混凝土強(qiáng)度檢測在工程中的應(yīng)用
2012-01-17 來源：作者：羅麗青 來源：中國鳴網(wǎng)
1、鉆芯法及在工程檢測中遇到的問題及解決
鉆芯法在實(shí)際應(yīng)用中存在許多問題，如取樣部位不當(dāng)，輕則削弱構(gòu)件承載力，重則損傷主筋或鉆斷主筋等。為避免鉆芯對結(jié)構(gòu)安全造成影響，筆者結(jié)合自己多年工程實(shí)踐進(jìn)行了總結(jié)。
（1）外界影響
在鉆芯前，應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)圖并借助儀器查明鋼筋、預(yù)埋件和管線的位置，以確定鉆芯位置?，F(xiàn)在常用的是電磁感應(yīng)法檢測，比較適用于配筋稀疏和混凝土保護(hù)層不太厚的鋼筋檢測。鋼筋位置在同一平面或在不同平面內(nèi)距離較大時(shí)，測得的結(jié)果比較滿意；但在上下雙層鋼筋間距較小、鋼筋之間間距較密、保護(hù)層過厚或因施工質(zhì)量不良，導(dǎo)致鋼筋粘結(jié)在一起時(shí)，電磁感應(yīng)法檢測時(shí)電磁場干擾嚴(yán)重，必須多次進(jìn)行往返探測確定位置。多次往返探測結(jié)果仍有較大偏差時(shí)，應(yīng)在構(gòu)件表面開槽，直接找到鋼筋確定鉆芯位置。
（2）摻有粉煤灰的商品混凝土強(qiáng)度檢測
我國目前使用的商品混凝土普遍摻用了粉煤灰，由于粉煤灰質(zhì)量的差異、摻量的不同都會對混凝土強(qiáng)度造成很大影響。摻有粉煤灰的混凝土強(qiáng)度增長較慢，存在早期強(qiáng)度低，后期強(qiáng)度高的特點(diǎn)。新建工程在工期要求范圍內(nèi)的混凝土強(qiáng)度檢測結(jié)果通常偏低，往往引起質(zhì)量判斷上的失誤。在對某辦公大樓的商品混凝土檢測中，混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度為C40，第一次鉆芯抽樣檢測結(jié)果普遍偏低，混凝土供應(yīng)商表示質(zhì)疑要求再次檢測，第二次檢測與第一次檢測間隔26天，而且特意再次檢測相同構(gòu)件，檢測結(jié)果卻大不一樣，比第一次檢測結(jié)果有較大提高。
建議在目前沒有相應(yīng)完善的規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)的情況下。對摻加粉煤灰的混凝土進(jìn)行檢測時(shí)，如第一次檢測結(jié)果不合格，先不要出報(bào)告，隔一段時(shí)間再做一次檢測。這樣能夠更真實(shí)的反映混凝土的實(shí)際強(qiáng)度，避免檢測結(jié)果失誤。
（3）鉆芯機(jī)的固定
在實(shí)際檢測過程中，鉆筒高速的運(yùn)轉(zhuǎn)使混凝土產(chǎn)生強(qiáng)烈磨擦抖動，使鉆芯機(jī)漸漸變松，鉆筒與結(jié)構(gòu)面不垂直，造成所取的芯樣容易出現(xiàn)芯樣裂縫、缺邊、少角、錯位、傾斜及喇叭口變形，端面與軸線的不垂直度超過2度等缺陷，甚至打斷鉆頭的鋼齒。帶有缺陷的芯樣會造成混凝土檢測強(qiáng)度與實(shí)際強(qiáng)度偏差較大，影響對結(jié)構(gòu)作出真實(shí)評價(jià)，甚至出現(xiàn)誤判。所以，在固定鉆芯機(jī)時(shí)，一定要注意施工現(xiàn)場周圍的具體環(huán)境，所鉆取的混凝土強(qiáng)度的范圍，在鉆芯機(jī)主軸的旋轉(zhuǎn)軸線與被鉆芯樣的混凝土表面相垂直的情況下，才能進(jìn)行鉆芯樣工作。
（4）排水問題
