混凝土材料強(qiáng)度檢測(cè)法的技術(shù)應(yīng)用

劉 濤 姜新星 楊振威

(臨海市建設(shè)工程檢測(cè)中心檢測(cè)服務(wù)部)

混凝土材料強(qiáng)度檢測(cè)法的技術(shù)應(yīng)用

劉 濤1姜新星2楊振威3

(臨海市建設(shè)工程檢測(cè)中心檢測(cè)服務(wù)部)

隨著城市進(jìn)程的不斷加快，混凝土建筑數(shù)量和質(zhì)量也不斷提高，在建筑物質(zhì)量監(jiān)測(cè)中，混凝土強(qiáng)度是一項(xiàng)重要指標(biāo)，決定混凝土建筑的強(qiáng)度和抗壓能力等。本文主要論述了混凝土材料強(qiáng)度的檢測(cè)方法，以及檢測(cè)過(guò)程中涉及到的技術(shù)問(wèn)題，從影響混凝土強(qiáng)度的因素出發(fā)進(jìn)行分析，并結(jié)合實(shí)際工程，對(duì)現(xiàn)有檢測(cè)方法進(jìn)行實(shí)際應(yīng)用。

混凝土強(qiáng)度；檢測(cè)方法；技術(shù)應(yīng)用

混凝土材料強(qiáng)度由混凝土配合比例、輔助劑用量等決定，混凝土強(qiáng)度評(píng)價(jià)低于實(shí)際，會(huì)增長(zhǎng)混凝土造價(jià)，提高工程造價(jià)，加固和處理費(fèi)用，浪費(fèi)資源和資金；而混凝土強(qiáng)度評(píng)價(jià)高于實(shí)際，可能對(duì)建筑物安全性造成影響，危害人民生命和財(cái)產(chǎn)安全。因此，如何正確判斷混凝土強(qiáng)度是建筑工程順利實(shí)施的關(guān)鍵?，F(xiàn)階段，我國(guó)混凝土強(qiáng)度監(jiān)測(cè)方法主要包括：回彈法、超聲波法、回彈綜合法，鉆芯法，試塊法等方法。

一、回彈法

回彈法是以在混凝土結(jié)構(gòu)或構(gòu)件上測(cè)得的回彈值和碳化深度值來(lái)評(píng)定混凝土結(jié)構(gòu)或構(gòu)件強(qiáng)度的一種方法，它不會(huì)對(duì)結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的力學(xué)性質(zhì)和承載能力產(chǎn)生不利影響，在工程上已得到廣泛應(yīng)用。通過(guò)回彈儀測(cè)定混凝土表面硬度，再結(jié)合混凝土的碳化深度繼而推斷其抗壓強(qiáng)度?；貜梼x測(cè)定的回彈值是混凝土表面的硬度，材料的硬度又跟材料的強(qiáng)度有關(guān)，從而建立回彈值跟強(qiáng)度的專用測(cè)強(qiáng)曲線來(lái)推斷強(qiáng)度值。采用回彈法進(jìn)行檢時(shí)，其檢測(cè)面應(yīng)為原狀混凝土面，并應(yīng)平整、清潔，不應(yīng)有疏松層、浮漿、麻面，必要時(shí)用砂輪清除疏松層和雜物，且不應(yīng)有殘留的粉末或碎屑。優(yōu)點(diǎn)：使用簡(jiǎn)單、靈活，測(cè)試速度快和檢驗(yàn)費(fèi)用低，檢測(cè)人員到現(xiàn)場(chǎng)隨機(jī)；抽取檢測(cè)，及時(shí)掌握混凝土的真實(shí)強(qiáng)度及澆筑的整體水平。缺點(diǎn)：其精度相對(duì)較差，需借助一定的測(cè)強(qiáng)曲線，當(dāng)混凝土表面與內(nèi)部質(zhì)量有明顯差異，如遭受化學(xué)腐蝕或火災(zāi)，硬化期間遭受凍傷等，則不能用此方法。

