專利名稱：提升位移式原位單剪法檢測混凝土抗壓強(qiáng)度的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及混凝土強(qiáng)度檢測技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種剪切混凝土用的剪切裝置。
背景技術(shù)：
目前常用的混凝土強(qiáng)度檢測技術(shù)和方法有無損檢測和破損檢測兩種。所述無損檢測分為回彈法、綜合法、超聲法等，它是利用混凝土表面硬度、碳化深度和聲學(xué)參數(shù)換算混凝土強(qiáng)度，無損檢測操作方便，但檢測結(jié)果誤差較大。所述破損檢測又分為鉆芯法、后裝拔出法、貫入法等，它是利用規(guī)定的試件力學(xué)參數(shù)換算混凝土強(qiáng)度，破損檢測結(jié)果精度較高，但是混凝土破損大，而且存在工序多、操作不便等缺點(diǎn)，如常用的鉆芯法，其芯樣試件鉆取、切割和兩端面平行度、端面與軸線垂直度處理及試件制作工序、操作過程等都較為繁瑣。為克服上述問題，現(xiàn)提出一種原位單剪法檢測混凝土抗壓強(qiáng)度的方法，該方法的原理是對混凝土芯樣徑向施加垂直于承壓面的剪切力，使受剪芯樣沿徑向垂直于軸向剪切破壞，并根據(jù)剪應(yīng)力來推定混凝土強(qiáng)度。在該方法中，需要對混凝土芯樣進(jìn)行剪切并測量剪斷瞬間的剪切力峰值，但如何剪切混凝土芯樣，以及如何測量剪斷瞬間的剪切力峰值，是一個急需解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種可以將混凝土芯樣剪斷、同時(shí)可以測量出剪斷瞬間的剪切力峰值或/和提升塊的位移值的提升位移式原位單剪法檢測混凝土抗壓強(qiáng)度的裝置。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案一種提升位移式原位單剪法檢測混凝土抗壓強(qiáng)度的裝置，其特征在于包括提升桿、螺紋連接在提升桿上部的擰緊螺母、套在提升桿中部的壓力傳感器和空心千斤頂、連接在提升桿下部的支撐座、對稱連接在支撐座上的左卡爪座和右卡爪座、以及連接在左卡爪座上的圓弧形的左卡爪和連接在右卡爪座上的圓弧形的右卡爪，所述左卡爪的下端部內(nèi)側(cè)面上和右卡爪的下端部內(nèi)側(cè)面上設(shè)有相錯開的咬牙。所述提升桿的下部由上至下插在支撐座中，提升桿的下端連接有提升塊，提升塊上又連接有提升塊導(dǎo)向機(jī)構(gòu)，所述支撐座上設(shè)有與提升塊導(dǎo)向機(jī)構(gòu)相配合的提升導(dǎo)向長孔。所述左卡爪座和右卡爪座的結(jié)構(gòu)相同，均包括連接桿和與連接桿連為一體的卡爪連接盤，所述連接桿夾在支撐座中，連接桿的上端部位于提升塊的上方，連接桿的下端部位于提升塊的下方并且通過卡爪座螺栓鉸接連接在支撐座上，連接桿的內(nèi)側(cè)面由下至上向提升桿傾斜并且與提升塊相接觸，所述卡爪連接盤位于支撐座的下方，并且左卡爪座的卡爪連接盤與左卡爪連接，右卡爪座的卡爪連接盤與右卡爪連接。所述卡爪連接盤位于支撐座的下方并且卡爪連接盤上設(shè)有卡槽，所述左卡爪的上端部外側(cè)面上和右卡爪的上端部外側(cè)面上均設(shè)有凸臺，左卡爪和右卡爪均通過凸臺卡在卡槽中，在左卡爪的內(nèi)側(cè)位置和右卡爪的內(nèi)側(cè)位置還設(shè)有卡爪壓板，卡爪壓板通過卡爪固定螺栓可拆卸連接在卡爪連接盤上，同時(shí)卡爪壓板將左卡爪和右卡爪緊壓在卡爪連接盤上的卡槽中，左卡爪的下端部內(nèi)側(cè)面上和右卡爪的下端部內(nèi)側(cè)面上還設(shè)有相錯開的咬牙。所述壓力傳感器與空心千斤頂?shù)奈恢藐P(guān)系可以是壓力傳感器在上、空心千斤頂在下。當(dāng)壓力傳感器在上、空心千斤頂在下時(shí)，所述壓力傳感器與擰緊螺母之間的提升桿上可套有軸承。