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浅谈混凝土强度的现场检测方法及应用

彭文锦 宋练明
  
安家(建筑与工程)
2022年7期
昆明市建设工程质量检测中心 云南省 昆明市 650200

摘要:在中国社会主义现代化建设和加快城市化的背景下,越来越多的高层、超高层建筑耸立在城市中。钢筋混凝土结构因其可模型好,整体性好、刚度大、位移小、取材方便等优点成为了建筑工程中最为常用的建筑结构。社会上因为混凝土质量不达标造成巨大灾难的事件时有发生,给国家和人民造成了巨大的损失,因此控制好混凝土的质量能有效保障广大人民的生命和财产安全,预防灾难的发生。该文从混凝土结构工程的质量出发,主要阐述了常用的混凝土抗压强度现场检测方法的基本原理,优缺点及应用。

关键词:混凝土强度;现场检测方法;优缺点及应用

1 前言

结构混凝土检测技术是20 世纪30 年代发展起来的用于检测混凝土抗压强度(以下简称混凝土强度)的方法。对于钢筋混凝土结构来说,混凝土质量的好坏直接关系到整个建筑物的安全性。作为建筑工程质量检测单位,熟练掌握相关的现场检测方法,分析各种方法的优缺点并合理应用,以配合委托单位及相关部门完成相应的质量控制计划,提高建设工程的质量水平。以下对混凝土强度的现场检测方法进行汇总分析,只有在现场检测时择优使用,才能以相对经济、高效的检测方法得到科学、准确的检测数据。

2 混凝土强度的现场检测方法

现场检测包括两个方面的内容,一是通过对混凝土结构实体实施原位检查、检验、和测试直接获得检测数据;二是在试验室通过对结构实体中取得的样品进行检验、测试获得检测数据。本文主要阐述原位现场检测方法。

混凝土强度现场检测通常采用的是非破损法和半破损法,非破损法就是在不破损结构或构件的情况下,取得相关物理量,通过一个或几个与混凝土强度具有相关性的物理量作为混凝土强度的推算依据推算出混凝土强度。半破损法会对结构构件混凝土造成局部损伤,然而取得的检测结果通常较为直观、准确。目前常用的结构混凝土强度现场检测方法主要有:回弹法、超声回弹综合法、钻芯法、拔出法、回弹-取芯法。

2.1回弹法

回弹法是利用混凝土表面硬度与强度之间的相关关系来推定混凝土强度的方法,适用于自然养护且龄期为14~1000d,抗压强度为10.0~60.0MPa的普通混凝土抗压强度检测,不适用于表层与内部质量有明显差异或内部存在缺陷的混凝土强度检测。其基本原理是利用回弹仪测得回弹值,配合检测混凝土碳化深度,最终推算出混凝土强度。该方法是混凝土强度现场检测中常用的一种非破损检测方法。

回弹法的优点:仪器构造简单、方法易于掌握、检测效率高、费用低廉、现场应用性很强;缺点:回弹法检测混凝土强度是以混凝土强度与其表面硬度和碳化深度等物理量的相关性为基础, 这种相关性受众多因素的影响,往往检测结果误差相对较大。

2.2超声回弹综合法

超声回弹综合法是建立在超声传播和回弹值与混凝土强度之间相互关系上的一种非破损现场检测方法,适用于自然养护且龄期为7~2000d;抗压强度为10~70MPa的普通混凝土抗压强度检测。利用非金属超声仪和回弹仪取得相关物理量,根据混凝土强度与表面硬度以及超声波在混凝土中的传播速度之间的相关关系推定混凝土强度。

超声回弹综合法的优点:多指标综合,能够较全面的反映与混凝土强度有关的各种要素的作用,相对于回弹法,提高了测试精度;缺点:需要建立高拟合度的地区曲线或者专用曲线测试精度才会更高。

2.3钻芯法

钻芯法与前两种方法不同,混凝土的龄期及强度等级范围对钻芯法无限制,它用专用取芯机从被检测结构或构件上直接钻取不同直径的圆柱形混凝土芯样试件,通过压力试验机直接得出混凝土芯样试件的抗压强度,属于半破损法检测混凝土强度。其得出的结果被公认为是几种方法中最直接准确的。

