专利名称：导力杠杆式原位单剪法检测混凝土抗压强度的装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及混凝土强度检测技术领域，特别是一种剪切混凝土用的剪切装置。
背景技术：
目前常用的混凝土强度检测技术和方法有无损检测和破损检测两种。所述无损检 测分为回弹法、综合法、超声法等，它是利用混凝土表面硬度、碳化深度和声学参数换算混 凝土强度，无损检测操作方便，但检测结果误差较大。所述破损检测又分为钻芯法、后装拔 出法、贯入法等，它是利用规定的试件力学参数换算混凝土强度，破损检测结果精度较高， 但是混凝土破损大，而且存在工序多、操作不便等缺点，如常用的钻芯法，其芯样试件钻取、 切割和两端面平行度、端面与轴线垂直度处理及试件制作工序、操作过程等都较为繁琐。
为克服上述问题，现提出一种原位单剪法检测混凝土抗压强度的方法，该方法的 原理是对混凝土芯样径向施加垂直于承压面的剪切力，使受剪芯样沿径向垂直于轴向剪切 破坏，并根据剪应力来推定混凝土强度的检测方法。在该方法中，需要对混凝土芯样进行剪 切并测量剪断瞬间的剪切力峰值，但如何剪切混凝土芯样，以及如何测量剪断瞬间的剪切 力峰值，是一个急需解决的问题。发明内容
本发明的目的是提供一种可以将混凝土芯样剪断、同时测量出剪断瞬间的剪切力 峰值的导力杠杆式原位单剪法检测混凝土抗压强度的装置。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案一种导力杠杆式原位单剪法检测混 凝土抗压强度的装置，其特征在于包括提升杆、螺纹连接在提升杆上部的带扭力手柄的扭 力手柄座、套在提升杆中部的压力传感器、连接在提升杆下部的支撑座、对称连接在支撑座 上的左卡爪座和右卡爪座、以及连接在左卡爪座上的圆弧形的左卡爪和连接在右卡爪座上 的圆弧形的右卡爪，所述左卡爪的下端部内侧面上和右卡爪的下端部内侧面上设有相错开 的咬牙。
所述提升杆的下部由上至下插在支撑座中，提升杆的下端连接有提升块，提升块 上又连接有提升块导向机构，所述支撑座上设有与提升块导向机构相配合的提升导向长 孔。
所述左卡爪座和右卡爪座的结构相同，均包括连接杆和与连接杆连为一体的卡爪 连接盘，所述连接杆夹在支撑座中，连接杆的上端部位于提升块的上方并且与一个导力杆 的一端铰接连接，导力杆的另一端又与所述提升块铰接连接，连接杆的下端部位于提升块 的下方并且通过卡爪座螺栓铰接连接在支撑座上，所述卡爪连接盘位于支撑座的下方，并 且左卡爪座的卡爪连接盘与左卡爪连接，右卡爪座的卡爪连接盘与右卡爪连接。
所述卡爪连接盘位于支撑座的下方并且卡爪连接盘上设有卡槽，所述左卡爪的上 端部外侧面上和右卡爪的上端部外侧面上均设有凸台，左卡爪和右卡爪均通过凸台卡在卡 槽中，在左卡爪的内侧位置和右卡爪的内侧位置还设有卡爪压板，卡爪压板通过卡爪固定螺栓可拆卸连接在卡爪连接盘上，同时卡爪压板将左卡爪和右卡爪紧压在卡爪连接盘上的 卡槽中。
在扭力手柄座与压力传感器之间的提升杆上套有轴承。
在扭力手柄座与压力传感器之间的提升杆上还套有轴承座，所述轴承放置在轴承 座上，轴承座又放置在压力传感器上。
所述提升块导向机构可由导向套和导向套锁紧螺栓组成，所述导向套螺纹连接在 导向套锁紧螺栓上，导向套锁紧螺栓又螺纹连接在提升块上。
所述左卡爪与卡爪压板的接触面、右卡爪与卡爪压板的接触面均可为由下向上由 外向内倾斜的斜面。
所述支撑座的上端可设有翻边，并且有传感器固定螺钉由下至上穿过翻边、将压 力传感器与翻边连接在一起。
与现有技术相比本发明具有以下特点和有益效果本发明应用在原位单剪法检测 混凝土抗压强度的方法中，是一种检测普通混凝土抗压强度用的装置，本发明可以对混凝 土芯样的径向施加垂直于承压面的剪切力，使受剪的混凝土芯样沿径向垂直于轴向出现剪 切破坏，并同时测量出此时的剪切力峰值。
