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摘要:砌体结构是当前我国各地区建筑工程较为主要的最其本的一种承重结构形式之一,量大面广。如果砌体构件的质量不过关,很容易造成断板、墙体裂缝、渗漏、墙体坍塌等事故。文章探讨了建筑工程中砌体构件质量的检测技术。
关键词:砌体构件;质量;检测技术
中图分类号:TU504 文献标识码:A 文章编号:1000-8136(2010)27-0043-02
砌体结构是当前我国各地区建筑工程较为主要的最基本的一种承重结构形式之一,量大面广。如果砌体构件的质量不过关,很容易造成断板、墙体裂缝、渗漏、墙体坍塌等事故。近年来,我国分别对工程现场砌体构件质量检测技术进行了深入研究并制定了相应的标准规范,现已出台相当数量的建筑工程相关检测、国家及行业标准。本文探讨了建筑工程中砌体构件质量的检测技术。
1砌体裂缝检测
砌体裂缝是常见的质量问题,并且砌体裂缝一般比较宽,故检测方法比较简单。裂缝的形态、数量及发展程度对承载力、使用性能与耐久性有很大影响,所以应对砌体的裂缝进行全面检测,根据裂缝的形式、走向、位置等情况,初步确定引起裂缝的原因。
具体的检测方法为:记录裂缝出现的位置、裂缝数量、走向;裂缝长度用钢尺或一般米尺进行测量;裂缝宽度可用裂缝对比卡或塞尺或刻度放大镜进行测量;绘制裂缝展开图,将检测结果详细标注到裂缝展开图上,进而分析裂缝产生的原因并评价其对质量的影响程度。此外,裂缝多数是发展变化的,应继续观测,以掌握裂缝变化规律及影响因素。
2砌体砂浆强度的检测
目前我国常用回弹法、冲击法、点荷法等方法检测砌体中砂浆的强度。
2.1回弹法
测试仪器为回弹仪。
试验方法:测试前应将选定的测试点面层(如抹灰、饰面等)清除干净,如果清水墙勾缝砂浆消除干净并用砂轮磨平。要求选定自测试点处砂浆与砖黏结牢固,灰缝厚度适中(9～11 mm)。
测定时,将回弹仪对准处理好并磨平的砂浆缝,保持水平且与测试面垂直,然后连续弹击5次,第1、2次为预弹,不读数;读取第3、4、5次回弹值并取其平均数,并量出弹击点击出的每个小圆坑的坑深(精确到0.1 mm)。根据测定的回弹值N及坑的深度d,可由预先标定过的有关图表,查出砂浆的强度。
2.2冲击法
2.2.1试验原理
在砌体灰缝中凿取一定数量的砂浆,加工成颗粒状,由冲击锤将其粉碎。冲击将消耗一定的能量。砂浆粉碎后颗粒变细,其表面积增加。试验研究表明,在一定冲击作用下,砂浆颗粒增加的表面积△A与破碎功的增加量△W呈线性关系,而砂浆的抗压强度与单位功的表面积增量△A/△W有定量关系,从而可以据此测得砂浆的强度。试验中主要的设备是冲击仪、孔径为12 mm及10 mm的圆孔筛、一套砂标准筛及感量为0.01 g的天平。
2.2.2试件制作
在待检测的砌体中取硬化的砂浆约600 g(一部分用于测容量,一部分用于冲击试验),将其用冲击锤加工成形状近于圆形、粒径为10～12 mm的颗粒,两个垂直方向的直径之比不宜大于1∶2。然后用孔径为12 mm及10 mm的筛子筛分,取通过12 mm孔径而留在10 mm孔径筛子上的颗粒作为冲击试验的用料(即颗粒直径为10～12 mm)。取180～200 g试料,放入烘箱内,在50～60 ℃的温度下烘烤4～6 h(干燥的试样可不必烘烤),取出在常温下搁置8～12 h。试料烘烤干燥后分为3份,每份50 g。称量精确至0.01 g,即要平行做3组试验。
2.2.3试验方法及步骤
根据砂浆的特征,估计其强度的大约范围,选好打击锤的重量及落实锤高度,然后将试样放入冲击仪的冲击筒中,并将其顶面摊平。整个试验分三个阶段,每阶段均有冲击、筛分、称重3个步骤。
