混凝土是現(xiàn)代建設(shè)工程中不可少的材料,抗壓強度是混凝土最為重要的指標(biāo)。在現(xiàn)場澆筑混凝土?xí)r,需要進行抽樣送檢,在達到28d齡期時在實驗室進行抗壓強度檢測。
由于抽樣送檢數(shù)量有限,在達到齡期后,各方仍然需要組織混凝土構(gòu)件的現(xiàn)場檢測,現(xiàn)場檢測主要以無損或微破損檢測為主,目前常用的檢測手段有回彈法、超聲-回彈法、鉆芯法、后錨固法、剪壓法等,各種檢測方法都建立了相應(yīng)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),明確了檢測范圍及要求。但由于現(xiàn)場條件限制等因素,存在選取的檢測方法無法適應(yīng)檢測目的的情況。
通過對目前各種成熟的檢測方法進行對比分析,有利于建設(shè)工程各方合理選取檢測方法,為保障建設(shè)工程質(zhì)量提供技術(shù)支持。
一、方法比較·
1.1 回彈法
回彈法檢測混凝土抗壓強度是目前最為常用的一種無損檢測方法。通過回彈儀對混凝土表面的硬度進行檢測,獲取表面硬度值,然后采集碳化深度,利用數(shù)學(xué)關(guān)系推定出混凝土抗壓強度值。
目前正在實施的行業(yè)規(guī)范有JGJ/T23-2011《回彈法檢測混凝土抗壓強度技術(shù)規(guī)程》。其適用范圍為普通混凝土抗壓強度,不適用于表層與內(nèi)部質(zhì)量有明顯差異或內(nèi)部存在缺陷的混凝土強度檢測?;炷敛牧霞笆┕すに囈鬄椋?br />
a.混凝土采用的水泥、砂石、外加劑、摻合料、拌合用水符合國家現(xiàn)行有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。
b.采用普通成型工藝。
c.采用符合國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的模板。
d.蒸汽養(yǎng)護出池經(jīng)自然養(yǎng)護7d以上,且混凝土表層為干燥狀態(tài)。
e.自然養(yǎng)護齡期為14d~1000d。
f.抗壓強度為10.0MPa~60.0MPa。
對于原材料或者施工工藝發(fā)生變化的混凝土,應(yīng)建立專用的地方標(biāo)準(zhǔn)曲線或者專用標(biāo)準(zhǔn)曲線進行混凝土抗壓強度的判定。
回彈法檢測混凝土抗壓強度屬于無損檢測,可以快速推定出混凝土抗壓強度。但是由于回彈法屬于間接推定方法,影響因素較多,比如混凝土表層與內(nèi)部存在差異、回彈時存在角度偏差、檢測碳化深度時未清孔等;這些因素都會導(dǎo)致檢測結(jié)果出現(xiàn)偏差,影響檢測準(zhǔn)確性。
因此,回彈法是一種廣泛使用的方法,但其精度一般,只適合做大規(guī)模抽查檢測,不適合做精確定量檢測。
1.2 超聲-回彈法
為解決回彈法只能通過混凝土表面硬度來推算混凝土強度的缺陷,學(xué)者們進行了研究,并于2005年正式實施協(xié)會標(biāo)準(zhǔn)CECS02:2005《超聲回彈綜合檢測混凝土強度技術(shù)規(guī)程》,該方法在相同測區(qū)分別通過回彈法和超聲法對混凝土進行檢測,利用數(shù)學(xué)公式推定出對應(yīng)的混凝土構(gòu)件的抗壓強度值,是一種回彈法檢測混凝土抗壓強度方法的補充。
與回彈法檢測混凝土抗壓強度類似,超聲-回彈法檢測混凝土抗壓強度的適用范圍也為普通混凝土,不適用于因凍害、化學(xué)侵蝕、火災(zāi)、高溫等已造成表面疏松、剝落的混凝土。原材料及工藝條件為:
a.混凝土用水泥符合相應(yīng)的國家標(biāo)準(zhǔn)。
b.混凝土用砂石骨料符合相應(yīng)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。
c.可摻或不摻礦物摻合料、外加劑、粉煤灰、泵送劑。
d.人工或一般機械攪拌的混凝土或泵送混凝土。
e.自然養(yǎng)護。
f.齡期7d~2000d。
g.混凝土強度10MPa~70MPa。
