淺談混凝土強度檢測技術(shù)
2015-08-26
混凝土是一種多相復(fù)合材料，由水泥凝膠包裹粗、細(xì)骨料形成。超聲波在混凝土中傳播時，必然會因材料中折射及衍射的影響造成超聲聲速變化，引起檢測結(jié)果的不確定性。因此，不能用單一超聲聲速來推定混凝土的強度。
1 混凝土超聲波回彈法檢測技術(shù)
超聲回彈綜合法檢測混凝土強度，是利用表面硬度、超聲聲速、碳化深度，來間接推定混凝土強度的一種方法。由于混凝土強度受許多因素的影響，要想建立強度和超聲傳播特性之間的簡單關(guān)系非常困難，因此，超聲測強至今還只能建立在試驗歸納的基礎(chǔ)上。數(shù)字式智能型非金屬超聲波檢測分析儀研制成功并批量生產(chǎn)，促進(jìn)了超聲波檢測混凝土質(zhì)量技術(shù)的發(fā)展，且因其抗干擾性好，使角測和平測成為可能。
回彈檢測法由于操作簡單、且可靠性高誤差相對較小,而被廣泛的應(yīng)用于混凝土強度無損檢測中。其工作原理就是利用現(xiàn)場測出的碳化深度、回彈值以及它們和抗壓強度之間的關(guān)系公式來推定混凝土的抗壓強度。這種檢測技術(shù)所用的儀器簡單,所耗費的費用較低,而且操作方便從而有較快的檢測效率,在檢測過程中只要滿足規(guī)定的混凝土強度檢測要求,所得的檢測結(jié)果誤差都可有效控制在15%氛圍內(nèi)。
某工程項目是某個學(xué)校的檢測鑒定項目,目的就是檢測結(jié)構(gòu)的試塊強度是否已達(dá)到設(shè)計規(guī)定強度,因此,在現(xiàn)場以抽樣方式選取所檢測的柱,利用回彈儀對測區(qū)內(nèi)的要檢測柱進(jìn)行混凝土強度非破損檢測,并使用濃度為1%的酚酞酒精溶液對構(gòu)件混凝土的碳化深度進(jìn)行測定。本檢測項目共分100個檢測區(qū),每個檢測區(qū)分別取16個回彈值。剔除三個最大值和三個最小值然后算出平均回彈值,然后根據(jù)強度與碳化深度的關(guān)系曲線,從而得到測出檢測柱的換算強度;最后計算出100個檢測區(qū)的平均換算強度,根據(jù)公式從而推定出混凝土強度。本工程中推定出該學(xué)校所抽檢柱的推定強度值為25.3MPa,大于設(shè)計圖紙上的混凝土抗壓強度25MPa。
使用回彈檢測法過程中,根本不需要使用構(gòu)件的混凝土實際抗壓強度以及混凝土標(biāo)準(zhǔn)試件的抗壓強度,這就有效地避免了這兩者差異現(xiàn)象的出現(xiàn),使推定出來的混凝土強度更加的可靠準(zhǔn)確。因為這種檢測技術(shù)效率高,因此它尤其適用于工程量多的檢測項目。只要在滿足檢測要求條件下就可使檢測結(jié)果有較高的準(zhǔn)確性,但往往檢測時可能由于某些工藝沒到位而使檢測技術(shù)精度降低；從另外角度說,更高的檢測技術(shù)精度才是工程所急需要的,尤其是檢測混凝土強度這重要的數(shù)據(jù)。顯然通過一些技術(shù)措施來提高回彈法的檢測技術(shù)精度是尤其必要性。筆者根據(jù)多年的工程檢測經(jīng)驗以及實驗數(shù)據(jù),系統(tǒng)總結(jié)了一些關(guān)鍵技術(shù)措施來提高回彈檢測技術(shù)的精度。
回彈儀的檢定?；貜梼x作為回彈檢測法的主要儀器,其儀器精度將決定檢測結(jié)果的精度。因此為了確保儀器精度,回彈儀必須經(jīng)檢定單位檢定合格才能使用,每次檢測使用后必須將其在洛氏硬度的標(biāo)準(zhǔn)鋼鉆上率定。操作過程中必須緩慢且均勻施壓,彈擊桿反彈后才讀取數(shù)據(jù)。測區(qū)的選取。所選取的檢測區(qū)必須是有代表性的測區(qū),必須避免測區(qū)中出現(xiàn)麻面或著蜂窩現(xiàn)象,每個測區(qū)面積適宜控制在400mm2,至于測區(qū)數(shù)量就根據(jù)測試目的而定取。
混凝土檢測前處理。因為工程中所使用的模板不盡相同,導(dǎo)致混凝土表面狀況也大相徑庭。實驗結(jié)果表明,模板的材質(zhì)以及新舊程度都會直接影響檢測結(jié)果精度,因此,在檢測前應(yīng)先用砂輪將混凝土表面打磨成整光潔,以此消除模板對檢測結(jié)果精度的影響。對處于凍結(jié)或濕潤狀態(tài)的混凝土構(gòu)件,應(yīng)在測試前將其先解凍或風(fēng)干。
