一种混凝土粘结强度测试装置及其测试方法与流程

本发明涉及混凝土粘结强度检测，特别是涉及一种混凝土粘结强度测试装置及其测试方法。

背景技术：

1、喷射混凝土作为工程支护的一种常见形式，被广泛应用于岩土工程、隧道工程、市政工程和边坡工程等。喷射混凝土具有施工简捷、前期强度提高快、抗渗性好等优点，尤其是能够填充岩体的缝隙、表面凹穴，把分割开的受力面重新粘结在一块，喷层与围岩的粘贴会形成共同的工作面，提高结构面的抗力和支撑作用，并避免或缓和受喷结构的应力集中现象，能够大大提高结构的稳定性和安全性。因此，喷射混凝土和围岩间的粘结强度是评价喷射混凝土是否能够充分发挥作用的重要参数。

2、混凝土凝结后强度需要检测后才能继续后续施工，目前的现场检测方法主要使用的是钻芯拉拔法，现有的钻芯拉拔法的主要操作步骤如下：1、选定试验位置，采用钻机垂直于喷射混凝土层面钻进并深入围岩20mm以上，形成带有喷射混凝土与围岩粘结面的圆柱型芯样；2、拆卸钻机；3、用冲击钻在试验位置植筋，作为拉拔试验的传力钢筋，并等待植筋用的粘结料凝固，约7-14日后凝固，然后在进行拉拔测试；4、安装拉拔仪，对钢筋缓慢施加拉力，直到芯样沿喷射混凝土与围岩结合面破坏；5、通过拉力和断裂的截面面积计算喷射混凝土与围岩的粘结强度。

3、这种方法弊端较多，普通钻芯机只能取芯，且取芯后形成的缝隙较小，取芯筒无固定芯样装置和拉拔设备，不能取芯后直接进行拉拔试验，增加了试验操作步骤，费时费力；现有检测方法检测精度低，还需要预先植筋，不是直接对喷射混凝土进行拉拔测试，植筋也具有一定的强度和延展性，拉拔植筋，会导致混凝土黏结强度的测试数据出现偏差，而且植筋定位难以保证处于芯样圆心处，常会偏心受拉，造成检测结果偏差大，且植筋易松动，造成试验失败；并且操作复杂、使用设备多、用工多，涉及钻机、冲击钻、拉拔仪等，没有整合设备，大大降低工作效率；还需要等待植筋凝固，导致耗时长、准备工作复杂，涉及到的设备反复使用，周转时间白白浪费；且需要等植筋的粘结料达到一定强度才可开始试验，前期工作用时久，所有的工程都需等待混凝土与岩层的粘结强度结果再进行后续施工，影响整个工程的施工进度。现在需要一种精度更高，耗时短，施工简单的方式来对混凝土的强度进行测试。

4、基于此，本发明设计了一种混凝土粘结强度测试装置及其测试方法，以解决上述问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种混凝土粘结强度测试装置及其测试方法，能够不在需要对混凝土植筋，就能对混凝土与岩层的粘结强度进行测试，因此也就不需要等待植筋的凝固了，有效缩短测试时间和工程施工时间，不需要再使用钻机和冲击钻，操作更加便捷，而且直接测试混凝土的强度，测试对象直接，避免通过植筋间接测试强度，从而本装置对混凝土的强度测试更加精确。

2、本发明是这样实现的：一种混凝土粘结强度测试装置，包括：

3、钻芯筒、支撑座、固定架杆、控制开关、锚固座和钻孔电机；

4、所述钻芯筒的下端开口且内部中空的圆筒状结构，所述钻芯筒内侧圆弧壁的同一高度位置上均匀开设了多个拔芯槽，所述钻芯筒下端开口处的圆环面上均匀设置了多个钻头，所述钻芯筒的上端封闭，所述钻芯筒上端外部固设了连接块；

5、每个所述拔芯槽内部能转动的安置了一个拔芯卡块，所述拔芯槽内还设置了一个定位块，所述定位块的上端连接了一个调节杆，所述调节杆的上端伸出在钻芯筒顶部，所述调节杆能上下升降的安置在钻芯筒筒壁内部，所述调节杆通过调节螺母与钻芯筒锁紧；

6、所述定位块夹持在拔芯槽槽底与拔芯卡块内侧面之间，所述拔芯卡块上端与定位块能相互挤压缩回的伸出在钻芯筒的中空孔内；

7、所述支撑座为稳定的框架，所述支撑座内部稳定架设了测力仪，所述测力仪下方能分离的锁接了钻孔电机，所述钻孔电机锁接安装在连接块上；

8、所述锚固座为稳定架设的底座，所述锚固座能分离的锁紧在待测混凝土面上，所述锚固座有两个，每个所述锚固座顶部都竖直架设了一个固定架杆，每个所述固定架杆顶部都能竖直伸缩的设置了一个伸缩杆，两个所述锚固座上的两个伸缩杆之间水平架设了一个升降架，所述控制开关为两个伸缩杆的控制器，所述支撑座固设在升降架上；