鉆芯樣需要采用水冷卻機(jī)器鉆頭，產(chǎn)生較多含有泥漿的廢水，會直接從鉆頭部位流出污染環(huán)境，甚至有因鉆芯時(shí)鉆到預(yù)埋的電線管道，污水順著預(yù)埋的電線管道從四周流出而造成短路。
采用帶有排水管的集水罩可以較好的解決這個問題。集水罩采用的是直徑約200mm的塑料盆，在盆底切割直徑約150mm圓孔，盆邊緣粘上厚橡膠管套，然后在盆壁上鉆排水孔接軟管。
在柱和梁側(cè)面鉆芯時(shí)，直接罩在機(jī)器鉆頭部位壓緊，污水會順排水管排到水桶中。在鉆取樓板芯樣時(shí)，可在鉆芯部位周邊約20mm區(qū)域內(nèi)用小直徑長鉆頭鉆穿樓板，將排水管由孔洞穿過，在鉆芯時(shí)壓緊集水罩，污水會隨重力作用往下排。使用集水罩不會增加多少工作量，現(xiàn)場廢水集中易于排放，因鉆頭飛濺污染的面積很小易于清理。
2、回彈法在工程檢測中遇到的問題及解決方法
回彈法檢測混凝土強(qiáng)度具有非破損、儀器輕便、操作簡便、測試范圍分布廣的優(yōu)點(diǎn)，因此得到檢測單位的廣泛應(yīng)用，但回彈法是以構(gòu)件混凝土的回彈值來間接地推算混凝土強(qiáng)度的，當(dāng)混凝土表面質(zhì)量和內(nèi)部質(zhì)量有差異時(shí)，測試結(jié)果誤差較大。例如隨著商品混凝土的普遍應(yīng)用，商品混凝土中的粉煤灰、外加劑對回彈值有較大影響，給回彈法測強(qiáng)結(jié)果帶來較大誤差。
（1）施工中采用不同的模板對回彈值是有一定影響的，會引入較大誤差。例如一般使用鋼模或使用模板內(nèi)加鋪設(shè)防水膜成型的構(gòu)件混凝土回彈值普遍偏高，鋼模的保水性較好，對表面10mm內(nèi)厚度的表面強(qiáng)度和表面密度都很有提高，但實(shí)際內(nèi)部混凝土強(qiáng)度并未提高。而木模由于木料本身的吸水性，表面的強(qiáng)度發(fā)展就遠(yuǎn)不如鋼模。
（2）構(gòu)件表面平整度對回彈值有較大的影響，由于模板漏漿或振搗在混凝土構(gòu)件表面形成蜂窩孔洞、微小的氣泡，表面不平整將大幅降低其回彈值。
（3）商品混凝土中粉煤灰等摻合料以及高效減水劑的普遍應(yīng)用，大大提高了混凝土的工作性能、泵送性能、降低了水化熱。但是這些摻合料、外加劑會造成混凝土表面硬度降低，對混凝土的回彈值均有一定影響。商品混凝土若摻加了較多的粉煤灰和緩凝劑，或者施工單位在施工中振搗時(shí)間過長造成粉煤灰顆粒集中于表面，也會出現(xiàn)混凝土凝結(jié)緩慢，造成強(qiáng)度偏低。
由于不同地區(qū)的原材料情況不同，甚至不同批次拌制的混凝土所采用的原材料情況都不盡相同，因此對于這些摻合料、外加劑引起的回彈值變化，難以采用統(tǒng)一的修正系數(shù)加以修正。
（4）在南方地區(qū)由于日照時(shí)間長，在實(shí)際檢測中發(fā)現(xiàn)夏季施工的強(qiáng)度等級設(shè)計(jì)在C30以下的混凝土構(gòu)件，若早期養(yǎng)護(hù)不好，則混凝土碳化深度增長會很快，對于這種短齡期大碳化的混凝土構(gòu)件，僅用回彈法評定其強(qiáng)度，檢測結(jié)果偏差較大，無法真實(shí)反映混凝土的實(shí)際強(qiáng)度。在檢測某商品樓時(shí)曾遇到這種情況，檢測時(shí)5層柱、梁的齡期為164d，碳化深度卻普遍達(dá)到6mm以上，發(fā)現(xiàn)碳化過深后馬上采用鉆芯法進(jìn)行修正，所得到的修正系數(shù)為1.32和1.25。也就是說，單獨(dú)使用回彈法檢測，檢測誤差達(dá)到32%和25%。統(tǒng)計(jì)分析指出，當(dāng)碳化深度為1mm時(shí)，強(qiáng)度降低5%—8%;當(dāng)碳化深度為6mm時(shí)，強(qiáng)度降低32%—40%。可見，對混凝土碳化深度的測量需引起足夠的重視。