在提升塊的下方、左卡爪座的連接桿與右卡爪座的連接桿之間可設(shè)有復(fù)位彈簧。所述提升塊導(dǎo)向機(jī)構(gòu)可由導(dǎo)向套和導(dǎo)向套鎖緊螺栓組成，所述導(dǎo)向套螺紋連接在導(dǎo)向套鎖緊螺栓上，導(dǎo)向套鎖緊螺栓又螺紋連接在提升塊上。 所述左卡爪與卡爪壓板的接觸面、右卡爪與卡爪壓板的接觸面均可為由下向上由外向內(nèi)傾斜的斜面。與現(xiàn)有技術(shù)相比本發(fā)明具有以下特點(diǎn)和有益效果本發(fā)明是一種檢測混凝土抗壓強(qiáng)度用的裝置，可以對混凝土芯樣的徑向施加垂直于承壓面的剪切力，使受剪的混凝土芯樣沿徑向垂直于軸向出現(xiàn)剪切破壞，并同時(shí)測量出此時(shí)的剪切力峰值或/和提升塊的位移(提升塊的位移隨著混凝土強(qiáng)度的增加而增大，也就說與混凝土強(qiáng)度也有相關(guān)關(guān)系，所以通過測量出提升塊的位移值，也可以推算出混凝土強(qiáng)度)。本發(fā)明利用卡爪將混凝土芯樣剪斷的同時(shí)，還可以測出剪切力峰值(通過壓力傳感器)或/和提升塊的位移，適用于C10-C80的結(jié)構(gòu)工程混凝土強(qiáng)度的檢測，具有操作簡單方便、準(zhǔn)確快捷、成本低、適用性強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明使用時(shí)不受被測混凝土的表面形狀(比如凸面、凹面、曲面、麻面等)的限制，也不受被測混凝土尺寸截面大小的限制，僅受成孔工藝限制。也就是說，本發(fā)明對被測混凝土的形狀沒有特別限制，測試部位也不受限制，被測混凝土不需任何加工處理(現(xiàn)場測試位置的表面無需處理，鉆成的混凝土芯樣也不需處理)。本發(fā)明的檢測齡期范圍廣，凡能鉆制成型的剪切試件都適用，適用混凝土齡期可至14天，可為預(yù)應(yīng)力混凝土的張拉和放張以及混凝土早齡期的施工提供技術(shù)數(shù)據(jù)。在原位單剪法檢測混凝土抗壓強(qiáng)度的方法中使用本發(fā)明，對被測混凝土的損傷很小，被測混凝土上的鉆孔深度僅為毫米級別(25mm 30mm)，所以適合檢測鋼筋配置密集的混凝土，屬于混凝土無損檢測新型技術(shù)。本發(fā)明可以應(yīng)用在原位單剪法檢測混凝土抗壓強(qiáng)度的方法中，采用了本發(fā)明的原位單剪法檢測混凝土抗壓強(qiáng)度的方法是一種檢測被測混凝土的內(nèi)部強(qiáng)度的方法，這種方法的測試精度比傳統(tǒng)方法更高，檢測更方便快捷。采用了本發(fā)明的原位單剪法檢測混凝土抗壓強(qiáng)度的方法的可檢測出被測混凝土的抗壓強(qiáng)度，與目前已有的其他混凝土強(qiáng)度檢測方法有實(shí)質(zhì)性的不同，具有很好的推廣應(yīng)用價(jià)值，能更好的完善和豐富混凝土強(qiáng)度檢測技術(shù)。


下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)的說明。圖I是本發(fā)明的主視示意圖。圖2是圖I的左視示意圖。圖3是圖I中A-A剖面的示意圖。
圖4是圖2中B-B剖面的示意圖。圖5是本發(fā)明剪切被測混凝土上的混凝土芯樣的示意圖。圖6是本發(fā)明剪切從被測混凝土上取下來的混凝土芯樣的示意圖。圖7是本發(fā)明的立體示意圖。圖8是支撐座的立體示意圖。圖9是卡爪座的立體示意圖。圖10是提升塊的立體示意圖。圖11是左卡爪的立體示意圖。 圖12是右卡爪的立體示意圖。圖13是本發(fā)明將被測混凝土剪斷的示意圖。附圖標(biāo)記1 一抒緊螺母、2 —提升桿、3 —支撐座、4 一左卡爪座、5 —右卡爪座、6 一提升塊、7 —左卡爪、8 —右卡爪、9 一導(dǎo)向套、10 —導(dǎo)向套鎖緊螺栓、11 一卡爪座螺栓、12 —卡爪固定螺栓、13 —復(fù)位彈簧、14 一軸承、15 —空心千斤頂、16 —壓力傳感器、17 —卡爪壓板、18 —提升導(dǎo)向長孔、19 一卡爪連接盤、20 —連接桿、21 —卡槽、22 —凸臺、23 —咬