9、所述钻芯筒的轴线、钻孔电机的驱动轴和测力仪的拉拔方向重合，所述固定架杆与钻芯筒的轴线在同一竖直平面上平行。

10、进一步地，所述调节螺母设置在钻芯筒顶端外部，所述调节杆上端与调节螺母通过螺纹锁紧，所述调节杆通过调节螺母的旋转锁紧升降在钻芯筒筒壁内；

11、所述定位块为圆球，所述拔芯卡块为楔形块，所述拔芯卡块的尖端朝向钻芯筒上端设置，所述拔芯卡块的内侧面为上大下小的弧面，所述定位块的直径与拔芯卡块上端厚度之和大于拔芯槽的深度c，所述定位块的直径与拔芯卡块下端厚度之和小于拔芯槽的深度c；

12、所述拔芯槽设置了转动销，所述转动销与钻芯筒的轴线在同一竖直平面内相互垂直，所述拔芯卡块通过转动销能向钻芯筒内部横向翻转的设置在拔芯槽内。

13、进一步地，所述钻头朝钻芯筒的中空孔内倾斜设置，所述钻头伸入在钻芯筒孔内部，且所述钻头伸入钻芯筒内孔的长度为d，且d不超过2cm；

14、所述拔芯卡块伸入拔芯槽内壁的长度为s，所述长度d小于s。

15、进一步地，所述钻芯筒的封闭端上开设了进水孔，所述进水孔连通在钻芯筒的上端外部和中空内孔之间。

16、进一步地，所述连接块的外端设置了螺纹孔，所述钻孔电机的驱动轴上安装了驱动杆，所述连接块与驱动杆通过螺纹锁接。

17、进一步地，所述测力仪为锚杆拉拔仪，所述测力仪的拉拔端连接了拉接件，所述拉接件与钻孔电机锁接紧密，所述测力仪的拉力方向、拉接件和钻孔电机的驱动轴在同一直线上。

18、进一步地，所述固定架杆与伸缩杆组成完整的伸缩杆，所述升降架的两侧锁定在两侧伸缩杆的顶部，两个所述伸缩杆相互平行，两个所述伸缩杆同步竖直伸缩。

19、一种混凝土粘结强度测试测试方法，这种保存方法需提供一种混凝土粘结强度测试装置，这种方法包括以下步骤：

20、步骤1，选定需要进行强度测试的平整混凝土面，圈定混凝土表面无缺陷部位；

21、步骤2，将两个锚固座的底部与混凝土面贴合，使固定架杆垂直于混凝土面，挪移锚固座位置，将钻芯筒的开口端正对选定的混凝土测试部位，确定锚固座固定位置后，用膨胀螺丝将锚固座锁紧在混凝土面上；

22、步骤3，调整调节杆位置，使定位块与拔芯卡块下端贴靠，使拔芯卡块与定位块不相互挤压，使拔芯卡块缩回在拔芯槽内；

23、步骤4，启动钻孔电机，所述钻孔电机驱动钻芯筒开始转动钻孔，同时向进水孔内注水，确保水从所述钻芯筒的开口端流出，启动控制开关控制伸缩杆沿所述固定架杆朝混凝土面平移靠近，所述钻芯筒开口端的钻头对需要测试的混凝土面开始钻芯；

24、步骤5，所述钻芯筒钻进到预定深度后，关闭所述钻孔电机，所述钻芯筒停止钻进，并停止向进水孔内注水，此时混凝土被所述钻芯筒的开口端面环切为圆柱体芯样；

25、步骤6，对所述钻芯筒顶端外部的调节螺母进行旋转，所述调节杆被调节螺母拉扯向上端平移，所述定位块跟随调节杆向上端平移，直至所述定位块与拔芯卡块上端相互抵靠，所述定位块将拔芯卡块位于上方的尖端部分顶出在钻芯筒内部的中空孔内，所述拔芯卡块的尖端伸出卡住芯样的侧壁，依次对称的调整全部所述拔芯卡块，通过多个所述拔芯卡块卡紧芯样；

26、步骤7，启动测力仪，所述测力仪开始对钻孔电机施加拉拔力，所述钻孔电机将拉拔力直接传递给钻芯筒，所述钻芯筒通过多个拔芯卡块将混凝土芯样进行拉拔，当所述测力仪检测到拉力不再增加时，记录最大力值，然后关闭测力仪；

27、步骤8，然后旋钮调节螺母，通过调节杆松开拔芯卡块，使钻芯筒与混凝土芯样松开分离，然后拆卸锚固座，使锚固座与混凝土测试面分离，完成一处选定位置的混凝土与岩层的粘结强度测试；

28、步骤9，每1000m2喷射混凝土面至少测试6处粘结强度，取样位置随机、均匀分布。

29、进一步地，所述拔芯卡块卡接混凝土芯样的深度h比喷射混凝土层总厚度小10cm。

30、本发明的有益效果是：1、本发明通过钻芯筒在混凝土面上钻取芯样，然后直接对芯样进行拉拔，不需要对测试的混凝土面上进行钻孔和植筋，也不需要等待植筋凝固，检测耗时短，检测操作简单，测试完成后可以直接进行后续的施工了，对缩短工期起到积极作用；

31、2、本装置不需要用冲击钻，也不需要使用钻机取芯，操作更加简单便捷，需要操作人员数量上，提高了工作效率；

32、3、本装置不是对植筋进拉拔测试，而是直接对混凝土芯样进行测试，从而实现了对混凝土与岩层的粘结强度的直接测试，测试对象更加直接，测试结果更加精准，而且不需要考虑植筋是否处于芯样中心的问题，本装置是通过对芯样侧壁均匀的夹持，使其受力更加均匀，避免植筋偏心倾斜受力歪斜的问题。