碳纖維片材和錨固加固施工質(zhì)量現(xiàn)場(chǎng)安全檢測(cè)
1碳纖維拉拔儀原理
目前，碳纖維片材施工質(zhì)量現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)方法國(guó)內(nèi)主要為中國(guó)工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)《碳纖維片材加固混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》（CECS 146：2003）附錄B和《混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB 50367）附錄E的拉拔法檢測(cè)碳纖維施工質(zhì)量。
拉拔法所采用的儀器由兩部分構(gòu)成，一部分為手持水鉆構(gòu)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(cè)儀構(gòu)造如圖2.8.1－1所示，典型的拉拔儀器見圖2.8.1－2。
1．標(biāo)準(zhǔn)塊；2．聯(lián)接螺母；3．萬向結(jié)；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(dāng)順時(shí)針搖動(dòng)手柄時(shí)，與其同軸的蝸桿隨之轉(zhuǎn)動(dòng)，并帶動(dòng)蝸輪旋轉(zhuǎn)，由于蝸輪中心孔內(nèi)有反扣螺紋，在其旋轉(zhuǎn)的同時(shí)也就帶動(dòng)絲杠及小活塞向下移動(dòng)，將泵體內(nèi)液壓油推向工作油缸內(nèi)的大活塞，活塞上移又通過萬向結(jié)帶動(dòng)聯(lián)接螺母及標(biāo)準(zhǔn)塊，對(duì)被檢測(cè)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(cè)得，檢測(cè)中隨著手柄的轉(zhuǎn)動(dòng)，油壓增高被驗(yàn)拉力數(shù)值不斷增加，當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)塊脫落時(shí)．檢測(cè)儀表可自動(dòng)記錄下此時(shí)的拉力值。
手柄反搖時(shí)，油泵將油吸回小油缸內(nèi)，為保證大活塞順利回位專門設(shè)計(jì)了回位彈簧，活塞向上移動(dòng)時(shí)彈簧壓縮，回程時(shí)彈簧推動(dòng)活塞起到復(fù)位作用。
檢測(cè)前碳纖維片材粘結(jié)強(qiáng)度，需在混凝土表面加工出預(yù)切縫，深度應(yīng)從加固表面切割至混凝土基體內(nèi)部，切入混凝土深度為2～lOmm，縫寬2mm。為保證預(yù)切縫的順利進(jìn)行，應(yīng)采用與檢測(cè)儀器相配套的切縫機(jī)。按規(guī)范要求，標(biāo)準(zhǔn)塊直徑為40mm，材質(zhì)為45號(hào)鋼。
2 碳纖維片材施工質(zhì)量現(xiàn)場(chǎng)拉拔檢驗(yàn)
（1）檢測(cè)儀器
對(duì)粘結(jié)強(qiáng)度檢測(cè)儀的要求，可參照現(xiàn)行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《數(shù)顯式粘結(jié)強(qiáng)度檢測(cè)儀》（JG 3056）的規(guī)定。粘結(jié)強(qiáng)度檢測(cè)儀應(yīng)每年檢定一次，發(fā)現(xiàn)異常時(shí)應(yīng)隨時(shí)維修、檢定。
（2）檢驗(yàn)時(shí)間和抽樣規(guī)則
現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)應(yīng)在已完成碳纖維片材粘貼并固化7d的結(jié)構(gòu)表面上進(jìn)行，現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)的布點(diǎn)應(yīng)在膠粘劑固化已達(dá)到可以進(jìn)入下一工序之日進(jìn)行。當(dāng)因故需推遲布點(diǎn)日期時(shí)，不得超過3d。
梁、柱類構(gòu)件以同規(guī)格、同型號(hào)的構(gòu)件為一檢驗(yàn)批，每批構(gòu)件隨機(jī)抽取的受檢構(gòu)件應(yīng)按該批構(gòu)件總數(shù)的10％確定，但不得少于3根；以每根受檢構(gòu)件為一檢驗(yàn)組；每組3個(gè)檢驗(yàn)點(diǎn)。板、墻類構(gòu)件應(yīng)以同種類、同規(guī)格的構(gòu)件為一檢驗(yàn)批，每批按實(shí)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(jì))，且每一樓層不得少于1區(qū)；以每區(qū)為一檢驗(yàn)組，每組3個(gè)檢驗(yàn)點(diǎn)。檢驗(yàn)點(diǎn)的間距不應(yīng)小于500mm，且有一塊應(yīng)粘貼在加固構(gòu)件的端部。
