目前,在現(xiàn)場檢測
混凝土強(qiáng)度過程中,有許多種不同的檢測方法,如鉆芯法、拔出法、壓痕法、射擊法、回彈法、超聲法、回彈超聲綜合法等,其中回彈法、超聲回彈綜合法是應(yīng)用最廣的無損檢測方法。下面我們就以回彈法檢測進(jìn)行探討,所謂回彈法是通過
回彈儀(一種直射錘擊式儀器)測定混凝土表面硬度繼而推定其抗壓強(qiáng)度的方法。因此,我們在檢測工程結(jié)構(gòu)中的普通混凝土抗壓強(qiáng)度時(shí)用回彈法檢測是最為快捷有效的方法。
1、回彈法的工作原理以及特征
1.1回彈法的原理
由于混凝土的抗壓強(qiáng)度與其表面硬度之間存在某種相關(guān)關(guān)系,而回彈儀的彈擊錘被一定的彈力打擊在混凝土表面上,其回彈高度(通過回彈儀讀得回彈值)與混凝土表面硬度成一定的比例關(guān)系。為此我們根據(jù)表面硬度則可推求混凝土的抗壓強(qiáng)度。
1.2回彈法的特征
回彈法是當(dāng)前檢測建筑結(jié)構(gòu)的一種非破損檢測方法。我們之所以利用回彈法檢測混凝土的抗壓強(qiáng)度是由于它具有儀器簡單、操作方便、快捷、靈活等優(yōu)點(diǎn),因而在建筑工程結(jié)構(gòu)質(zhì)量檢測中得到廣泛的應(yīng)用。但是我們還必須清楚的認(rèn)識(shí)到用回彈法檢測存在的局限性,它不適用于表層與內(nèi)部質(zhì)量有明顯差異或內(nèi)部存在缺陷的混凝土。
2、如何布置測區(qū)以及用回彈法進(jìn)行檢測
2.1測區(qū)的選取
測區(qū)的選取也是一個(gè)關(guān)鍵,通常情況是在構(gòu)件上選擇及布置測區(qū),一般要取10個(gè)測區(qū)(對某一方向尺寸少于4.5m另一方向尺寸小于0.3m的結(jié)構(gòu)或構(gòu)件可取5~10個(gè)測區(qū))。測區(qū)面積宜在20×20cm范圍內(nèi),表面應(yīng)清潔平整、干燥。如果測區(qū)表面有疏松層、浮漿、油垢、涂層以及蜂窩麻面時(shí),可用砂輪清除疏松層和雜物,并清干凈殘留的粉末或碎屑。測區(qū)應(yīng)均勻布置在可測面上。相鄰兩測區(qū)間距應(yīng)控制在2m以內(nèi),測區(qū)離構(gòu)件端部或施工縫邊緣的距離宜在0.2~0.5m范圍。測區(qū)優(yōu)先考慮布置在構(gòu)件的的兩個(gè)對稱測面上,也可只選在一個(gè)可測面上;同樣測區(qū)優(yōu)先布置在混凝土澆筑側(cè)面上,條件不允許時(shí)可布置在砼澆筑的表面和底面上。構(gòu)件的重要部位及薄弱部位布置測區(qū),且必須避開預(yù)埋件。如遇到薄壁小構(gòu)件時(shí),則不宜布置測區(qū),因?yàn)楸”跇?gòu)件在彈擊時(shí)產(chǎn)生的振動(dòng),會(huì)造成回彈能量的損失,使檢測結(jié)果偏低.如果必須檢測,則應(yīng)加以可靠支撐使之有足夠的約束力時(shí)方可檢測.此外,用回彈檢測的混凝土構(gòu)件還要注意其表面是否清潔、平整,不應(yīng)有疏松層、浮漿、油垢、蜂窩、麻面等等。所以,我們必須規(guī)范每一個(gè)檢測項(xiàng)目的操作過程,從而保證檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性。
2.2檢測的方法
2.2.1檢測數(shù)據(jù)處理
用回彈法檢測前,應(yīng)全面、正確了解被測結(jié)構(gòu)的情況,如混凝土設(shè)計(jì)參數(shù)、混凝土實(shí)際所用混合物