第一阶段:冲击2次,进行筛分与称重。
第二阶段:将试样重新放入筒内,摊平,冲击4次,再进行筛分与称重。
第三阶段:将试样重新放入筒内摊平,最后冲击4次,然后筛分、称重。第一份试样总计冲击10次,筛分、称重3次。3组试样平行做3次。
(1)测定砂浆容量,可用未冲击的砂浆试样取8 cm³左右的块状试件,用蜡封法测定。
(2)测定冲击后试样的表面积。
(3)计算:取3组实验的平均值,并按经验公式计算出砂浆的抗压强度fm(N/mm²)。
2.3点荷法
2.3.1试验原理
点荷法是通过对砂浆层施加集中点荷载,测定试件所能承受的“点荷值”,结合试件的尺寸等因素,推算出砂浆的立方体强度。该法适用于砂浆强度大于2 MPa的砌体检测,测试结果只反映砂浆强度因素,是一种局部破损检测方法。
2.3.2试件加工
从砌体上凿出带有砂浆层的两块砖,小心剥下砖块上的砂浆层并且不能破坏砂浆层,如轻轻敲击即可使砖块脱落,则可取下砂浆层。若轻敲不能使砖剥离,则不可用蛮力,应用手动钢锯或砂轮锯将其锯开,应注意不要对砂浆造成破损。剥离出砂浆层后,应剔除有明显缺陷而无代表性的部分,留下厚薄均匀的试样。可用小锤、手锯等工具加工,将试样加工成直径约50 mm的圆形试件为宜(半径在15～25 mm之间也可),将加荷面或支撑面处细心磨平。
2.3.3试验方法
点荷法的加载头及支座均为一圆头锥体,锥头半径r=5 cm。加载时,上、下压头要对中,试件要保持水平,然后慢慢加压至试件破坏。记下破坏时的荷载P(kN),并量测试件的厚度t(mm),测定加载点到试件边缘的距离R(mm)。最后根据公式计算出测区砂浆抗压强度平均值。
3砌体强度的检测
砌体强度与砌块和砂浆的强度有直接关系,常用间接法和直接法测定砌体强度。以下介绍常用的直接测定的方法:
3.1实物取样试验测抗压强度
在墙体适当部位选取试件,一般核心部分长370 mm或
490 mm,截面尺寸为240×370 mm或370×490 mm,高度为小边长的2.5～3倍。取样时,使试件在墙长方向按原竖缝与墙体自然分离,将试件外围四周的砂浆剔去,不要敲断条砖,保留马牙蹉。四周暂时用角钢包住,小心取下,注意不要让试件松动。然后在加压面用1∶3砂浆抹平,养护7 d后加压。加压前要先估计其破坏荷载。第一级加压为破坏荷载的20%,以后每级加破坏荷载的10%,直到破坏。设破坏荷载为N,试件面积为A,则砌体的实际抗压强度为:fm=N/A。
3.2顶出法测抗剪强度
这是一种原位测定法。选择门、窗洞口作为测区,将试验区取L(370～490 mm)长一段,两边凿通,齐平,加压面坐浆找平。加压用千斤顶,受力支撑面要加钢垫板,逐步加推力,此推力对砌体试件的受力面来说是剪力。若砌体破坏时的剪力为V,被推出部分的受剪面积为A,该砌体的抗剪强度fm为:fm=V/A。
3.3原位轴压法测抗压强度
3.3.1试验原理
原位轴压法是在墙体上开凿两条水平槽孔,安放原位压力机,测试槽间砌体的抗压强度,并将抗压强度换算为标准砌体抗压强度的方法,适用于测试240 mm厚普通砖砌体的砌体抗压。原位压力机由手泵、扁式千斤顶、反力平衡架组成。
3.3.2一般规定
测试部位应具有代表性,并应符合下列规定:同一设计强度等级砌筑单位为一个检测单元,每个检测单元应布置不少于6个测区,每个测区应布置不少于1个测点。测试部位宜选在墙体中部距楼、地面1 m左右的高度处;槽间砌体每侧的墙体宽度不应小于1.5 m。同一墙体上,测点不宜多于1个,且宜置于沿墙体长度的中间部位;多于1个时,其水平净距不得小于2.0 m。测试部位严禁选在挑梁下,应力集中部位以及墙梁的墙体计算高度范围内。
3.3.3试验方法及步骤