牙、24 —混凝土芯樣、25 —被測混凝土。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例參見圖1-4、圖7，這種提升位移式原位單剪法檢測混凝土抗壓強(qiáng)度的裝置，包括提升桿2、螺紋連接在提升桿上部的擰緊螺母I、套在提升桿中部的壓力傳感器16和空心千斤頂15、連接在提升桿下部的支撐座3、對稱連接在支撐座上的左卡爪座4和右卡爪座5、以及連接在左卡爪座上的圓弧形的左卡爪7和連接在右卡爪座上的圓弧形的右卡爪8，所述左卡爪7的下端部內(nèi)側(cè)面上和右卡爪8的下端部內(nèi)側(cè)面上設(shè)有相錯開的咬牙23。參見圖4、圖7、圖8、圖10，所述提升桿2的下部由上至下插在支撐座3中，提升桿2的下端連接有提升塊6，提升塊6上又連接有提升塊導(dǎo)向機(jī)構(gòu)，所述支撐座3上設(shè)有與提升塊導(dǎo)向機(jī)構(gòu)相配合的提升導(dǎo)向長孔18。參見圖4、圖9，所述左卡爪座4和右卡爪座5的結(jié)構(gòu)相同，均包括連接桿20和與連接桿連為一體的卡爪連接盤19，所述連接桿20夾在支撐座中，連接桿20的上端部位于提升塊6的上方，連接桿20的下端部位于提升塊6的下方并且通過卡爪座螺栓11鉸接連接在支撐座3上，連接桿的內(nèi)側(cè)面由下至上向提升桿2傾斜并且與提升塊6相接觸，所述卡爪連接盤19位于支撐座3的下方，并且左卡爪座4的卡爪連接盤與左卡爪7連接，右卡爪座5的卡爪連接盤與右卡爪8連接。參見圖4、圖9、圖11、圖12，所述卡爪連接盤19上設(shè)有卡槽21，所述左卡爪7的上端部外側(cè)面上和右卡爪8的上端部外側(cè)面上均設(shè)有凸臺22，左卡爪7和右卡爪8均通過凸臺22卡在卡槽21中，在左卡爪7的內(nèi)側(cè)位置和右卡爪8的內(nèi)側(cè)位置還設(shè)有卡爪壓板17，卡爪壓板17通過卡爪固定螺栓12可拆卸連接在卡爪連接盤19上，同時(shí)卡爪壓板17將左卡爪7和右卡爪8緊壓在卡爪連接盤19上的卡槽21中?？ㄗ?左卡爪7和右卡爪8)通過上述結(jié)構(gòu)連接在卡爪座(左卡爪座4和右卡爪座5)上，一是因?yàn)榭ㄗσ羟谢炷?，容易損壞，所以采用上述結(jié)構(gòu)可以方便卡爪的拆卸和更換。二是卡爪通過上述結(jié)構(gòu)連接在左卡爪座4和右卡爪座5上時(shí)，可保證卡爪(左卡爪7和右卡爪8)與卡爪座(左卡爪座4和右卡爪座5)連接的牢固緊密。使用時(shí)，用空心千斤頂15提升提升桿2，提升桿2帶動提升塊6上移，提升塊6上移的同時(shí)推動卡爪座(左卡爪座4和右卡爪座5)沿卡爪座螺栓11轉(zhuǎn)動，此時(shí)連接桿20的上端部向外移動，卡爪連接盤19向內(nèi)移動，卡爪連接盤19帶動卡爪(左卡爪7和右卡爪8)夾緊混凝土芯樣24并剪切混凝土芯樣。在提升塊6的下方、左卡爪座4的連接桿與右卡爪座5的連接桿之間設(shè)有復(fù)位彈簧13，復(fù)位彈簧13可以推動卡爪座沿卡爪座螺栓11轉(zhuǎn)動，此時(shí)卡爪連接盤19向外移動，連接桿20的上端部向內(nèi)移動，提升塊6下移回原位。本實(shí)施例中，壓力傳感器16在上，空心千斤頂15在下，壓力傳感器16與擰緊螺母I之間的提升桿2上還套有軸承14，軸承14的作用是減小擰緊螺母端面與壓力傳感器端面之間的摩擦力，有助于減小驅(qū)動剪切混凝土的總動力。所述提升塊導(dǎo)向機(jī)構(gòu)由導(dǎo)向套9和導(dǎo)向套鎖緊螺栓10組成，所述導(dǎo)向套9螺紋連 接在導(dǎo)向套鎖緊螺栓10上，導(dǎo)向套鎖緊螺栓10又螺紋連接在提升塊6上。所述左卡爪7與卡爪壓板17的接觸面、右卡爪8與卡爪壓板17的接觸面均可以是由下向上由外向內(nèi)傾斜的斜面，這樣設(shè)計(jì)可以使卡爪壓板17將左卡爪7和右卡爪8壓得更緊更牢固。