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      混凝土強(qiáng)度檢測(cè)方法的探討

      2019-06-29 13:57:05林建偉
      科學(xué)與財(cái)富 2019年34期
      關(guān)鍵詞:檢測(cè)方法混凝土

      林建偉

      摘 要:混凝土結(jié)構(gòu)是現(xiàn)在最為常用的承重結(jié)構(gòu),性能優(yōu)越、價(jià)格低廉,在我國(guó)的基礎(chǔ)工程建設(shè)中發(fā)揮著重大的作用。因此,混凝土強(qiáng)度對(duì)于結(jié)構(gòu)安全有著重要的意義,本文分析了目前混凝土強(qiáng)度檢測(cè)方法的研究現(xiàn)狀,系統(tǒng)分析了回彈法、超聲法、超聲回彈綜合法、鉆芯法、拔出法等檢測(cè)混凝土的常用方法,對(duì)這些方法的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行了梳理,分析了它們的適用范圍,旨在幫助檢測(cè)人員選擇合適的方法,更好的完成檢測(cè)工作,控制工程質(zhì)量。

      關(guān)鍵詞:混凝土;強(qiáng)度檢測(cè);檢測(cè)方法

      隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,特別是改革開(kāi)放三十多年以來(lái),我國(guó)建筑業(yè)取得了舉世矚目的成績(jī),各種新型建筑如雨后春筍般涌現(xiàn)出來(lái)?;炷两Y(jié)構(gòu)由于其性能優(yōu)越,價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)被廣泛的應(yīng)用在工程實(shí)踐中,在建筑業(yè)中扮演者舉足輕重的角色?;炷辆哂锌伤苄院?,整體性好、耐久性好、易于就地取材,強(qiáng)度等級(jí)范圍寬等特點(diǎn)[1-2]。這些特點(diǎn)使其使用范圍十分廣泛,在房屋建筑中占據(jù)著統(tǒng)治地位。但是工程質(zhì)量良莠不齊,特別是混凝土強(qiáng)度如果難以達(dá)到要求就會(huì)給結(jié)構(gòu)安全帶來(lái)極大的威脅,成為人民群眾生命財(cái)產(chǎn)安全的重大隱患,因此采用科學(xué)合理的檢測(cè)方法,對(duì)混凝土強(qiáng)度進(jìn)行檢測(cè),保障結(jié)構(gòu)安全,提高建筑耐久度,成為了近些年研究的熱點(diǎn)。本文系統(tǒng)分析了目前常用的混凝土強(qiáng)度檢測(cè)方法,梳理了它們的優(yōu)缺點(diǎn)和適用范圍,可為相關(guān)的研究與應(yīng)用提供指導(dǎo)。

      1研究現(xiàn)狀

      混凝土強(qiáng)度檢測(cè)分為無(wú)損檢測(cè)方法、微破損檢測(cè)方法、破損檢測(cè)方法。無(wú)損檢測(cè)方法就是檢測(cè)混凝土的一些物理量,然后利用混凝土強(qiáng)度和相應(yīng)物理量之間的關(guān)系,推算出所檢測(cè)混凝土的強(qiáng)度。因此,物理力學(xué)的相關(guān)理論是混凝土強(qiáng)度無(wú)損檢測(cè)方法的理論基礎(chǔ)。目前常用的無(wú)損檢測(cè)方法有回彈法、超聲法、超聲回彈法以及試件法等[3-4]。微破損檢測(cè)方法是在不對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)的承載力造成影響的情況下,對(duì)其局部進(jìn)行破壞試驗(yàn)或者在適當(dāng)位置選樣進(jìn)行試驗(yàn),以試驗(yàn)的結(jié)果來(lái)判定混凝土的強(qiáng)度。常用的方法是鉆芯法和拔出法。破損法指的是通過(guò)對(duì)建成的混凝土結(jié)構(gòu)采取加載試驗(yàn),對(duì)其材料的強(qiáng)度和承載力進(jìn)行測(cè)定。這種方法會(huì)對(duì)結(jié)構(gòu)安全性造成損傷,因此一般不到萬(wàn)不得已不采用這種方法[5]。本文就無(wú)損檢測(cè)方法和微破損檢測(cè)方法展開(kāi)研究。