雖然超聲-回彈法對回彈法進行了補充,但是由于混凝土構(gòu)件內(nèi)部存在鋼筋等情況的存在,在實際檢測過程中需要對鋼筋位置進行掃描,否則會對超聲數(shù)據(jù)造成影響,甚至存在數(shù)據(jù)失真的可能性。當(dāng)采用對測方法進行超聲檢測時容易避開鋼筋,但是采用角測或斜側(cè)時檢測結(jié)果偏差會增大。
超聲-回彈法也屬于無損檢測,且精度要優(yōu)于回彈法。但是其檢測過程較為煩瑣,目前多用于回彈法的補充,并未大規(guī)模單獨使用此法進行混凝土抗壓強度的檢測。
1.3 鉆芯法
鉆芯法是采用鉆芯機在混凝土構(gòu)件上鉆取芯樣,加工后在實驗室壓力機上進行抗壓強度檢測,屬于直接獲取混凝土抗壓強度的檢測方法。
現(xiàn)行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)有JGJ/T384-2016《鉆芯法檢測混凝土抗壓強度技術(shù)規(guī)程》,用于確定混凝土抗壓強度推定值或者對間接強度檢測方法進行修正。芯樣應(yīng)使用直徑為100mm的芯樣,直徑不應(yīng)小于骨料最大粒徑的3倍,或者采用直徑不小于70mm且直徑不小于骨料最大粒徑2倍的小直徑芯樣。
鉆芯法屬于破損法檢測混凝土抗壓強度,在混凝土構(gòu)件上鉆芯時數(shù)量不宜過多,需要避開集中受力部位。鉆芯法容易將混凝土構(gòu)件內(nèi)部的鋼筋截斷,造成結(jié)構(gòu)力學(xué)性能下降。芯樣高徑比要在0.95~1.05區(qū)間之內(nèi),芯樣端部需要進行補平,否則會對檢測結(jié)果造成較大影響。
目前鉆芯法主要用于對其他間接法檢測混凝土抗壓強度的補充修正。
1.4 后錨固法
后錨固法是在混凝土構(gòu)件鉆孔,將后錨固件植入混凝土構(gòu)件中,待時機合適時進行拉拔試驗,通過后錨固件的拔出力推定混凝土的抗壓強度。
目前使用的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)有JGJ/T208-2010《后錨固法檢測混凝土抗壓強度技術(shù)規(guī)程》。該規(guī)程僅適用于檢測普通混凝土抗壓強度,當(dāng)混凝土表層與內(nèi)部存在明顯差異時應(yīng)先將混凝土表層剔除后再進行檢測。
后錨固法是一種微破損檢測方法,具有檢測精度高、對構(gòu)件破壞性小等優(yōu)點。但影響后錨固法檢測結(jié)果的因素較多,例如打孔直徑、深度、清孔情況,錨固膠質(zhì)量,錨固情況等,目前主要用于不能對結(jié)構(gòu)進行損傷,但是回彈法無法檢測的情況,是混凝土抗壓強度檢測一種主要補充手段。
1.5 剪壓法
剪壓法是使用剪壓儀在混凝土構(gòu)件的直角邊施加壓力,使直角邊產(chǎn)生局部破壞,通過剪壓力值推定混凝土強度的一種檢測方法。
目前使用的協(xié)會標(biāo)準(zhǔn)為CECS278:2010《剪壓法檢測混凝土抗壓強度技術(shù)規(guī)程》,適用于具有直角邊、能夠施加剪壓力的混凝土構(gòu)件。不適用于表層與內(nèi)部質(zhì)量存在明顯差異或內(nèi)部存在缺陷的混凝土。
剪壓法是一種新興的混凝土抗壓強度檢測方法,對混凝土形狀具有限制;通過邊角的剪壓力來推定混凝土強度,當(dāng)混凝土內(nèi)部與表層存在差異時無法準(zhǔn)確判斷。
由于剪壓儀較重,現(xiàn)場檢測時需要人員較多,檢測效率不高。通常在無法進行鉆芯法檢測,但是要求精度較高的檢測條件時使用。
二、結(jié)論及意義·
通過對現(xiàn)行的多種混凝土抗壓強度檢測方法進行分析,明確了各種檢測方法優(yōu)缺點及適用范圍,有利于檢測人員合理選擇檢測方法,提升檢測的準(zhǔn)確性。
a.當(dāng)需要對混凝土構(gòu)件進行大量定性檢測時通常采用回彈法。
b.需要對混凝土進行準(zhǔn)確檢測時需要采用鉆芯法,當(dāng)不具備鉆芯條件時通常采用后錨固法或剪壓法進行代替。
c.混凝土表層與內(nèi)部存在差異時通常選擇鉆芯法,選擇后錨固法時需要將混凝土表層進行剔除。
d.超聲-回彈法主要使用在具備對測條件的混凝土構(gòu)件上。
e.剪壓法對混凝土構(gòu)件的規(guī)格形狀具有較高要求。