材料、結(jié)構(gòu)名稱、結(jié)構(gòu)形式等。測區(qū)的選定采用抽檢的方法,在0.2m×0.2m范圍內(nèi)測點(diǎn)均勻分布。所選測區(qū)相對平整和清潔,不存在蜂窩和麻面,也沒有裂縫、裂紋、剝落、層裂等現(xiàn)象。按照利用回彈儀進(jìn)行無損檢測的規(guī)范,即根據(jù)《回彈法檢測混凝土抗壓強(qiáng)度技術(shù)規(guī)范》(JGJ/T23-2001)的規(guī)定,在每一個(gè)檢測區(qū)測取16個(gè)回彈值,每一讀數(shù)都精確到1。測點(diǎn)間距不小于20mm,測點(diǎn)距構(gòu)件邊緣不小于30mm。在檢測時(shí),回彈儀的軸線始終垂直于被檢測區(qū)的測點(diǎn)所在面。在有代表性的測區(qū)進(jìn)行碳化深度測定。當(dāng)碳化深度大于2.0mm時(shí),應(yīng)在每個(gè)測區(qū)進(jìn)行碳化深度測定。
2.2.2強(qiáng)度計(jì)算
(1)回彈值計(jì)算從每一個(gè)測區(qū)所得的16個(gè)回彈值中,剔除3個(gè)最大值和3個(gè)最小值后,將余下的10個(gè)回彈值按下列公式計(jì)算平均值:式中,Rm為測區(qū)平均回彈值,精確至0.1;Ri為第i個(gè)測點(diǎn)的回彈值。
?。?)回彈值修正①對于回彈儀非水平方向檢測混凝土澆筑側(cè)面時(shí),回彈值按下式校正。Rm=Rmα+Raα式中,Rmα為非水平方向檢測時(shí)測區(qū)的平均回彈值,精確至0.1;Raα為非水平方向檢測時(shí)測區(qū)的平均回彈值的修正值。
?、趯⒒貜梼x水平方向檢測混凝土澆筑表面時(shí)得的回彈值,或相當(dāng)于水平方向檢測混凝土澆筑面時(shí)的回彈值,按下式修正:Rm=Rmt+Rat,Rm=Rmb+Rab.式中,Rmt,Rmb為水平方向(或相當(dāng)于水平方向)檢測混凝土澆筑表面、底面,測區(qū)的平均回彈值,精確至0.1;Rat,Rab為混凝土澆筑表面、底面回彈值的修正值。
(3)碳化深度計(jì)算對于抽檢碳化深度的計(jì)算,用數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法計(jì)算,以平均值作為測區(qū)碳化深度。
(4)測強(qiáng)曲線應(yīng)用對于沒有可以利用的地區(qū)和專用混凝土回彈測強(qiáng)曲線,測區(qū)混凝土強(qiáng)度的求取,可以按規(guī)范附錄中所提供的“測區(qū)混凝土強(qiáng)度換算表”換算。
2.2.3異常數(shù)據(jù)分析
混凝土強(qiáng)度不是定值,它服從正態(tài)分布。混凝土強(qiáng)度無損檢測屬于多次測量的試驗(yàn),可能會(huì)遇到個(gè)別誤差不合理的可疑數(shù)據(jù),應(yīng)予以剔除。根據(jù)統(tǒng)計(jì)理論,絕對值越大的誤差,出現(xiàn)的概率越小,當(dāng)劃定了超越概率或保證率時(shí),其數(shù)據(jù)合理范圍也相應(yīng)確定。因此,可以選擇一個(gè)“判定值”去和測量數(shù)據(jù)比較,超出判定值者則認(rèn)為包含過失誤差而應(yīng)剔除。
3、回彈儀檢測混凝土強(qiáng)度的影響因素
3.1原材料
