高強化學錨栓作為目前國內用量最多的錨栓之一,其性能好壞至關重要,關于整體建筑的安全。本文將詳細的講解高強化學錨栓拉拔試驗的方法,因多處涉及國家規范解析,如想了解結論可直接閱讀本文結尾的總結。
拉拔試驗用混凝土
拉拔試驗分為約束拉拔和非約束拉拔,非約束拉拔對試驗設備要求較高,試驗時多采用約束拉拔。但由于第三方不菲的檢測費用和檢測時間偏長,很多廠家會自行準備混凝土樣塊做約束拉拔試驗。那么問題來了,混凝土的種類那么多,到底怎么樣的混凝土用來做拉拔試驗更合適呢?
我們知道高強化學錨栓只可用于非開裂混凝土中,這里我們只討論非開裂混凝土。JGJ 145-2013《混凝土結構后錨固規程》附錄B 為“混凝土用化學錨栓檢測方法”,其中:
B.1.9 安裝性能應采用C25混凝土進行抗拉實驗。
這里的安裝性能指的錨栓安裝到最大埋深(一般為標準埋深)后完全受力可達到的最大破壞承載力,一般指拉拔力,我們正常測試的錨栓性能均為安裝性能。而C25表示混凝土的等級,現在一些建筑單位考慮安全性能,會將混凝土等級提升到C30,而第三方檢測機構目前出具的報告也基本是以C30混凝土為載體的。
JGT 160-2017《混凝土用機械錨栓》中附錄G為“混凝土試件”,其中:
G.1.1 砂石骨料應符合GB/T 14684和GB/T 14865的規定,粗骨料粒徑不大于20mm。
G.1.2 采用符合GB 175規定的硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥,不應添加其他膠凝材料和外加劑。
其中G.1.1和G.1.2說清了混凝土的材料。而規范JGJ 145-2013《混凝土結構后錨固技術規程》中有如下表述:
7.1.7 化學錨栓的最小錨固深度應滿足表7.1.7的要求。
表7.1.7 化學錨栓最小錨固深度
化學錨栓直徑d(mm) | 最小錨固深度(mm) |
≤10 | 60 |
12 | 70 |
16 | 80 |
20 | 90 |
≥24 | 4d |
上表規定了化學錨栓的最小錨固深度,拉拔試驗時可根據表格來確定最小埋深,表格也可作為現場施工時化學錨栓埋深是否符合規范的唯一判斷依據。
拉拔試驗用錨栓
JGT 160-2017《混凝土用機械錨栓》中8.1.1規定:
出廠檢驗,每個規格檢驗樣品數應不少于5只。
這就意味著,廠家需要對每個規格的產品進行至少5次的出廠檢驗以確保產品質量不出現問題。但這樣的檢驗并不合理,因為產品一直在生產,達立目前會對產品按批次抽檢,每一批次均為按照實際生產數量萬分之三到萬分之五的比例抽檢。
另一方面,只有出廠檢驗并不會讓采購方認可,只有通過第三方檢驗方能有更高的可信度。JGT 160-2017《混凝土用機械錨栓》中8.1.2規定:
在國內使用的所有錨栓產品均應由國內具有錨栓檢驗資質的質量監督檢驗機構進行型式檢驗。當遇到下列情況之一時,應進行型式檢驗:
a)新產品定型鑒定;
b)正式生產后,產品的設計、材料、工藝、生產設備、管理等方面改變可能影響產品性能時;
c)正常生產后,N類、C類錨栓每3年定期檢驗,S類錨栓每5年定期檢驗;
d)產品轉廠生產或產品停產1年以上恢復生產。
不說其它因素,這里透露了兩個比較重要的因素,一是所有產品都要進行型式檢驗,二是N類錨栓每3年需要檢驗一次(高強化學錨栓不屬于機械錨栓,自然不屬于上述的任何一類錨栓,而如果一定要將其歸為其中一類的話,那化學錨栓符合N類錨栓的更多條件,目前沒有規范確定化學錨栓的出廠檢驗形式)。這里不得不提到一個概念,就是型式檢驗,與之對應的是委托檢驗。型式檢驗是指選取樣品的過程也是由第三方檢測機構完成的,這樣才能證明檢驗結果符合所有產品,而委托檢驗直接是廠家送樣,一般檢驗結果只對送出的樣品有效。但由于型式檢驗昂貴的費用,絕大多數廠家只能提供委托檢驗的結果給采購方,再配合施工現場抽檢來證明產品的檢驗結果有效。