      2混凝土強(qiáng)度檢測(cè)的無(wú)損檢測(cè)法

      (1)回彈法

      回彈法是最為常用的無(wú)損檢測(cè)方法,其基本原理是利用回彈儀的探頭沖擊作用到混凝土表面,探頭受到混凝土反作用回彈回來(lái),對(duì)應(yīng)的數(shù)值經(jīng)過(guò)一系列處理后即可推算出混凝土強(qiáng)度。測(cè)區(qū)的選定采用抽檢的方法,每一測(cè)區(qū)應(yīng)讀取16個(gè)回彈值,每一測(cè)點(diǎn)的回彈值讀數(shù)應(yīng)精確至1。測(cè)點(diǎn)宜在測(cè)區(qū)范圍內(nèi)均勻分布,相鄰兩測(cè)點(diǎn)的凈距離不宜小于20mm;測(cè)點(diǎn)不應(yīng)在氣孔或外露石子上,同一測(cè)點(diǎn)只能彈一次。建立回彈值與混凝土強(qiáng)度的影響因素之間的二元回歸公式,或建立回彈值與混凝土強(qiáng)度之間的一元回歸公式。能使用不同的函數(shù)方程依據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)來(lái)進(jìn)行回歸整合,并選其中關(guān)系最大的為實(shí)用經(jīng)驗(yàn)公式,就可以推算出所測(cè)混凝土強(qiáng)度。

      優(yōu)點(diǎn):操作簡(jiǎn)單易懂,操作人員經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單的培訓(xùn)之后就可以開(kāi)展工作;檢測(cè)過(guò)程沒(méi)有造成回彈儀和所測(cè)構(gòu)件的損壞,檢測(cè)成本低;檢測(cè)空間和時(shí)間可以根據(jù)情況安排,可以隨機(jī)的選擇檢測(cè)區(qū)域,推斷整個(gè)混凝土結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度情況,特別是對(duì)混凝土表面的澆筑質(zhì)量可以做出直觀的判斷。

      缺點(diǎn):檢測(cè)精度較低,由于經(jīng)過(guò)一系列的計(jì)算,參數(shù)較多,稍有不慎計(jì)算結(jié)果就會(huì)出現(xiàn)較大的紕漏。另外,回彈法僅僅能夠檢測(cè)混凝土表面的強(qiáng)度,而混凝土是非均質(zhì)材料,內(nèi)外可能存在較大的差距,特別是混凝土遭受了火災(zāi)凍傷或者化學(xué)腐蝕后,回彈法就不適宜使用了。

      (2)超聲法

      超聲法就是利用超聲波在混凝土中的傳播速度判斷混凝土強(qiáng)度的無(wú)損檢測(cè)方法。究其原理,借助于超聲波的特性,利用其傳播過(guò)程中出現(xiàn)的折射、反射、衰減、繞射等現(xiàn)象,以一定的重復(fù)性頻率所間斷性的發(fā)出的超聲脈沖,通過(guò)混凝土中超聲脈沖的傳播規(guī)律以及與混凝土強(qiáng)度之間存在的某種關(guān)系,通過(guò)對(duì)脈沖參數(shù)的具體分析,最終得出混凝土強(qiáng)度。具體來(lái)說(shuō),超聲儀器所產(chǎn)生的脈沖,會(huì)進(jìn)一步促使電壓晶體獲取高頻脈沖。產(chǎn)生的脈沖會(huì)進(jìn)一步傳輸?shù)交炷林校鄳?yīng)的接收轉(zhuǎn)換器會(huì)接受混凝土中的信號(hào)數(shù)據(jù),進(jìn)而將超聲波在混凝土中的傳播距離與傳播時(shí)間測(cè)量出來(lái),進(jìn)而計(jì)算出混凝土中超聲波的傳播速度。?簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō),超聲波在混凝土中傳播越快,反映混凝土越密實(shí),說(shuō)明所測(cè)混凝土強(qiáng)度越高,反之,超聲波在混凝土中傳播越慢,說(shuō)明混凝土越疏松,反映所測(cè)混凝土強(qiáng)度越低。建立速度、密實(shí)度以及混凝土強(qiáng)度之間的關(guān)系式,就可以推算出所測(cè)混凝土強(qiáng)度。

      優(yōu)點(diǎn):超聲法對(duì)結(jié)構(gòu)構(gòu)件不造成損壞,應(yīng)用范圍廣,參數(shù)判讀直觀,使用方便,特別是適用于新老混凝土結(jié)合面的檢測(cè)。

      缺點(diǎn):超聲法檢測(cè)混凝土強(qiáng)度需要的條件較為復(fù)雜,影響因素較多,測(cè)試面平整度、鋼筋布置、混凝土含水率、齡期等等都會(huì)對(duì)檢測(cè)結(jié)果產(chǎn)生較大的影響。

