擺錘敲入法檢測蒸壓加氣混凝土砌塊抗壓強度的試驗研究

袁海軍 王江展 李中華劉順超

（1中建土木（北京）工程檢測鑒定中心，北京 100029；2.浙江求是工程檢測有限公司，浙江 杭州 311232）

1 概述

隨著我國經濟的發展，保護環境、節約能源、改革墻體、提高室內環境的舒適度已成為當前國家在建筑業中實現持續發展的戰略目標。而蒸壓加氣混凝土砌塊在全國范圍的迅速發展，為實現此目標提供了較好的建筑材料。蒸壓加氣混凝土砌塊既可用于承重的砌體結構中，又可用于圍護結構中的填充墻。在實際工程中，缺少相應的檢測方法來保證蒸壓加氣混凝土砌塊工程質量，特別是對蒸壓加氣混凝土砌塊抗壓強度沒有檢測方法。我中心經過多年的試驗和攻關，創造性的提出用擺錘敲入法測定蒸壓加氣混凝土砌塊抗壓強度，該方法是利用擺錘自由落體時的能量，敲入特制的鋼釘，根據鋼釘的敲入深度推定蒸壓加氣混凝土砌塊的抗壓強度。擺錘敲入法檢測材料強度具有局部破壞面較小，檢測后不影響構件本身的承載能力等優點。

2 擺錘敲入儀的研制

研制開發出適合于蒸壓加氣混凝土砌塊現場檢測的擺錘敲入儀是該項技術的關鍵，檢測設備應具有體積小，重量輕，不需電源等特點。

1）錘頭與擺桿長度的確定。錘頭選用尺寸為58mm×58mm×80mm的鋼錘，是因為錘頭過大離心力隨之增加，過大的離心力難以實現對儀器的操作；錘頭過小會使測釘的敲入深度過小，而不易拉開不同砌塊的敲入深度。擺桿選用長度為194mm，直徑為10mm的鋼桿，其轉軸到錘頭中心的距離為223mm。擺桿過長，擺錘下落時易傷及操作人員，擺桿過短擺錘的能量偏小。

2）測釘的選用。測釘選用工具鋼制成，測釘兩端應為平頭，角部應有半徑為1mm的倒角；細端長度應為16.00mm，直徑應為（4.00±0.06）mm；測釘過渡段長度應為4.00mm；粗端長度應為60.00mm，直徑應為（6.00±0.06）mm。

為避免敲入深度過深，在對蒸壓加氣混凝土砌塊進行敲入試驗時，需用粗端朝向砌塊。

3）擺錘敲入儀組成。擺錘敲入儀由錘頭、擺桿、懸臂、豎板、測釘、測釘座、調節螺絲、水準泡、激發桿等組成（圖1）。

圖1 擺錘敲入儀示意圖

3 擺錘敲入法測強曲線的建立

為了建立蒸壓加氣混凝土砌塊抗壓強度與測釘敲入蒸壓加氣混凝土砌塊深度之間的關系曲線，選取各種不同強度等級的蒸壓加氣混凝土砌塊，分別進行擺錘敲入法檢測和蒸壓加氣混凝土砌塊抗壓強度試驗，具體試驗步驟如下：

1）每塊蒸壓加氣混凝土砌塊檢測5個測點，將5個敲入深度平均值作為代表值；

2）按照《蒸壓加氣混凝土性能試驗方法》GB/T11969的要求，對蒸壓加氣混凝土砌塊進行抗壓強度試驗，得出每塊蒸壓加氣混凝土砌塊的強度值；

3）統計分析各個強度等級蒸壓加氣混凝土砌塊的敲入深度平均值及對應的蒸壓加氣混凝土砌塊抗壓強度。

4）最后對抗彎強度測試數據與測釘的敲入深度進行數據回歸分析。

采用Excel軟件對擺錘敲入法測釘的敲入深度與蒸壓加氣混凝土砌塊抗壓強度的數據進行擬合，得出相應的測強擬合公式。擺錘敲入法測釘的敲入深度與蒸壓加氣混凝土砌塊抗壓強度的關系如圖1。

圖1 擺錘敲入法測強冪函數擬合曲線

蒸壓加氣混凝土砌塊抗壓強度與敲入深度值的對應關系公式建議采用如下公式：

式中：fci為木材強度換算值，MPa；di為敲入深度值，mm，其相關系數r=0.96。

4 結語

擺錘敲入法檢測蒸壓加氣混凝土砌塊抗壓強度是一種全新的原位無損檢測方法。通過一系列的試驗研究，敲入深度與蒸壓加氣混凝土砌塊抗壓強度有較好的對應關系，為以后編寫《擺錘敲入法檢測蒸壓加氣混凝土砌塊抗壓強度技術規程》打下堅實的基礎。