(1)在选定的测点上开水平槽孔,应遵守下列规定:上水平槽的尺寸(长度×厚度×高度)为250×240×70 mm;下水平槽的尺寸根椐使用压力机的类型确定。如使用450型压力机时为250×240×70 mm,使用600型压力机时为250×240×140 mm。上下水平槽孔应对齐,两槽之间相隔7皮砖,净距约为430 mm。开槽时应注意防止扰动四周的砌体;槽间砌体的承压面应修平整。
(2)在槽孔间安放原位压力机,并应符合下列规定:分别在上槽内的下表面和扁式千斤顶的顶面,均匀铺设厚约10 mm的湿细砂垫层或石膏等其他材料。将反力板置于上槽孔,扁式千斤顶置于下槽孔,使两个承压板上下对齐后,拧紧螺母并调整其平行度;四根钢杆的上下螺母间的净距,误差不应大于2 mm。检查测试系统的灵敏性和可靠性,以及上下压板和砌体受压面接触是否均匀密实。试加荷载,约为预估破坏荷载的10%,经试加荷载,系统正常后卸载,开始正式测试。
(3)正式测试时,记录油压表初读数,然后分级加载。每级荷载宜为预估破坏荷载的10%,并应在1～1.5 min内均匀加完,然后卸载1～2 min。加荷至预估破坏荷载的80%后,应按原定加荷速度连续加荷,直到槽间砌体破坏。当槽间砌体裂缝急剧扩展和增多,油压表的指针明显回退时,应视为槽间砌体达到极限状态。
(4)试验过程中,如发现上下压板与砌体因接触不良,使砌体呈局部受压或明显偏心受压状态时,应停止试验。此时应调整试验装置,重新试验,无法调整时应更换测点。
(5)试验过程中,应仔细观察槽间砌体裂缝的出现与开展情况。记录槽间砌体初裂和破坏时的油压表读数、测点位置、裂缝图等。
(6)最后将测得的砌体试件的抗压强度换算成标准试件的抗压强度。
4结束语
上述砌体构件质量的检测鉴定方法都有各自的优点,但也都受到一定的限制。我们应该在具体的工程中选择合适的一种或几种检测鉴定方法,来对砌体构件进行检测鉴定,以达到我们的检测鉴定目的。基于经济建设的强大动力,目前建筑业检测鉴定市场需求发展迅速,检测鉴定行业正在为我国经济建设做出令人鼓舞的贡献。选择了合适的检测鉴定方法,检测鉴定的产值也会日益增大,定能取得较好的经济效益。
参考文献
1 杨德建等主编.建筑结构试验精编本[M].武汉:武汉理工大学出版社,2006.9
2 卫龙武等编著.建筑物评估、加固与改造[M].南京:江苏科学技术出版社,2006.1
Discusses the Building Bricking-up Component’s Examination Technology
Zhou Zongqing
Abstract:The bricking-up structure is current our country various areas architectural engineering one of comparatively main its one kind of load-bearing member forms, the quantity big surface is broad. If the bricking-up component’s quality does not go through a strategic pass, very easy to create breaks accidents and so on board, wall crack, leakage, wall collapsing. In article discussion architectural engineering bricking-up component quality detection technology.
