和底板(19)，剪切刀片加荷組件包括上刀片(2)、下刀片(3)、刀杆(11)、工作檯(14)和支承塊(17)，計量組件包括壓力表(7)和液壓部件(也可用其它力傳感器);b.標定裝置包括機架、平衡組件和加荷測力組件，機架包括頂板(8)、立杆(9)和底板(10)，平衡組件包括滑輪(2)、連接板(4)和標準砣(7)。加荷測力組件包括螺杆(1)、螺母(6)、刀杆(11)和測力計(3)。
3.根據權利要求1所述的直接測量砂漿強度的方法，其特徵在於用測強儀測定砂漿強度的步驟是(1)在取樣部位的砌體上打一小洞，在六個磚面的水平灰縫上各取一塊砂漿片，用砂輪稍加磨平;(2)調平測強儀，使水準泡居中;(3)將砂漿片放置在支承塊與下刀片上;(4)調整上刀片的高度與水平線的傾角，使刀口與砂漿片吻合併壓緊，下刀片刀口目測水平;(5)按規定的速度施加剪切荷載直至試件破壞;(6)六片砂漿片依次剪切試驗完畢後，按公式P＝a+b·n(a、b-回歸分析得出的常數，n-壓力表格數)計算剪切破壞荷載P，按砂漿片的破壞斷面尺寸計算出斷面面積S;(7)按公式τ＝P/S計算出砂漿片的抗剪強度;(8)按公式i=l/6i=16l]]>計算6片砂漿片的平均抗剪強度;(9)按公式f＝a(τ2-b2)C(τ-六片砂漿片的平均抗剪強度，f-組(六塊)同條件試塊的立方抗壓強度)，計算與砌體砂漿片同條件的砂漿試塊的標準立方體抗壓強度。式中，a、b、c為與砌體材料有關的經驗係數。
全文摘要
一種直接測量砌體砂漿強度的方法及設備，屬於建築工程砌體灰縫砂漿測試領域。該方法是從砌體中取出砂漿片，受剪切荷載，直至砂漿片破壞，測量破壞斷面的幾何尺寸，算出斷面面積S和抗剪強度τ，同時測定立方抗壓強度f，利用τ與f的相關關係建立的經驗公式計算立方抗壓強度。實現其方法的設備是測強儀及其標定位置，測強儀包括機架、刀片加荷組件和計量組件，標定裝置用於測強儀的標定和校驗。本發明可用於各種情況的砌體灰縫砂漿的測試，且測試精度高。
文檔編號G01N3/24GK1084966SQ9211147
公開日1994年4月6日 申請日期1992年9月30日 優先權日1992年9月30日
發明者李雙珠, 揚亞青 申請人:寧夏回族自治區建築工程研究所