碳纖維片材和錨固加固施工質量現(xiàn)場安全檢測

1碳纖維拉拔儀原理

目前，碳纖維片材施工質量現(xiàn)場檢測方法國內主要為中國工程建設標準化協(xié)會標準《碳纖維片材加固混凝土結構技術規(guī)程》（CECS 146：2003）附錄B和《混凝土結構加固設計規(guī)范》（GB 50367）附錄E的拉拔法檢測碳纖維施工質量。  
拉拔法所采用的儀器由兩部分構成，一部分為手持水鉆構成的切
割裝臵，另一部分為液壓拉拔裝臵及壓力傳感器組成的拉拔儀，典型的拉拔檢測儀構造如圖2.8.1－1所示，典型的拉拔儀器見圖2.8.1－2。

1．標準塊；2．聯(lián)接螺母；3．萬向結；4．大活塞； 5．傳感器；6．壓簧；7．小活塞；8．蝸桿；9．絲杠；10．搖把；11．注油口；12．碳纖維片材。

  當順時針搖動手柄時，與其同軸的蝸桿隨之轉動，并帶動蝸輪旋轉，由于蝸輪中心孔內有反扣螺紋，在其旋轉的同時也就帶動絲杠及小活塞向下移動，將泵體內液壓油推向工作油缸內的大活塞，活塞上移又通過萬向結帶動聯(lián)接螺母及標準塊，對被檢測的碳纖維片材施加正向拉力。液壓油的工作壓力可通過壓力傳感器測得，檢測中隨著手柄的轉動，油壓增高被驗拉力數(shù)值不斷增加，當標準塊脫落時．檢測儀表可自動記錄下此時的拉力值。 
   手柄反搖時，油泵將油吸回小油缸內，為保證大活塞順利回位專門設計了回位彈簧，活塞向上移動時彈簧壓縮，回程時彈簧推動活塞起到復位作用。 
   檢測前碳纖維片材粘結強度，需在混凝土表面加工出預切縫，深度應從加固表面切割至混凝土基體內部，切入混凝土深度為2～lOmm，縫寬2mm。為保證預切縫的順利進行，應采用與檢測儀器相配套的切縫機。按規(guī)范要求，標準塊直徑為40mm，材質為45號鋼。
                                   

2 碳纖維片材施工質量現(xiàn)場拉拔檢驗

（1）檢測儀器 
    對粘結強度檢測儀的要求，可參照現(xiàn)行行業(yè)標準《數(shù)顯式粘結強度檢測儀》（JG 3056）的規(guī)定。粘結強度檢測儀應每年檢定一次，發(fā)現(xiàn)異常時應隨時維修、檢定。 

（2）檢驗時間和抽樣規(guī)則 
現(xiàn)場檢驗應在已完成碳纖維片材粘貼并固化7d的結構表面上進行，現(xiàn)場檢驗的布點應在膠粘劑固化已達到可以進入下一工序之日進行。當因故需推遲布點日期時，不得超過3d。 
梁、柱類構件以同規(guī)格、同型號的構件為一檢驗批，每批構件隨機抽取的受檢構件應按該批構件總數(shù)的10％確定，但不得少于3根；以每根受檢構件為一檢驗組；每組3個檢驗點。板、墻類構件應以同種類、同規(guī)格的構件為一檢驗批，每批按實際粘貼的表面積(不論粘貼的層數(shù))均勻劃分為若干區(qū)，每區(qū)100m2(不足100m2，按100m2計)，且每一樓層不得少于1區(qū)；以每區(qū)為一檢驗組，每組3個檢驗點。檢驗點的間距不應小于500mm，且有一塊應粘貼在加固構件的端部。 

（3）現(xiàn)場檢驗程序 
    1）表面處理：被測部位的加固表面應清除污漬并保持干燥。     

    2）切割預切縫：從加固表面向混凝土基體內部切割預切縫，切入混凝土深度10～15mm，寬度約2mm。預切縫形狀為直徑50mm的圓形或邊長40mm×40mm的正方形。 
    3）粘貼鋼標準塊：采用高強、快固化的膠粘劑(取樣膠粘劑)粘貼鋼標準塊(圖2．8．2)。取樣粘結劑的正拉粘結強度應大于粘貼碳纖維片材的結構膠粘劑正拉粘結強度。鋼標準塊粘貼后應立即固定。 
    4）按照粘結強度檢測儀生產廠提供的使用說明書，連接鋼標準塊。 

    5）以1500～2000N／min勻速加載，記錄破壞時的荷載值，并觀察破壞形態(tài)。
                     

（4）試驗結果計算及破壞形式判斷     現(xiàn)場檢驗正拉粘結強度應按下式計算：                                          
            

式中 f——正拉粘結強度(MPa)；     

      P——試樣破壞時的荷載值(N)；      

      A——鋼標準塊的粘結面面積(mm2)。 
試樣破壞形式及其正常性判別： 

1）試樣破壞形式應按下列規(guī)定劃分： 
      ① 內聚破壞：應分為基材混凝土內聚破壞和受檢膠粘劑的內聚破壞；后者可見于使用低性能、低質量膠粘劑的工程。 
      ② 粘附破壞：應分為膠層與基材之間的粘附破壞及膠層與纖維復合材或鋼標準塊之間的粘附破壞。 
      ③ 混合破壞：粘合面出現(xiàn)兩種或兩種以上的破壞形式。

2）破壞形式正常性判別，應符合下列規(guī)定： 
      ① 當破壞形式為基材混凝土內聚破壞，或雖出現(xiàn)兩種或兩種以上的破壞形式，但基材混凝土聚破壞面積占粘合面積85%以上，均可判為正常破壞。 
      ② 當破壞形式為粘附破壞、膠層內聚破壞或基材混凝土內聚破壞面積少于85%的混合破壞，均應判為不正常破壞。 
3）試驗結果的表示： 
    每組取3個被測試樣，以算術平均值作為該組正拉粘結強度的試驗結果.
  試驗結果應包括破壞形式、3個試樣的正拉粘結強度值和該組正拉粘結強度的試驗平均值。
（5） 碳纖維片材粘貼施工質量的合格評定 
1） 組檢驗結果的合格評定，應符合下列規(guī)定： 
① 當組內每一試樣的正拉粘結強度均達到max{1.5，tkf}的要求，且其破壞形式正常時，應評定該組為檢驗合格組： 
② 當一組內僅一個試樣達不到上述要求時，允許以加倍試樣重新做一組檢驗，如檢驗結果全數(shù)達到要求，仍可評定該組為檢驗合格組； 
③ 在重做試驗中，仍有一個試樣達不到要求，則應評定該組為檢驗不合格組。 
2）檢驗批的粘貼施工質量的合格評定，應符合下列規(guī)定： 
① 當批內各組均為檢驗合格組時，應評定該檢驗批碳纖維片材與基材混凝土粘貼的施工質量合格；
② 當有一組或一組以上為檢驗不合格組時，應評定該檢驗批構件加固材料與基材混凝土的粘貼施工質量不合格； 
③ 當檢驗批由不少于20組試樣組成，且檢驗結果僅有一組因個別試樣粘結強度低而被評為檢驗不合格組時，仍可評定該檢驗批構件的粘貼施工質量合格。 
注： tkf為原構件混凝土實測的抗拉強度標準值。