本发明利用卡爪将混凝土芯样剪断的同时，通过压力传感器测出剪切力峰值，适 用于C10-C80的结构工程混凝土强度的检测，具有操作简单方便、准确快捷、成本低、适用 性强的优点。
本发明使用时不受被测混凝土的表面形状(比如凸面、凹面、曲面、麻面等)的限 制，也不受被测混凝土尺寸截面大小的限制，仅受成孔工艺限制。也就是说，本发明对被测 混凝土的形状没有特别限制，测试部位也不受限制，被测混凝土不需任何加工处理(现场测 试位置的表面无需处理，钻成的混凝土芯样也不需处理)。
本发明的检测龄期范围广，凡能钻制成型的剪切试件都适用，适用混凝土龄期可 至14天，可为预应力混凝土的张拉和放张以及混凝土早龄期的施工提供技术数据。
在原位单剪法检测混凝土抗压强度的方法中使用本发明，对被测混凝土的损伤很 小，被测混凝土上的钻孔深度仅为毫米级别(25mm 30mm)，所以适合检测钢筋配置密集的 混凝土，属于混凝土无损检测新型技术。
采用了本发明的原位单剪法检测混凝土抗压强度的方法是一种检测被测混凝土 的内部强度的方法，这种方法的测试精度比传统方法更高，检测更方便快捷。采用了本发明 的原位单剪法检测混凝土抗压强度的方法的可检测出被测混凝土的抗压强度，与目前已有 的其他混凝土强度检测方法有实质性的不同，具有很好的推广应用价值，能更好的完善和 丰富混凝土强度检测技术。
下面结合附图对本发明做进一步详细的说明。
图1是本发明实施例一的主视示意图。
图2是图1的左视示意图。
图3是图1中A-A剖面的示意图。
图4是图2中B-B剖面的示意图。
图5是实施例一中的支撑座的俯视示意图。
图6是图5中C-C剖面的示意图。
图7是图5中D-D剖面的示意图。
图8是提升块的主视不意图。
图9是提升块的俯视不意图。
图10是图9中E-E剖面的示意图。
图11是一对卡爪座的立体示意图。
图12是左卡爪的立体示意图。
图13是右卡爪的立体示意图。
图14是本发明实施例二的立体示意图。
图15是本发明实施例二中的支撑座的立体示意图。
附图标记1 一轴承座、2 —提升杆、3 —支撑座、4 一左卡爪座、5 —右卡爪座、6 — 提升块、7 —左卡爪、8 —右卡爪、9 一导向套、10 —导向套锁紧螺栓、11 一卡爪座螺栓、12 -卡爪固定螺栓、13 —扭力手柄、14 一轴承、15 —扭力手柄座、16 —压力传感器、17 —卡爪压 板、18 —提升导向长孔、19 一卡爪连接盘、20 —连接杆、21 —卡槽、22 —凸台、23 —咬牙、 24 一导力杆、25 —销轴、26 —翻边、27 —传感器固定螺钉。
具体实施方式
实施例一参见图1-4，这种导力杠杆式原位单剪法检测混凝土抗压强度的装置，包 括提升杆2、螺纹连接在提升杆上部的带扭力手柄13的扭力手柄座15、套在提升杆中部的 压力传感器16、连接在提升杆下部的支撑座3、对称连接在支撑座上的左卡爪座4和右卡爪 座5、以及连接在左卡爪座上的圆弧形的左卡爪7和连接在右卡爪座上的圆弧形的右卡爪 8，所述左卡爪7的下端部内侧面上和右卡爪8的下端部内侧面上设有相错开的咬牙23。
参见图4-10，所述提升杆2的下部由上至下插在支撑座3中，提升杆2的下端连接 有提升块6，提升块6上又连接有提升块导向机构，所述支撑座3上设有与提升块导向机构 相配合的提升导向长孔18。支撑座3的上端设有与压力传感器相适应(即弧形的)的翻边 26，并且有传感器固定螺钉27由下至上穿过翻边26、将压力传感器16与翻边26连接在一 起。
参见图4、图11，所述左卡爪座4和右卡爪座5的结构相同，均包括连接杆20和与 连接杆连为一体的卡爪连接盘19，所述连接杆20夹在支撑座中，连接杆20的上端部位于提 升块6的上方并且通过销轴25与一个导力杆24的一端铰接连接，导力杆24的另一端又通 过销轴25与所述提升块6铰接连接，连接杆20的下端部位于提升块6的下方并且通过卡 爪座螺栓11铰接连接在支撑座3上，所述卡爪连接盘19位于支撑座3的下方，并且左卡爪 座4的卡爪连接盘与左卡爪7连接，右卡爪座5的卡爪连接盘与右卡爪8连接。