      (3)超聲回彈法

      超聲回彈法是一種綜合利用回彈值和超聲波的脈沖速度對(duì)混凝土強(qiáng)度進(jìn)行推算的無(wú)損檢測(cè)方法,其基本原理將超聲波在混凝土中的傳播速度、混凝土強(qiáng)度、回彈值三者綜合考慮,利用回彈值和聲速對(duì)混凝土強(qiáng)度進(jìn)行推算。

      優(yōu)點(diǎn):相對(duì)于單一的物理方法,超聲回彈法能夠彌補(bǔ)單一方法帶來(lái)的誤差,比如含水率和混凝土齡期的影響等,具有較高的精確度,能夠較為全面的反映所測(cè)混凝土的情況,特別適用于原始資料不詳?shù)幕炷翗?gòu)件。

      缺點(diǎn):超聲回彈法對(duì)檢測(cè)人員素質(zhì)要求較高,需要經(jīng)過(guò)專(zhuān)門(mén)的培訓(xùn)積累一定的經(jīng)驗(yàn)方可進(jìn)行檢測(cè),并且檢測(cè)人員稍有失誤,就會(huì)對(duì)檢測(cè)結(jié)果帶來(lái)較大的影響。

      (4)試件法

      試件法,顧名思義,就是按照所測(cè)混凝土的相關(guān)資料,制備相應(yīng)的試件,并且按照要求養(yǎng)護(hù)之后,對(duì)構(gòu)件的抗壓強(qiáng)度進(jìn)行試驗(yàn)研究,然后確定試件的抗壓強(qiáng)度,如果這一試件的制作符合規(guī)范要求,且與構(gòu)件同條件養(yǎng)護(hù),那么試壓的結(jié)果就可以代表構(gòu)件的實(shí)際強(qiáng)度

      優(yōu)點(diǎn):試件法是利用對(duì)試件進(jìn)行的試驗(yàn)研究,分析得出的混凝土強(qiáng)度,具有較強(qiáng)的可信度。該方法是最為直觀的的混凝土檢測(cè)方法,是對(duì)混凝土質(zhì)量評(píng)定的主要依據(jù)。

      缺點(diǎn):對(duì)試件要求較高,制作過(guò)程稍有不慎,比如原料不同、配合比錯(cuò)誤、攪拌不當(dāng),或者養(yǎng)護(hù)不當(dāng),都會(huì)導(dǎo)致試件與實(shí)際混凝土構(gòu)件產(chǎn)生較大的差異,從而測(cè)試結(jié)果不能代表被測(cè)混凝土構(gòu)件的真實(shí)強(qiáng)度,不能真實(shí)的反映混凝土結(jié)構(gòu)的工程質(zhì)量。

      3微破損檢測(cè)方法

      鉆芯法是通過(guò)鉆芯機(jī)在砼構(gòu)件中鉆取混凝土芯樣,并對(duì)芯樣進(jìn)行抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)來(lái)推定混凝土強(qiáng)度的一種方法。其對(duì)結(jié)構(gòu)或構(gòu)件造成一定削弱,屬于半破損檢測(cè)方法。因此得到廣泛的應(yīng)用。鉆芯法的基本原理是在有代表性的混凝土結(jié)構(gòu)上鉆取芯樣,做必要的整理加工后,進(jìn)行抗壓強(qiáng)度測(cè)定。即芯樣試件應(yīng)在自然干燥的狀態(tài)下進(jìn)行抗壓試驗(yàn),當(dāng)結(jié)構(gòu)工作條件比較潮濕,需要確定潮濕狀態(tài)下混凝土強(qiáng)度時(shí),應(yīng)在20±5℃的清水中浸泡40~48小時(shí),從水中取出后立即進(jìn)行試驗(yàn)。芯樣試件抗壓試驗(yàn)的方法按《普通混凝土力學(xué)性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》GB/T 50081中對(duì)立方體試塊抗壓試驗(yàn)的規(guī)定。測(cè)定的強(qiáng)度值視為所測(cè)混凝土強(qiáng)度。

      優(yōu)點(diǎn):鉆芯法是最為直接的檢測(cè)方法,其直觀性強(qiáng)、準(zhǔn)確性高,能夠準(zhǔn)確可靠的反映混凝土構(gòu)件的真實(shí)強(qiáng)度,并且該技術(shù)經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的應(yīng)用,發(fā)展較為成熟,是目前最常用的方法之一。

      缺點(diǎn):鉆芯法對(duì)混凝土構(gòu)件造成了一定的損傷,勞動(dòng)強(qiáng)度也大,檢測(cè)費(fèi)用多,而且使用該方法時(shí),要提前對(duì)鋼筋布置情況進(jìn)行了解,否則難以鉆芯取樣。

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