Key words:bricking-up component; quality; examination technology
关键词:砌体构件;质量;检测技术
中图分类号:TU504 文献标识码:A 文章编号:1000-8136(2010)27-0043-02
砌体结构是当前我国各地区建筑工程较为主要的最基本的一种承重结构形式之一,量大面广。如果砌体构件的质量不过关,很容易造成断板、墙体裂缝、渗漏、墙体坍塌等事故。近年来,我国分别对工程现场砌体构件质量检测技术进行了深入研究并制定了相应的标准规范,现已出台相当数量的建筑工程相关检测、国家及行业标准。本文探讨了建筑工程中砌体构件质量的检测技术。
1砌体裂缝检测
砌体裂缝是常见的质量问题,并且砌体裂缝一般比较宽,故检测方法比较简单。裂缝的形态、数量及发展程度对承载力、使用性能与耐久性有很大影响,所以应对砌体的裂缝进行全面检测,根据裂缝的形式、走向、位置等情况,初步确定引起裂缝的原因。
具体的检测方法为:记录裂缝出现的位置、裂缝数量、走向;裂缝长度用钢尺或一般米尺进行测量;裂缝宽度可用裂缝对比卡或塞尺或刻度放大镜进行测量;绘制裂缝展开图,将检测结果详细标注到裂缝展开图上,进而分析裂缝产生的原因并评价其对质量的影响程度。此外,裂缝多数是发展变化的,应继续观测,以掌握裂缝变化规律及影响因素。
2砌体砂浆强度的检测
目前我国常用回弹法、冲击法、点荷法等方法检测砌体中砂浆的强度。
2.1回弹法
测试仪器为回弹仪。
试验方法:测试前应将选定的测试点面层(如抹灰、饰面等)清除干净,如果清水墙勾缝砂浆消除干净并用砂轮磨平。要求选定自测试点处砂浆与砖黏结牢固,灰缝厚度适中(9～11 mm)。
测定时,将回弹仪对准处理好并磨平的砂浆缝,保持水平且与测试面垂直,然后连续弹击5次,第1、2次为预弹,不读数;读取第3、4、5次回弹值并取其平均数,并量出弹击点击出的每个小圆坑的坑深(精确到0.1 mm)。根据测定的回弹值N及坑的深度d,可由预先标定过的有关图表,查出砂浆的强度。
2.2冲击法
2.2.1试验原理
在砌体灰缝中凿取一定数量的砂浆,加工成颗粒状,由冲击锤将其粉碎。冲击将消耗一定的能量。砂浆粉碎后颗粒变细,其表面积增加。试验研究表明,在一定冲击作用下,砂浆颗粒增加的表面积△A与破碎功的增加量△W呈线性关系,而砂浆的抗压强度与单位功的表面积增量△A/△W有定量关系,从而可以据此测得砂浆的强度。试验中主要的设备是冲击仪、孔径为12 mm及10 mm的圆孔筛、一套砂标准筛及感量为0.01 g的天平。
2.2.2试件制作
在待检测的砌体中取硬化的砂浆约600 g(一部分用于测容量,一部分用于冲击试验),将其用冲击锤加工成形状近于圆形、粒径为10～12 mm的颗粒,两个垂直方向的直径之比不宜大于1∶2。然后用孔径为12 mm及10 mm的筛子筛分,取通过12 mm孔径而留在10 mm孔径筛子上的颗粒作为冲击试验的用料(即颗粒直径为10～12 mm)。取180～200 g试料,放入烘箱内,在50～60 ℃的温度下烘烤4～6 h(干燥的试样可不必烘烤),取出在常温下搁置8～12 h。试料烘烤干燥后分为3份,每份50 g。称量精确至0.01 g,即要平行做3组试验。
2.2.3试验方法及步骤
根据砂浆的特征,估计其强度的大约范围,选好打击锤的重量及落实锤高度,然后将试样放入冲击仪的冲击筒中,并将其顶面摊平。整个试验分三个阶段,每阶段均有冲击、筛分、称重3个步骤。
第一阶段:冲击2次,进行筛分与称重。
第二阶段:将试样重新放入筒内,摊平,冲击4次,再进行筛分与称重。