参见图4、图12、图13，所述卡爪连接盘19上设有卡槽21，所述左卡爪7的上端部 外侧面上和右卡爪8的上端部外侧面上均设有凸台22，左卡爪7和右卡爪8均通过凸台22 卡在卡槽21中，在左卡爪7的内侧位置和右卡爪8的内侧位置还设有卡爪压板17，卡爪压 板17通过卡爪固定螺栓12可拆卸连接在卡爪连接盘19上，同时卡爪压板17将左卡爪7和 右卡爪8紧压在卡爪连接盘19上的卡槽21中。卡爪(左卡爪7和右卡爪8)通过上述结构连接在卡爪座(左卡爪座4和右卡爪座5)上，一是因为卡爪要剪切混凝土，容易损坏，所以采用上述结构可以方便卡爪的拆卸和更换。二是卡爪通过上述结构连接在左卡爪座4和右卡爪座5上时，可保证卡爪(左卡爪7和右卡爪8)与卡爪座(左卡爪座4和右卡爪座5)连接的牢固紧密。
使用时，旋转扭力手柄座15，使提升杆2提升，提升杆2带动提升块6上移，提升块 6上移的同时推动卡爪座(左卡爪座4和右卡爪座5)沿卡爪座螺栓11转动，此时连接杆20 的上端部向外移动，卡爪连接盘19向内移动，卡爪连接盘19带动卡爪(左卡爪7和右卡爪 8)夹紧混凝土芯样并剪切混凝土芯样。
本实施例中，在扭力手柄座15与压力传感器16之间的提升杆上套有轴承14和轴承座I，所述轴承14放置在轴承座I上,轴承座I又放置在压力传感器16上,轴承14的作用是减小扭力手柄座的下端面与压力传感器端面之间的摩擦力，有助于减小驱动剪切混凝土的总动力。
本实施例中，提升块导向机构由导向套9和导向套锁紧螺栓10组成，所述导向套 9螺纹连接在导向套锁紧螺栓10上，导向套锁紧螺栓10又螺纹连接在提升块6上。
本实施例中，左卡爪7与卡爪压板17的接触面、右卡爪8与卡爪压板17的接触面均可以是由下向上由外向内倾斜的斜面，这样设计可以使卡爪压板17将左卡爪7和右卡爪 8压得更紧更牢固。
实施例二参见图14、图15，与实施例一的不同之处在于，支撑座3上没有翻边，压力传感器16仅仅是放置在支撑座3上，与支撑座3之间没有连接。
应用本发明检测混凝土抗压强度的方法(即原位单剪法检测混凝土抗压强度的方法)的步骤如下。
步骤一、在被测混凝土 (包括被测混凝土结构和被测混凝土)上选择N个位置作为钻制混凝土芯样的剪切试样部位,在选取好的剪切试样部位处钻制圆柱形的混凝土芯样 (采用直径Φ38πιπι Φ49πιπι的空心水钻)，用本发明对所有的混凝土芯样进行剪切(混凝土芯样受力作用后，产生剪应力直至混凝土芯样被剪断)，同时用本发明上的压力传感器测量出混凝土芯样被剪断瞬间的剪切力峰值，采用数据采集系统记录所有的混凝土芯样被剪断瞬间的剪切力峰值，通过公式混凝土剪切强度(MPa) = F / S，计算出所有的混凝土芯样的混凝土剪切强度，其中F为剪切力峰值，S为混凝土芯样3的截面面积，将得到的混凝土剪切强度代入混凝土测强公式，根据混凝土测强公式计算出所有的混凝土芯样的混凝土抗压强度，该混凝土抗压强度又称为混凝土换算强度(通过检测混凝土的剪切强度，根据混凝土剪切强度和混凝土抗压强度的相关关系，换算成混凝土抗压 强度，因此称为混凝土换算强度)。
步骤二、将上述步骤中得到的N个混凝土换算强度加起来，再除以N，得到一个平均值，这个平均值即为被测混凝土的混凝土推定强度(一般情况下，是对同批构件的检测数据进行数理统计，根据国家规范(GBJ107-87)的有关规定，求出混凝土推定强度)，即混凝土强度的代表值。在计算N个混凝土换算强度的平均值时，可剔除异常值(如最大值和最小值) 后再计算。所述N个可以是三个、五个、七个或者更多，可根据实际情况选择。
本实施例中，混凝土测强公式为
权利要求
