直螺纹钢筋端头质量检测工具设计与应用
0 引言
根据现有规范规定直径>16mm的钢筋都可以采用机械连接 (直螺纹连接) , 现有大部分房建项目基本都在使用钢筋机械连接, 因其节能、节材、质量稳定、施工适应性强的特点得到迅速发展。而直螺纹丝头加工的质量合格与否直接影响建筑质量的好坏。直螺纹钢筋丝头质量的好坏主要体现在丝扣直径及丝扣数量这2个数据是否合格, 而现场传统控制直螺纹丝头质量的方法是采用直螺纹通止规, 而观察钢筋断面平整度采用的是目测法, 丝扣数量采用人工数数的方法而控制丝头长度仍是采用钢卷尺现场测量的方法。采用目测法检测直螺纹钢筋端头是否平整没有标准去衡量合格与否, 同时不同人目测的结果也大不相同, 没有实际参考价值。采用人工数数确定丝扣数量、使用钢卷尺测量直螺纹丝头长度确定丝扣数量, 这2种方法不仅效率低, 误差也较大, 花费时间较长且不能达到精确控制直螺纹质量的目的。
本文提出的直螺纹钢筋端头质量检测工具结构简单、测量准确度高、测量快捷, 能达到快速检测丝头长度和丝扣数量以及钢筋平头下凹深度的目的。大大提高了建筑工地直螺纹钢筋端头质量的控制效率。
1 检测工具简介
该直螺纹钢筋端头检测工具主要采用圆柱形设计, 由前端检测套以及尾部测深件和支撑测深件的门形架组成 (见图1) 。
检测套主要检测直螺纹钢筋的丝扣数量和丝扣直径, 其内径用于检测直螺纹钢筋剥肋直径是否合格;头部开洞部分主要用于观察端头平整度;测深件测量直螺纹钢筋端头5个不同点的下凹深度以此衡量端头的平整度;门形架的主要功能为支撑测深件。
2 检测工具设计原理
2.1 检测套
检测套是根据不同型号钢筋直螺纹特制的类似于直螺纹套筒的圆柱形套筒, 尾部阶梯形开洞部分可用来快速检测直螺纹丝扣数量, 同时检测工具长度按照不同型号钢筋的直螺纹丝口长度设计, 可以快速判断针对型号钢筋直螺纹丝扣数量, 头部开洞部分能观察钢筋平头是否打磨平齐 (见图2) 。
检测套尺寸按照不同型号钢筋的直螺纹丝头长度设计 (丝头具体长度见表1) 。
表1 丝头具体长度要求 导出到EXCEL
Table 1 Specific length requirement for head
钢筋 规格/mm |
剥肋 直径/mm |
螺距/ mm |
丝头 长度 |
完整丝 扣数/个 |
||
16 |
15.1±0.2 | 2.5 |
钢筋丝头 长度为 套筒的 1/2, 公差为 2p (p为 螺距) |
8 |
||
18 |
16.9±0.2 | 2.5 |
9 |
|||
20 |
18.8±0.2 | 2.5 |
10 |
|||
22 |
20.8±0.2 | 2.5 |
11 |
|||
25 |
23.7±0.2 | 3 |
10 |
|||
28 |
25.6±0.2 | 3 |
11 |
|||
32 |
30.5±0.2 | 3 |
12 |
|||
36 |
34.5±0.2 | 3.5 |
14 |
|||
40 |
38.1±0.2 | 3.5 | 15 |
根据各个型号钢筋不同丝扣要求特制的检测套模型如图3所示。
检测套各个开洞尺寸及其作用 (以ϕ22直螺纹钢筋为例) 如下所述。
检测套的内径参照表1, ϕ22直螺纹钢筋的剥肋直径为 (20.8±0.2) mm, 以最大尺寸21mm作为内径, 现场测试时如果直螺纹钢筋无法套入检测工具中则表示此直螺纹钢筋剥肋直径不合格。
直螺纹钢筋丝扣数量如表1所示, ϕ22直螺纹钢筋标准螺距为2.5mm、完整丝扣11个, 标准丝头长度为27.5mm, 实际现场容许丝扣数量误差为±2。检测套阶梯形开洞使尾部形成3条检测线, 分别距离工具头部22.5, 27.5, 32.5mm即分别为9, 11, 13个螺距的长度。距离27.5mm的检测线为标准丝扣线, 距离22.5, 32.5mm的2根检测线为误差丝扣线。在22.5mm误差线左侧标为灰色区域, 如直螺纹丝扣末端在灰色区域则直螺纹钢筋质量不合格, 22.5mm误差线右侧标为绿色区域, 如直螺纹丝扣末端在绿色区域则直螺纹钢筋质量合格。利用这2块区域能快速看出直螺纹钢筋丝扣数量合格与否 (见图4) 。
2.2 测深件
测深件为带有刻度的圆杆, 其顶端通过弹簧与门形架相连、底端为圆锥头, 圆锥头的顶点位于检测套的轴向中心线上。为了提高使用稳定性, 在门形架与检测套的封闭端之间设有透明套, 弹簧位于透明套内, 弹簧的一端与门形架的底面刚接、另一端与测深件相连。通过透明套可观察测深件刻度读数, 用以测量直螺纹钢筋端头平整度。测深件有5个, 其中1个设置于检测套的轴向中心线上, 其余4个关于中心测深件呈环形阵列布置, 环形阵列的半径小于待测钢筋端头内凹部的内径 (见图5) 。
2.3 门形架
门形架有2个, 纵横交错呈十字形设置于检测套尾部与检测套相连 (见图6) 。其主要作用为支撑测深件, 便于测深件读数。
3 检测工具现场应用
直接使用检测套上钢筋丝扣部分, 利用标准丝扣线 (11个丝扣) 和误差丝扣线 (±2个丝扣) , 现场钢筋丝扣末端位于红色区域为不合格, 位于绿色区域为合格, 此测量方法准确率高, 同时还节约人工成本。
对现场一批ϕ22钢筋进行工具可靠性测试, 检测发现丝扣达标和不达标的钢筋都存在, 进行人工复测确定工具的可靠性。同时收集测深件读数, 然后使用精密仪器进行直螺纹端头平整度测量对比测深件测量准确度。
经测试, 直螺纹钢筋端头质量检测工具测量数据可靠有保障。分别采用传统方式和直螺纹钢筋端头质量检测工具测量30根钢筋, 其耗时和准确率对比如表2所示。
表2 检测方式对比 导出到EXCEL
Table 2 Inspection methods comparison
方式 |
耗时 | 准确率/% |
传统方式 |
5min40s | 83.3 |
直螺纹钢筋端头质量检测工具 |
1min30s | 93.3 |
4 结语
该直螺纹钢筋端头质量检测工具具有结构简单、测量准确度高、测量快捷等特点, 在实际建筑工程中为控制直螺纹钢筋端头质量提供了助力、节约了检测成本、有利于项目创效并提高工作效率。
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