第三阶段:将试样重新放入筒内摊平,最后冲击4次,然后筛分、称重。第一份试样总计冲击10次,筛分、称重3次。3组试样平行做3次。
(1)测定砂浆容量,可用未冲击的砂浆试样取8 cm³左右的块状试件,用蜡封法测定。
(2)测定冲击后试样的表面积。
(3)计算:取3组实验的平均值,并按经验公式计算出砂浆的抗压强度fm(N/mm²)。
2.3点荷法
2.3.1试验原理
点荷法是通过对砂浆层施加集中点荷载,测定试件所能承受的“点荷值”,结合试件的尺寸等因素,推算出砂浆的立方体强度。该法适用于砂浆强度大于2 MPa的砌体检测,测试结果只反映砂浆强度因素,是一种局部破损检测方法。
2.3.2试件加工
从砌体上凿出带有砂浆层的两块砖,小心剥下砖块上的砂浆层并且不能破坏砂浆层,如轻轻敲击即可使砖块脱落,则可取下砂浆层。若轻敲不能使砖剥离,则不可用蛮力,应用手动钢锯或砂轮锯将其锯开,应注意不要对砂浆造成破损。剥离出砂浆层后,应剔除有明显缺陷而无代表性的部分,留下厚薄均匀的试样。可用小锤、手锯等工具加工,将试样加工成直径约50 mm的圆形试件为宜(半径在15～25 mm之间也可),将加荷面或支撑面处细心磨平。
2.3.3试验方法
点荷法的加载头及支座均为一圆头锥体,锥头半径r=5 cm。加载时,上、下压头要对中,试件要保持水平,然后慢慢加压至试件破坏。记下破坏时的荷载P(kN),并量测试件的厚度t(mm),测定加载点到试件边缘的距离R(mm)。最后根据公式计算出测区砂浆抗压强度平均值。
3砌体强度的检测
砌体强度与砌块和砂浆的强度有直接关系,常用间接法和直接法测定砌体强度。以下介绍常用的直接测定的方法:
3.1实物取样试验测抗压强度
在墙体适当部位选取试件,一般核心部分长370 mm或
490 mm,截面尺寸为240×370 mm或370×490 mm,高度为小边长的2.5～3倍。取样时,使试件在墙长方向按原竖缝与墙体自然分离,将试件外围四周的砂浆剔去,不要敲断条砖,保留马牙蹉。四周暂时用角钢包住,小心取下,注意不要让试件松动。然后在加压面用1∶3砂浆抹平,养护7 d后加压。加压前要先估计其破坏荷载。第一级加压为破坏荷载的20%,以后每级加破坏荷载的10%,直到破坏。设破坏荷载为N,试件面积为A,则砌体的实际抗压强度为:fm=N/A。
3.2顶出法测抗剪强度
这是一种原位测定法。选择门、窗洞口作为测区,将试验区取L(370～490 mm)长一段,两边凿通,齐平,加压面坐浆找平。加压用千斤顶,受力支撑面要加钢垫板,逐步加推力,此推力对砌体试件的受力面来说是剪力。若砌体破坏时的剪力为V,被推出部分的受剪面积为A,该砌体的抗剪强度fm为:fm=V/A。
3.3原位轴压法测抗压强度
3.3.1试验原理
原位轴压法是在墙体上开凿两条水平槽孔,安放原位压力机,测试槽间砌体的抗压强度,并将抗压强度换算为标准砌体抗压强度的方法,适用于测试240 mm厚普通砖砌体的砌体抗压。原位压力机由手泵、扁式千斤顶、反力平衡架组成。
3.3.2一般规定
测试部位应具有代表性,并应符合下列规定:同一设计强度等级砌筑单位为一个检测单元,每个检测单元应布置不少于6个测区,每个测区应布置不少于1个测点。测试部位宜选在墙体中部距楼、地面1 m左右的高度处;槽间砌体每侧的墙体宽度不应小于1.5 m。同一墙体上,测点不宜多于1个,且宜置于沿墙体长度的中间部位;多于1个时,其水平净距不得小于2.0 m。测试部位严禁选在挑梁下,应力集中部位以及墙梁的墙体计算高度范围内。
3.3.3试验方法及步骤