1.一种导力杠杆式原位单剪法检测混凝土抗压强度的装置，其特征在于包括提升杆(2)、螺纹连接在提升杆上部的带扭力手柄(13)的扭力手柄座(15)、套在提升杆中部的压力传感器(16)、连接在提升杆下部的支撑座(3)、对称连接在支撑座上的左卡爪座(4)和右卡爪座(5)、以及连接在左卡爪座上的圆弧形的左卡爪(7)和连接在右卡爪座上的圆弧形的右卡爪(8)，所述左卡爪(7)的下端部内侧面上和右卡爪(8)的下端部内侧面上设有相错开的咬牙(23)； 所述提升杆(2)的下部由上至下插在支撑座(3)中，提升杆(2)的下端连接有提升块(6)，提升块(6)上又连接有提升块导向机构，所述支撑座(3)上设有与提升块导向机构相配合的提升导向长孔(18); 所述左卡爪座(4)和右卡爪座(5)的结构相同，均包括连接杆(20)和与连接杆连为一体的卡爪连接盘(19)，所述连接杆(20)夹在支撑座中，连接杆(20)的上端部位于提升块(6)的上方并且与一个导力杆(24)的一端铰接连接，导力杆(24)的另一端又与所述提升块(6 )铰接连接，连接杆(20 )的下端部位于提升块(6 )的下方并且通过卡爪座螺栓(11)铰接连接在支撑座(3 )上，所述卡爪连接盘(19 )位于支撑座(3 )的下方，并且左卡爪座(4)的卡爪连接盘与左卡爪(7)连接，右卡爪座(5)的卡爪连接盘与右卡爪(8)连接。
2.根据权利要求1所述的导力杠杆式原位单剪法检测混凝土抗压强度的装置，其特征在于所述卡爪连接盘(19)上设有卡槽(21)，所述左卡爪(7)的上端部外侧面上和右卡爪(8)的上端部外侧面上均设有凸台(22),左卡爪(7)和右卡爪(8)均通过凸台(22)卡在卡槽(21)中，在左卡爪(7)的内侧位置和右卡爪(8)的内侧位置还设有卡爪压板(17)，卡爪压板(17)通过卡爪固定螺栓(12)可拆卸连接在卡爪连接盘(19)上，同时卡爪压板(17)将左卡爪(7)和右卡爪(8)紧压在卡爪连接盘(19)上的卡槽(21)中。
3.根据权利要求1所述的导力杠杆式原位单剪法检测混凝土抗压强度的装置，其特征在于在扭力手柄座(15)与压力传感器(16)之间的提升杆上套有轴承(14)。
4.根据权利要求3所述的导力杠杆式原位单剪法检测混凝土抗压强度的装置，其特征在于在扭力手柄座与压力传感器之间的提升杆上套有轴承座(1)，所述轴承(14)放置在轴承座(I)上，轴承座(I)又放置在压力传感器(16 )上。
5.根据权利要求1所述的导力杠杆式原位单剪法检测混凝土抗压强度的装置，其特征在于所述提升块导向机构由导向套(9)和导向套锁紧螺栓(10)组成，所述导向套(9)螺纹连接在导向套锁紧螺栓(10)上，导向套锁紧螺栓(10)又螺纹连接在提升块(6)上。
6.根据权利要求1所述的导力杠杆式原位单剪法检测混凝土抗压强度的装置，其特征在于所述左卡爪(7)与卡爪压板(17)的接触面、右卡爪(8)与卡爪压板(17)的接触面均为由下向上由外向内倾斜的斜面。
7.根据权利要求1所述的导力杠杆式原位单剪法检测混凝土抗压强度的装置，其特征在于所述支撑座(3)的上端设有翻边(26)，并且有传感器固定螺钉(27)由下至上穿过翻边(26)、将压力传感器(16)与翻边(26)连接在一起。
全文摘要
一种导力杠杆式原位单剪法检测混凝土抗压强度的装置，包括提升杆、螺纹连接在提升杆上部的带扭力手柄的扭力手柄座、套在提升杆中部的压力传感器、连接在提升杆下部的支撑座、对称连接在支撑座上的左卡爪座和右卡爪座、以及连接在左卡爪座上的圆弧形的左卡爪和连接在右卡爪座上的圆弧形的右卡爪，所述提升杆的下部由上至下插在支撑座中，提升杆的下端连接有提升块，提升块上又连接有提升块导向机构。本装置应用在原位单剪法检测混凝土抗压强度的方法中，可以对混凝土芯样的径向施加垂直于承压面的剪切力，使受剪的混凝土芯样沿径向垂直于轴向出现剪切破坏，并同时测量出此时的剪切力峰值。
文档编号G01N3/24GK103018113SQ20121023764
公开日2013年4月3日 申请日期2012年7月11日 优先权日2012年7月11日
发明者朱跃武, 邱平, 朱俊峰, 李如喜, 孙玉军, 王永红, 石永, 王海民 申请人:深圳中建院建筑科技有限公司