钻芯法相对于前两种方法的优点:检测数据直接准确。缺点:现场选取构件过程和后期处理芯样过程较为繁琐,半破损法会对结构构件造成一定的损伤。

2.4拔出法

拔出法是通过测试极限拔出力来推定混凝土强度的现场半破损检测方法,适用于10~80MPa的既有结构和在建结构的混凝土强度检测与推定。根据锚固类型和实施方式的不同,拔出法可分为先装拔出法(又叫预埋拔出法)和后装拔出法(又叫后锚固法)两类,前者在国外应用较多,国内则以后装拔出法为主。后装拔出法检测混凝土强度,是在硬化混凝土上钻孔、磨槽、安装锚固件后用拔出仪做拔出试验。根据测定的极限抗拔力检测混凝土强度的半破损方法。

优点:测试结果可靠、适用范围广、操作简便、成本低等。缺点:采用拔出法检测混凝土强度时,需要对混凝土破坏机理(认识尚不统一)进行研究,这同时也是选择、制定拔出实验的重要依据。

2.5回弹-取芯法

回弹-取芯法也是一种微(半)破损法,它的原理是通过回弹法检测回弹值,选出检测批中测区回弹平均值最低的三个测区进行钻芯并以此进行评定的方法。

回弹-取芯法综合了回弹法的方便快捷和钻芯法的结果直接准确,与单一使用回弹法相比,能在很大程度上提高检测准确性,同时也能减少单一使用钻芯法时成本过高,检测效率较低等问题,对结构构件的影响也比单独使用钻芯法小得多;但由于是两种方法的综合,所以检测结果的准确性还是要受回弹法初筛结果的影响。并且该方法出现的时间较晚,因此还未被大范围的推广适用。

3混凝土强度现场检测方法的应用

综上所诉,回弹法使用简单、方便,现场应用性很强,但影响检测结果因素相对较多;超声回弹综合法在一定程度上克服了以单一指标评定混凝土强度的不足,提高了测试精度;因此,回弹法及超声回弹综合法因其便利性和相对准确性,被广泛的应用于建筑工程混凝土强度现场检测中。钻芯法能直观、准确的反应混凝土的强度,但现场取芯过程、后期处理过程相对繁琐,对结构构件也会造成一定的损伤,检测任务量大时不适合大面积应用,由于其直观性和准确性常常作为处理混凝土质量争议时的主要方法;拔出法在我国引入较晚,尚未大面积使用,拔出法的极限拔出力与混凝土强度存在相对稳定的相关关系,检测结果也较为准确,但由于该方法亦属于一种半破损方法,所以在有条件的项目中可以选择使用。回弹-取芯法综合了回弹法的方便快捷和钻芯法的结果直接准确等特点,能较为准确的反映出混凝土强度的实际情况,但由于其研究出现的时间较晚,还未被大面积使用。

4 小结

混凝土结构作为我国最为常用的建筑结构,其质量的好坏直接关系到广大人民的切身利益和社会的安定。而混凝土强度作为混凝土结构质量控制中的主控项目,我们应该把混凝土强度的检测结果作为质量控制和监督的重要依据。对建筑工程混凝土结构、构件进行现场混凝土强度检测时,应充分分析工程现场情况,选择合适的现场检测方法,因地制宜,准确、高效的完成检测,同时也要保证检测结果的可靠性和经济合理性。

参考文献

[1] JGJ/T 23-2011.回弹法检测混凝土强度技术规程[S].2011

[2] T∕CECS 02-2020.超声回弹综合法检测混凝土抗压强度技术规程[S].2020

[3] JGJ/T 384-2016.钻芯法检测混凝土强度技术规程[S].2016

[4] CECS 69:2011.拔出法检测混凝土强度技术规程[S].2011

[5] GB 50204-2015.混凝土结构工程施工质量验收规范[S].2015

[6] 肖建民.建筑结构现场检测方法评析与展望[J].工程质量与检测,2010(2).

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