原位單剪法檢測混凝土抗壓強(qiáng)度的方法的步驟如下。步驟一、在被測混凝土 25 (包括被測混凝土結(jié)構(gòu)和被測混凝土)上選擇N個位置作為鉆制混凝土芯樣的剪切試樣部位，在選取好的剪切試樣部位處鉆制圓柱形的混凝土芯樣24 (采用直徑038mm 049mm的空心水鉆)，用本發(fā)明對所有的混凝土芯樣24進(jìn)行剪切(參見圖13，混凝土芯樣受力作用后，產(chǎn)生剪應(yīng)力直至混凝土芯樣被剪斷)，同時(shí)用本發(fā)明上的壓力傳感器測量出混凝土芯樣24被剪斷瞬間的剪切力峰值，采用數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)記錄所有的混凝土芯樣24被剪斷瞬間的剪切力峰值，通過公式混凝土剪切強(qiáng)度(MPa)= F / S，計(jì)算出所有的混凝土芯樣24的混凝土剪切強(qiáng)度，其中F為剪切力峰值，S為混凝土芯樣3的截面面積，將得到的混凝土剪切強(qiáng)度代入混凝土測強(qiáng)公式，根據(jù)混凝土測強(qiáng)公式計(jì)算出所有的混凝土芯樣24的混凝土抗壓強(qiáng)度，該混凝土抗壓強(qiáng)度又稱為混凝土換算強(qiáng)度(通過檢測混凝土的剪切強(qiáng)度，根據(jù)混凝土剪切強(qiáng)度和混凝土抗壓強(qiáng)度的相關(guān)關(guān)系，換算成混凝土抗壓強(qiáng)度，因此稱為混凝土換算強(qiáng)度)。步驟二、將上述步驟中得到的N個混凝土換算強(qiáng)度加起來，再除以N，得到一個平均值，這個平均值即為被測混凝土 25的混凝土推定強(qiáng)度(一般情況下，是對同批構(gòu)件的檢測數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)理統(tǒng)計(jì)，根據(jù)國家規(guī)范(GBJ107-87)的有關(guān)規(guī)定，求出混凝土推定強(qiáng)度)，即混凝土強(qiáng)度的代表值。在計(jì)算N個混凝土換算強(qiáng)度的平均值時(shí)，可剔除異常值(如最大值和最小值)后再計(jì)算。所述N個可以是三個、五個、七個或者更多，可根據(jù)實(shí)際情況選擇。本實(shí)施例中，混凝土 測強(qiáng) 公式為
. = 4 432 X f}y^，式中表示第個混凝土芯樣的混凝土
JjKu ■ Jkjj ,換算強(qiáng)度(MPa);
權(quán)利要求
1.一種提升位移式原位單剪法檢測混凝土抗壓強(qiáng)度的裝置，其特征在于包括提升桿(2)、螺紋連接在提升桿上部的擰緊螺母(I)、套在提升桿中部的壓力傳感器(16)和空心千斤頂(15 )、連接在提升桿下部的支撐座(3 )、對稱連接在支撐座上的左卡爪座(4 )和右卡爪座(5)、以及連接在左卡爪座上的圓弧形的左卡爪(7)和連接在右卡爪座上的圓弧形的右卡爪(8)，所述左卡爪(7)的下端部內(nèi)側(cè)面上和右卡爪(8)的下端部內(nèi)側(cè)面上設(shè)有相錯開的咬牙(23)； 所述提升桿(2)的下部由上至下插在支撐座(3)中，提升桿(2)的下端連接有提升塊(6)，提升塊(6)上又連接有提升塊導(dǎo)向機(jī)構(gòu)，所述支撐座(3)上設(shè)有與提升塊導(dǎo)向機(jī)構(gòu)相配合的提升導(dǎo)向長孔(18)， 所述左卡爪座(4)和右卡爪座(5)的結(jié)構(gòu)相同，均包括連接桿(20)和與連接桿連為一體的卡爪連接盤(19)，所述連接桿(20)夾在支撐座中，連接桿(20)的上端部位于提升塊(6)的上方，連接桿(20)的下端部位于提升塊(6)的下方并且通過卡爪座螺栓(11)鉸接連接在支撐座(3)上，連接桿的內(nèi)側(cè)面由下至上向提升桿(2)傾斜并且與提升塊(6)相接觸，所述卡爪連接盤(19)位于支撐座(3)的下方,并且左卡爪座(4)的卡爪連接盤與左卡爪(7)連接，右卡爪座(5)的卡爪連接盤與右卡爪(8)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的提升位移式原位單剪法檢測混凝土抗壓強(qiáng)度的裝置，其特征在于所述卡爪連接盤(19)上設(shè)有卡槽(21 )，所述左卡爪(7)的上端部外側(cè)面上和右卡爪(8)的上端部外側(cè)面上均設(shè)有凸臺(22),左卡爪(7)和右卡爪(8)均通過凸臺(22)卡在卡槽(21)中，在左卡爪(7)的內(nèi)側(cè)位置和右卡爪(8)的內(nèi)側(cè)位置還設(shè)有卡爪壓板(17)，卡爪壓板(17)通過卡爪固定螺栓(12)可拆卸連接在卡爪連接盤(19)上，同時(shí)卡爪壓板(17)將左卡爪(7)和右卡爪(8)緊壓在卡爪連接盤(19)上的卡槽(21)中。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的提升位移式原位單剪法檢測混凝土抗壓強(qiáng)度的裝置，其特征在于所述壓力傳感器(16)在上，空心千斤頂(15)在下。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的提升位移式原位單剪法檢測混凝土抗壓強(qiáng)度的裝置，其特征在于所述壓力傳感器(16)與擰緊螺母(I)之間的提升桿(2)上套有軸承(14)。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的提升位移式原位單剪法檢測混凝土抗壓強(qiáng)度的裝置，其特征在于在提升塊(6)的下方、左卡爪座(4)的連接桿與右卡爪座(5)的連接桿之間設(shè)有復(fù)位彈簧(13)。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的提升位移式原位單剪法檢測混凝土抗壓強(qiáng)度的裝置，其特征在于所述提升塊導(dǎo)向機(jī)構(gòu)由導(dǎo)向套(9)和導(dǎo)向套鎖緊螺栓(10)組成，所述導(dǎo)向套(9)螺紋連接在導(dǎo)向套鎖緊螺栓(10)上，導(dǎo)向套鎖緊螺栓(10)又螺紋連接在提升塊(6)上。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的提升位移式原位單剪法檢測混凝土抗壓強(qiáng)度的裝置，其特征在于所述左卡爪(7)與卡爪壓板(17)的接觸面、右卡爪(8)與卡爪壓板(17)的接觸面均為由下向上由外向內(nèi)傾斜的斜面。
全文摘要
一種提升位移式原位單剪法檢測混凝土抗壓強(qiáng)度的裝置，包括提升桿、螺紋連接在提升桿上部的擰緊螺母、套在提升桿中部的壓力傳感器和空心千斤頂、連接在提升桿下部的支撐座、對稱連接在支撐座上的左卡爪座和右卡爪座、以及連接在左卡爪座上的圓弧形的左卡爪和連接在右卡爪座上的圓弧形的右卡爪，所述提升桿的下部由上至下插在支撐座中，提升桿的下端連接有提升塊，提升塊上又連接有提升塊導(dǎo)向機(jī)構(gòu)，所述支撐座上設(shè)有與提升塊導(dǎo)向機(jī)構(gòu)相配合的提升導(dǎo)向長孔。本裝置應(yīng)用在原位單剪法檢測混凝土抗壓強(qiáng)度的方法中，可以對混凝土芯樣的徑向施加垂直于承壓面的剪切力，使受剪的混凝土芯樣沿徑向垂直于軸向出現(xiàn)剪切破壞，并同時(shí)測量出此時(shí)的剪切力峰值或/和提升塊的位移。
文檔編號G01N3/06GK102798574SQ201210237769
公開日2012年11月28日 申請日期2012年7月11日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月11日
發(fā)明者朱躍武, 邱平, 朱俊峰, 李如喜, 孫玉軍, 王永紅, 石永, 王海民 申請人:深圳中建院建筑科技有限公司