(1)在选定的测点上开水平槽孔,应遵守下列规定:上水平槽的尺寸(长度×厚度×高度)为250×240×70 mm;下水平槽的尺寸根椐使用压力机的类型确定。如使用450型压力机时为250×240×70 mm,使用600型压力机时为250×240×140 mm。上下水平槽孔应对齐,两槽之间相隔7皮砖,净距约为430 mm。开槽时应注意防止扰动四周的砌体;槽间砌体的承压面应修平整。
(2)在槽孔间安放原位压力机,并应符合下列规定:分别在上槽内的下表面和扁式千斤顶的顶面,均匀铺设厚约10 mm的湿细砂垫层或石膏等其他材料。将反力板置于上槽孔,扁式千斤顶置于下槽孔,使两个承压板上下对齐后,拧紧螺母并调整其平行度;四根钢杆的上下螺母间的净距,误差不应大于2 mm。检查测试系统的灵敏性和可靠性,以及上下压板和砌体受压面接触是否均匀密实。试加荷载,约为预估破坏荷载的10%,经试加荷载,系统正常后卸载,开始正式测试。
(3)正式测试时,记录油压表初读数,然后分级加载。每级荷载宜为预估破坏荷载的10%,并应在1～1.5 min内均匀加完,然后卸载1～2 min。加荷至预估破坏荷载的80%后,应按原定加荷速度连续加荷,直到槽间砌体破坏。当槽间砌体裂缝急剧扩展和增多,油压表的指针明显回退时,应视为槽间砌体达到极限状态。
(4)试验过程中,如发现上下压板与砌体因接触不良,使砌体呈局部受压或明显偏心受压状态时,应停止试验。此时应调整试验装置,重新试验,无法调整时应更换测点。
(5)试验过程中,应仔细观察槽间砌体裂缝的出现与开展情况。记录槽间砌体初裂和破坏时的油压表读数、测点位置、裂缝图等。
(6)最后将测得的砌体试件的抗压强度换算成标准试件的抗压强度。
4结束语
上述砌体构件质量的检测鉴定方法都有各自的优点,但也都受到一定的限制。我们应该在具体的工程中选择合适的一种或几种检测鉴定方法,来对砌体构件进行检测鉴定,以达到我们的检测鉴定目的。基于经济建设的强大动力,目前建筑业检测鉴定市场需求发展迅速,检测鉴定行业正在为我国经济建设做出令人鼓舞的贡献。选择了合适的检测鉴定方法,检测鉴定的产值也会日益增大,定能取得较好的经济效益。
参考文献
1 杨德建等主编.建筑结构试验精编本[M].武汉:武汉理工大学出版社,2006.9
2 卫龙武等编著.建筑物评估、加固与改造[M].南京:江苏科学技术出版社,2006.1
Discusses the Building Bricking-up Component’s Examination Technology
Zhou Zongqing
Abstract:The bricking-up structure is current our country various areas architectural engineering one of comparatively main its one kind of load-bearing member forms, the quantity big surface is broad. If the bricking-up component’s quality does not go through a strategic pass, very easy to create breaks accidents and so on board, wall crack, leakage, wall collapsing. In article discussion architectural engineering bricking-up component quality detection technology.
Key words:bricking-up component; quality; examination technology