上述型式檢驗只針對機械錨栓,并沒有相應的規范表明化學錨栓需要做型式檢驗,不過理論上化學錨栓也是需要做的,但如何做怎么做都沒有具體的細節規定。
DGTJ08-003-2013《建筑錨栓抗拉拔、抗剪性能試驗方法》中規定:
4.4.2 每批錨栓試件數量應按下述選取:
1 施工工程現場
1)破壞性試驗,試件數量均不應少于3件;
2)非破壞試驗
一般結構構件,試件數量均不應少于3件;
重要結構構件,試件數量均不應少于5件。
2 實驗室進行的試驗
試件數量均不應少于5件。
如果要自行檢測,一般做破壞性試驗較多,試件至少為3件,這是一些檢測機構取樣3件的主要原因。而當采購方有相應的設計數據時,可做非破壞試驗,拉力達到某一界限的數值后停止試驗即可視為錨栓拉力合格。
拉拔試驗儀器
DGTJ08-003-2013《建筑錨栓抗拉拔、抗剪性能試驗方法》中對拉拔儀提出了如下要求:
3.2.1 錨栓抗拉拔試驗裝置應能連續平穩地加載。
3.2.2 錨栓抗拉拉拔試驗用的加載桿,其螺紋必須與錨栓螺紋相匹配,擰入深度不小于錨栓的直徑,不得使用缺牙或嚴重磨損的加載桿。
這里只是說拉拔儀滿足這兩個條件即可用來做實驗。為了保證拉拔的效果,一般拉拔桿的擰入深度會達到3倍錨栓的直徑。對于一般企業或廠家的需求,選擇液壓式拉拔儀比較經濟實惠。

圖1.液壓式拉拔儀一角
拉拔試驗條件
JGJ 145-2013《混凝土結構后錨固規程》中有如下說法:
B.1.6 基本抗拉性能試驗時尚應符合下列規定:
1 試驗應在干燥混凝土上進行;
2 試驗時的環境溫度應為(21±3)℃;
3 錨栓應按照產品說明書進行安裝。
B.1.9 試驗時應符合如下規定:
1 鉆孔深度應符合產品說明書的規定;
2 清孔時,應使用廠商提供的手動氣筒和刷子并按產品說明書規定的順序清孔,吹和刷的次數應取產品說明書規定數量的50%并向下取證。
這是拉拔試驗所必須遵守的試驗條件。值得注意的是這里要求的環境溫度非常苛刻,實際上一般溫度下均可做拉拔試驗,具體和根據廠家提供的錨固膠的凝結時間來確定試驗時間,值得注意的是溫度過低(<-5℃)時錨固膠會長期不能凝固而后失效。
另外,錨栓應按照產品說明書安裝,B.1.9中也說到鉆孔深度和清孔這兩點,說明這兩點比較重要。
DGTJ08-003-2013《建筑錨栓抗拉拔、抗剪性能試驗方法》中有如下表述:
4.2.3 試驗時應確保基體邊緣及測試裝置支撐處不剝落損壞。
4.5.1 所測基體的表面應平整,對于基體飾面層、浮漿等應予以清除。基體表面若凹凸不平時,應進行磨平處理。
4.5.2 采用化學錨栓,試驗時其膠粘劑的固化時間應達到相關標準的要求。
4.5.3 試驗時的環境條件宜與給定錨固系統的參數要求相適應。
這里提到的基材平整,是為了在做約束拉拔時不影響拉拔力的受力。固化時間和試驗環境不應超出錨栓廠家限定的范圍。而錨栓安裝位置應盡量不靠近基材的邊緣。
小結
高強化學錨栓的拉拔試驗對混凝土試塊和錨栓本身及安裝都有嚴格的要求。如果采購方想做拉拔試驗來驗證產品質量,需要做到以下幾點:
1 混凝土盡量為素C25或C30非開裂混凝土,混凝土厚度應滿足上述化學錨栓的最小埋深表格中的數據;
2 高強化學錨栓如按照N類錨栓來算的話除了要做出廠檢驗外,至少每3年要進行一次型式檢驗,采購方也可自行使用拉拔儀做破壞試驗,每次試驗的錨栓數量不少于3件;但實際上國內沒有響應規范規定化學錨栓的種類,也沒有強制要求進行相應的型式檢驗;
3 錨栓的安裝應盡量符合規范要求,按照廠家要求的方法安裝,要保證錨栓與基材保持一定的邊距。拉拔時間需根據廠商提供的化學藥劑固化時間表來操作。
4 拉拔試驗時應保證混凝土基材表面平整,選擇經濟實惠的液壓式拉拔儀即可測量錨栓的拉拔力。
之前提到的規范符合多種錨栓的非開裂混凝土拉拔需求,但化學必須按照這種方案來做相應的試驗。
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