混凝土抗壓強(qiáng)度大小主要取決于其中的水泥沙漿的強(qiáng)度、粗集料的強(qiáng)度及二者的粘結(jié)力?;炷恋谋砻嬗捕纫话愫痛止橇吓c沙漿的粘結(jié)力以及混凝土內(nèi)部性能關(guān)系不太明顯,主要是與水泥沙漿強(qiáng)度有關(guān)。當(dāng)碳化深度為零或同一碳化深度下,用普通硅酸鹽水泥、礦渣硅酸鹽水泥及粉煤灰硅酸鹽水泥的混凝土抗壓強(qiáng)度與回彈值之間的基本規(guī)律相同,對測強(qiáng)曲線沒有明顯差別。自然養(yǎng)護(hù)條件下的長齡期試塊,在相同強(qiáng)度條件下,已經(jīng)碳化的試塊回彈值高,齡期越長,此現(xiàn)象越明顯。這主要是不同水泥品種的混凝土碳化速度不同引起的。
3.2外加劑
在普通混凝土中,外加劑對回彈法測強(qiáng)的影響不顯著。摻有外加劑的混凝土測強(qiáng)曲線比不摻者的強(qiáng)度偏高1.5MPa~5MPa。這對于采用統(tǒng)一測強(qiáng)曲線進(jìn)行的回彈法檢測,所得混凝土強(qiáng)度的安全性是可以接受的。
3.3成型方法
對于不同強(qiáng)度等級、不同用途的混凝土混合物,成型方法也各不相同。只要成型后的混凝土基本密實(shí),手工插搗和機(jī)振對回彈測強(qiáng)無顯著影響。然而對一些采用離心法、真空法、壓漿法、噴射法和混凝土表層經(jīng)過各種物理、化學(xué)方法處理成型的混凝土,應(yīng)慎重使用回彈法的統(tǒng)一測強(qiáng)曲線,必須經(jīng)過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證后方可使用。
3.4養(yǎng)護(hù)方法及濕度的影響
標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)與自然養(yǎng)護(hù)的混凝土含水率不同,強(qiáng)度發(fā)展不同,表面硬度也不同?;炷猎诔睗竦沫h(huán)境或水中養(yǎng)護(hù)時(shí),由于水化作用較好,早期和后期強(qiáng)度均比在干燥條件下養(yǎng)護(hù)得高,但表面硬度由于被水軟化而降低。濕度對于低強(qiáng)度混凝土的影響則隨著強(qiáng)度的增長而逐漸減小,不同的養(yǎng)護(hù)方法產(chǎn)生的濕度對混凝土強(qiáng)度及回彈值影響不同。
3.5碳化及齡期
混凝土碳化:水泥一經(jīng)水化游離出大約35%的氫氧化鈣,它對混凝土的硬化起了重大的作用。已經(jīng)硬化的混凝土表面受到二氧化碳的作用,使氫氧化鈣逐漸變化,生成硬度較高的碳酸鈣,它對回彈法測強(qiáng)有顯著的影響。隨著硬化齡期的增長,混凝土表面一旦產(chǎn)生碳化現(xiàn)象后,其表面硬度逐漸增高,回彈值也隨碳化深度的增大而增大,在碳化深度達(dá)到6mm時(shí),這種影響則基本不再增長。
3.6泵送混凝土
對于非泵送混凝土中很少摻加外加劑或僅摻加非引氣型外加劑,而泵送混凝土則摻加了加氣型泵送劑、砂率增加、粗骨料粒徑減小、塌落度明顯增大。故有必要對回彈法檢測泵送混凝土抗壓強(qiáng)度進(jìn)行修正。
3.7
其它因素
混凝土分層泌水現(xiàn)象使一般構(gòu)件底邊石子較多,回彈讀數(shù)偏高;表層泌水,水灰比略大,面層疏松,回彈值偏低。鋼筋對回彈值的影響視混凝土保護(hù)層厚度、鋼筋直徑極其密集程度而定。
4、結(jié)束語
總之,我們采用回彈法檢測可以快速檢測工程結(jié)構(gòu)中的普通混凝土抗壓強(qiáng)度,從而了解被檢測的混凝土強(qiáng)度是否達(dá)標(biāo)。因此,我們必須嚴(yán)格規(guī)范作業(yè)模式,控制好影響混凝土回彈檢測精確度的各個(gè)相關(guān)因素,提高回彈法檢測的精確度,保證工程建設(shè)的質(zhì)量。