（3）現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)程序
1）表面處理：被測(cè)部位的加固表面應(yīng)清除污漬并保持干燥。
2）切割預(yù)切縫：從加固表面向混凝土基體內(nèi)部切割預(yù)切縫，切入混凝土深度10～15mm，寬度約2mm。預(yù)切縫形狀為直徑50mm的圓形或邊長(zhǎng)40mm×40mm的正方形。
3）粘貼鋼標(biāo)準(zhǔn)塊：采用高強(qiáng)、快固化的膠粘劑(取樣膠粘劑)粘貼鋼標(biāo)準(zhǔn)塊(圖2．8．2)。取樣粘結(jié)劑的正拉粘結(jié)強(qiáng)度應(yīng)大于粘貼碳纖維片材的結(jié)構(gòu)膠粘劑正拉粘結(jié)強(qiáng)度。鋼標(biāo)準(zhǔn)塊粘貼后應(yīng)立即固定。
4）按照粘結(jié)強(qiáng)度檢測(cè)儀生產(chǎn)廠提供的使用說明書，連接鋼標(biāo)準(zhǔn)塊。
5）以1500～2000N／min勻速加載，記錄破壞時(shí)的荷載值，并觀察破壞形態(tài)。
（4）試驗(yàn)結(jié)果計(jì)算及破壞形式判斷 現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)正拉粘結(jié)強(qiáng)度應(yīng)按下式計(jì)算：
式中 f——正拉粘結(jié)強(qiáng)度(MPa)；
P——試樣破壞時(shí)的荷載值(N)；
A——鋼標(biāo)準(zhǔn)塊的粘結(jié)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(yīng)按下列規(guī)定劃分：
① 內(nèi)聚破壞：應(yīng)分為基材混凝土內(nèi)聚破壞和受檢膠粘劑的內(nèi)聚破壞；后者可見于使用低性能、低質(zhì)量膠粘劑的工程。
② 粘附破壞：應(yīng)分為膠層與基材之間的粘附破壞及膠層與纖維復(fù)合材或鋼標(biāo)準(zhǔn)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(yīng)符合下列規(guī)定：
① 當(dāng)破壞形式為基材混凝土內(nèi)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(dāng)破壞形式為粘附破壞、膠層內(nèi)聚破壞或基材混凝土內(nèi)聚破壞面積少于85%的混合破壞，均應(yīng)判為不正常破壞。
3）試驗(yàn)結(jié)果的表示：
每組取3個(gè)被測(cè)試樣，以算術(shù)平均值作為該組正拉粘結(jié)強(qiáng)度的試驗(yàn)結(jié)果.
試驗(yàn)結(jié)果應(yīng)包括破壞形式、3個(gè)試樣的正拉粘結(jié)強(qiáng)度值和該組正拉粘結(jié)強(qiáng)度的試驗(yàn)平均值。
（5） 碳纖維片材粘貼施工質(zhì)量的合格評(píng)定
1） 組檢驗(yàn)結(jié)果的合格評(píng)定，應(yīng)符合下列規(guī)定：
① 當(dāng)組內(nèi)每一試樣的正拉粘結(jié)強(qiáng)度均達(dá)到max{1.5，tkf}的要求，且其破壞形式正常時(shí)，應(yīng)評(píng)定該組為檢驗(yàn)合格組：
② 當(dāng)一組內(nèi)僅一個(gè)試樣達(dá)不到上述要求時(shí)，允許以加倍試樣重新做一組檢驗(yàn)，如檢驗(yàn)結(jié)果全數(shù)達(dá)到要求，仍可評(píng)定該組為檢驗(yàn)合格組；
③ 在重做試驗(yàn)中，仍有一個(gè)試樣達(dá)不到要求，則應(yīng)評(píng)定該組為檢驗(yàn)不合格組。
2）檢驗(yàn)批的粘貼施工質(zhì)量的合格評(píng)定，應(yīng)符合下列規(guī)定：
① 當(dāng)批內(nèi)各組均為檢驗(yàn)合格組時(shí)，應(yīng)評(píng)定該檢驗(yàn)批碳纖維片材與基材混凝土粘貼的施工質(zhì)量合格；
② 當(dāng)有一組或一組以上為檢驗(yàn)不合格組時(shí)，應(yīng)評(píng)定該檢驗(yàn)批構(gòu)件加固材料與基材混凝土的粘貼施工質(zhì)量不合格；
③ 當(dāng)檢驗(yàn)批由不少于20組試樣組成，且檢驗(yàn)結(jié)果僅有一組因個(gè)別試樣粘結(jié)強(qiáng)度低而被評(píng)為檢驗(yàn)不合格組時(shí)，仍可評(píng)定該檢驗(yàn)批構(gòu)件的粘貼施工質(zhì)量合格。
注： tkf為原構(gòu)件混凝土實(shí)測(cè)的抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值。