2 超聲回彈綜合法檢測
超聲回彈綜合法是通過分別測量聲速和回彈值來綜合推算檢測區(qū)的混凝土強度,它互補了回彈法無法檢測內(nèi)部缺陷的問題,同時又互補了超聲法容易受水泥品種等因素影響的問題,其相對單一的方法來說,檢測精度得到大大提高。這種檢測方法最大優(yōu)點就是考慮了混凝土強度的各種影響因素,并抵消部分因素的影響,如部分減少混凝土齡期和含水量的影響。可以預(yù)測超聲回彈綜合法將成為代表混凝土強度非破損檢測技術(shù)的方向。
雖然超聲回彈綜合法精度高,但這精度是建立在適合條件和正當(dāng)操作下,根據(jù)這種檢測法在建筑工程中的應(yīng)用體會,主要歸結(jié)為:實際現(xiàn)場操作中,特別是已建結(jié)構(gòu)的檢測中使用該檢測技術(shù)測強,對檢測人員要求較高,操作稍有偏差就會給檢測結(jié)果造成較大影響；這種檢測技術(shù)不適宜在環(huán)境溫度低于－4℃或高于60℃的情況下使用,對遭受凍傷、化學(xué)腐蝕等損傷的混凝土不宜使用。只要回彈法或超聲法不宜檢測的工程,綜合法也不宜使用；現(xiàn)場操作時,超聲的測試點應(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重疊。測區(qū)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度的綜合參數(shù),不同測區(qū)的測值不可混淆。
3 鉆芯法檢測
鉆芯法檢測技術(shù)是利用鉆芯機鉆取芯樣,然后芯樣進(jìn)行鋸切、磨平、晾干處理,再進(jìn)行抗壓試驗從而測出混凝土的抗壓強度。鉆芯法檢測技術(shù)的優(yōu)點在于可直接檢測混凝土內(nèi)部的質(zhì)量,比預(yù)留的混凝土試樣更接近實際,大量實驗表明直徑、高度均為100mm的混凝土芯樣的抗壓強度與標(biāo)準(zhǔn)試塊的抗壓強度基本一致。但這種檢測技術(shù)有不足地方就是試驗周期長,從抽取芯樣到得出抗壓強度一般要7天。根據(jù)筆者的工程經(jīng)驗,鉆芯法檢測時要注意以下這點才能使精度達(dá)到預(yù)期效果:抽取的混凝土芯樣要有代表性,而且應(yīng)選在結(jié)構(gòu)受力較小,無鋼筋或預(yù)埋鐵件的部位；抽取的芯樣一般都長短不齊,因此,對抽取后的芯樣進(jìn)行補平措施；評定芯樣抗壓強度時,以芯樣試件混凝土強度換算值中的最小值作為單個構(gòu)件或單個構(gòu)件的局部區(qū)域混凝土強度的代表值；要嚴(yán)格執(zhí)行CECS03:88鉆芯法檢測混凝土強度技術(shù)規(guī)程。
4 檢測技術(shù)精度對比
以上只是針對較常用的幾種混凝土檢測技術(shù)進(jìn)行探討,對于混凝土的檢測技術(shù)還有后裝拔出法等等,對于這些檢測技術(shù),筆者通過多個工程的數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析對比,推定出鉆芯法檢測的精度最高,而回彈法的檢測精度較低;從現(xiàn)場操作難度來說,回彈法的檢測效率最高,而鉆芯法的檢測效率較低。通過對這幾種檢測技術(shù)的對比分析,筆者認(rèn)為對于整體結(jié)構(gòu)或構(gòu)筑物進(jìn)行大面積混凝土強度檢測,可采用回彈法和超聲－回彈綜合法；對于較長齡期,較大碳化的構(gòu)件來說,推薦采用后裝拔出法,該方法推定精度較好；對給超聲－回彈綜合法帶來顯著影響的鋼筋密集處或無法進(jìn)行鉆芯試驗的構(gòu)件來說,可以進(jìn)行后裝拔出試驗。
5結(jié)束語
綜上所述，回彈法是目前建筑工程中對混凝土強度進(jìn)行檢測的最簡單、最實用的檢測方法，但在實際應(yīng)用中應(yīng)注意消除影響其準(zhǔn)確度的各種因素，以確保其能較真實反映被測結(jié)構(gòu)混凝土的實際強度。
