摆锤敲入法检测蒸压加气混凝土砌块抗压强度的试验研究

袁海军 王江展 李中华刘顺超

（1中建土木（北京）工程检测鉴定中心，北京 100029；2.浙江求是工程检测有限公司，浙江 杭州 311232）

1 概述

随着我国经济的发展，保护环境、节约能源、改革墻体、提高室内环境的舒适度已成为当前国家在建筑业中实现持续发展的战略目标。而蒸压加气混凝土砌块在全国范围的迅速发展，为实现此目标提供了较好的建筑材料。蒸压加气混凝土砌块既可用于承重的砌体结构中，又可用于围护结构中的填充墙。在实际工程中，缺少相应的检测方法来保证蒸压加气混凝土砌块工程质量，特别是对蒸压加气混凝土砌块抗压强度没有检测方法。我中心经过多年的试验和攻关，创造性的提出用摆锤敲入法测定蒸压加气混凝土砌块抗压强度，该方法是利用摆锤自由落体时的能量，敲入特制的钢钉，根据钢钉的敲入深度推定蒸压加气混凝土砌块的抗压强度。摆锤敲入法检测材料强度具有局部破坏面较小，检测后不影响构件本身的承载能力等优点。

2 摆锤敲入仪的研制

研制开发出适合于蒸压加气混凝土砌块现场检测的摆锤敲入仪是该项技术的关键，检测设备应具有体积小，重量轻，不需电源等特点。

1）锤头与摆杆长度的确定。锤头选用尺寸为58mm×58mm×80mm的钢锤，是因为锤头过大离心力随之增加，过大的离心力难以实现对仪器的操作；锤头过小会使测钉的敲入深度过小，而不易拉开不同砌块的敲入深度。摆杆选用长度为194mm，直径为10mm的钢杆，其转轴到锤头中心的距离为223mm。摆杆过长，摆锤下落时易伤及操作人员，摆杆过短摆锤的能量偏小。

2）测钉的选用。测钉选用工具钢制成，测钉两端应为平头，角部应有半径为1mm的倒角；细端长度应为16.00mm，直径应为（4.00±0.06）mm；测钉过渡段长度应为4.00mm；粗端长度应为60.00mm，直径应为（6.00±0.06）mm。

为避免敲入深度过深，在对蒸压加气混凝土砌块进行敲入试验时，需用粗端朝向砌块。

3）摆锤敲入仪组成。摆锤敲入仪由锤头、摆杆、悬臂、竖板、测钉、测钉座、调节螺丝、水准泡、激发杆等组成（图1）。

图1 摆锤敲入仪示意图

3 摆锤敲入法测强曲线的建立

为了建立蒸压加气混凝土砌块抗压强度与测钉敲入蒸压加气混凝土砌块深度之间的关系曲线，选取各种不同强度等级的蒸压加气混凝土砌块，分别进行摆锤敲入法检测和蒸压加气混凝土砌块抗压强度试验，具体试验步骤如下：

1）每块蒸压加气混凝土砌块检测5个测点，将5个敲入深度平均值作为代表值；

2）按照《蒸压加气混凝土性能试验方法》GB/T11969的要求，对蒸压加气混凝土砌块进行抗压强度试验，得出每块蒸压加气混凝土砌块的强度值；

3）统计分析各个强度等级蒸压加气混凝土砌块的敲入深度平均值及对应的蒸压加气混凝土砌块抗压强度。

4）最后对抗弯强度测试数据与测钉的敲入深度进行数据回归分析。

采用Excel软件对摆锤敲入法测钉的敲入深度与蒸压加气混凝土砌块抗压强度的数据进行拟合，得出相应的测强拟合公式。摆锤敲入法测钉的敲入深度与蒸压加气混凝土砌块抗压强度的关系如图1。

图1 摆锤敲入法测强幂函数拟合曲线

蒸压加气混凝土砌块抗压强度与敲入深度值的对应关系公式建议采用如下公式：

式中：fci为木材强度换算值，MPa；di为敲入深度值，mm，其相关系数r=0.96。

4 结语

摆锤敲入法检测蒸压加气混凝土砌块抗压强度是一种全新的原位无损检测方法。通过一系列的试验研究，敲入深度与蒸压加气混凝土砌块抗压强度有较好的对应关系，为以后编写《摆锤敲入法检测蒸压加气混凝土砌块抗压强度技术规程》打下坚实的基础。