回彈法檢測中所遇到的問題，最佳的解決方法就是采用鉆芯法進(jìn)行修正，對于使用外加劑等造成的強(qiáng)度偏低。同樣建議先不要出報(bào)告，隔一段時(shí)間采用鉆芯法再做一次檢測。
3、超聲回彈綜合法在工程檢測中遇到的問題及解決辦法
超聲回彈綜合法是根據(jù)實(shí)測聲速值和回彈值綜合推定混凝土強(qiáng)度的檢測方法。使用超聲回彈綜合法測定混凝土強(qiáng)度，既能反映混凝土的彈性，又能反映混凝土的塑性；既能反映表面狀態(tài)，又能反映內(nèi)部構(gòu)造，內(nèi)外結(jié)合，故能較全面反映結(jié)構(gòu)混凝土的質(zhì)量。但實(shí)際現(xiàn)場操作中，特別是已建結(jié)構(gòu)的檢測中使用超聲回彈綜合法測強(qiáng)，對檢測人員要求較高，操作稍有偏差就會給檢測數(shù)據(jù)帶來許多影響。
（1）碳化深度的影響
在回彈法測強(qiáng)中，碳化對回彈值有顯著影響，因而必須把碳化深度作為一個重要參量。但是，試驗(yàn)證明，在綜合法中碳化深度每增加1mm，用回彈值、聲速關(guān)系推算出來的混凝土推定強(qiáng)度僅比實(shí)際強(qiáng)度高6%左右。為了簡化修正項(xiàng)，在實(shí)際檢測中基本上可不予考慮碳化因素。
（2）測試面的位置及表面平整度的影響
采用鋼?；蚰灸Ｊ┕r(shí)，混凝土的表面平整度明顯不同，采用木模澆筑的混凝土表面不平整，往往影響超聲波發(fā)射頭的耦合，因而使聲速偏低，回彈值也偏低。但這一影響與木模的平整程度有關(guān)，很難用一個統(tǒng)一的系數(shù)來修理，因此應(yīng)對不平整表面必須進(jìn)行磨光處理。
在混凝土澆筑上表面或底面進(jìn)行測試時(shí)，由于石子離析下沉及表面泌水、浮漿等因素的影響，其聲速與回彈值均與側(cè)面測量時(shí)不同。若以側(cè)面測量為準(zhǔn)，上表面或底面測量時(shí)對聲速及回彈值均應(yīng)進(jìn)行修正。
（3）超聲回彈綜合法對遭受凍傷、化學(xué)腐蝕、火災(zāi)、高溫?fù)p傷的混凝土，及環(huán)境溫度低于－4℃或高于60℃的情況下，不宜使用，若必須使用時(shí)，應(yīng)作為特殊問題研究解決。
（4）現(xiàn)場操作時(shí)超聲的測試點(diǎn)應(yīng)布置在同一個測區(qū)的回彈值測試面上，但探頭安放位置不宜與彈擊點(diǎn)重疊。每個測區(qū)內(nèi)應(yīng)在相對測試面上對應(yīng)地布置3個測點(diǎn)，相對面上的收、發(fā)探頭應(yīng)在同一軸線上。只有在同一個測區(qū)內(nèi)所測得的回彈值和聲速值才能作為推算強(qiáng)度的綜合參數(shù)，不同測區(qū)的測值不可混淆。
4、結(jié)束語
鉆芯法、綜合法、回彈法等是用物理量間接推算強(qiáng)度的方法，所推算的強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)差包含兩個部分：一部分來自混凝土本身因質(zhì)量變異所帶來的標(biāo)準(zhǔn)差，另一部分來自用物理量間接推算強(qiáng)度時(shí)，基準(zhǔn)曲線所固有的誤差。因此，標(biāo)準(zhǔn)差應(yīng)比預(yù)留試塊所計(jì)算的標(biāo)準(zhǔn)差偏大，也就是說推定強(qiáng)度偏低但是偏于安全。