二、超聲波法

超聲波法檢測(cè)混凝土常用的頻率為20 kHz～200kHz，它既可用于檢測(cè)混凝土強(qiáng)度，也可用于檢測(cè)混凝土缺陷。超聲檢測(cè)法由于超聲檢測(cè)能對(duì)混凝土內(nèi)部空洞、不密實(shí)區(qū)的位置和范圍、裂縫深度、表面損傷層厚度、不同時(shí)間澆筑的混凝土結(jié)合的質(zhì)量和混凝土勻質(zhì)性做出比較準(zhǔn)確的判定，而這正是其他檢測(cè)方法所無(wú)法做到的，所以，該法在工程檢測(cè)中得到了廣泛的應(yīng)用。當(dāng)采用超聲法測(cè)強(qiáng)時(shí)，由于影響聲速的因素很多，如水泥品種、水泥用量、含砂率，粗骨料品種和最大粒徑、含水率、齡期等，當(dāng)所用材料、含水率和齡期不同時(shí)，傳播速度與混凝土的強(qiáng)度關(guān)系將有很大不同，因此用超聲法很難準(zhǔn)確地測(cè)定混凝土的強(qiáng)度，目前通常是將超聲法和回彈法綜合在一起來(lái)測(cè)定混凝土的強(qiáng)度，即所謂超聲回彈綜合法（單一的超聲法主要還是檢測(cè)混凝土的勻質(zhì)性）。按照規(guī)定測(cè)得的混凝土強(qiáng)度比混凝土的實(shí)際強(qiáng)度小，但其規(guī)律比較明顯，且離散性較小，說(shuō)明這種方法還是比較可靠的，但需要根據(jù)各地區(qū)的混凝土所用材料及環(huán)境條件建立相應(yīng)的測(cè)強(qiáng)曲線。

三、 回彈綜合法

回彈法只能測(cè)得混凝土表層的強(qiáng)度，內(nèi)部情況卻無(wú)法得知，當(dāng)混凝土的強(qiáng)度較低時(shí)，其塑性變形較大，此時(shí)回彈值與混凝土表層強(qiáng)度之間的變化關(guān)系不太明顯；超聲波在混凝土中的傳播速度可以反映混凝土內(nèi)部的強(qiáng)度變化，但對(duì)強(qiáng)度較高的混凝土，波速隨強(qiáng)度的變化不太明顯。如將以上兩種方法結(jié)合，互相取長(zhǎng)補(bǔ)短，通過(guò)實(shí)驗(yàn)建立超聲波波速—回彈值—混凝土強(qiáng)度之間的相關(guān)關(guān)系，用雙參數(shù)來(lái)評(píng)定混凝土的強(qiáng)度，即為超聲回彈綜合法。 實(shí)踐表明該法是一種較為成熟、可靠的混凝土強(qiáng)度檢測(cè)方法。

四、鉆芯法

鉆芯法是利用專用鉆機(jī)和人造金剛石空心薄壁鉆頭，在結(jié)構(gòu)混凝土上鉆取芯樣以檢測(cè)混凝土強(qiáng)度和缺陷的一種檢測(cè)方法。它可用于檢測(cè)混凝土的強(qiáng)度，結(jié)構(gòu)混凝土受凍、火災(zāi)損傷的深度，混凝土接縫及分層處的質(zhì)量狀況，混凝土裂縫的深度、離析、孔洞等缺陷。 該方法直觀、準(zhǔn)確、可靠，是其他無(wú)損檢測(cè)方法不可取代的一種有效方法。鉆芯法檢測(cè)混凝土費(fèi)用較高，費(fèi)時(shí)較長(zhǎng)，且對(duì)混凝土造成局部損傷，因而大量的鉆芯取樣往往受到限制，可利用其他無(wú)損檢測(cè)方法如超聲法與鉆芯法結(jié)合使用，以減少鉆芯數(shù)量，另一方面鉆芯法的檢測(cè)結(jié)果又可驗(yàn)證其他無(wú)損檢測(cè)方法如超聲法的檢測(cè)結(jié)果，以提高其檢測(cè)的可靠性。鉆芯法檢測(cè)技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)在于可直接檢測(cè)混凝土內(nèi)部的質(zhì)量，比預(yù)留的混凝土試樣更接近實(shí)際，大量實(shí)驗(yàn)表明直徑、高度均為100mm的混凝土芯樣的抗壓強(qiáng)度與標(biāo)準(zhǔn)試塊的抗壓強(qiáng)度基本一致。但這種檢測(cè)技術(shù)有不足地方就是試驗(yàn)周期長(zhǎng)，從抽取芯樣到得出抗壓強(qiáng)度一般要 7天。根據(jù)筆者的工程經(jīng)驗(yàn)，鉆芯法檢測(cè)時(shí)要注意以下這點(diǎn)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(wú)鋼筋或預(yù)埋鐵件的部位；抽取的芯樣一般都長(zhǎng)短不齊，因此，對(duì)抽取后的芯樣進(jìn)行補(bǔ)平措施；評(píng)定芯樣抗壓強(qiáng)度時(shí)，以芯樣試件混凝土強(qiáng)度換算值中的最小值作為單個(gè)構(gòu)件或單個(gè)構(gòu)件的局部區(qū)域混凝土強(qiáng)度的代表值；要嚴(yán)格執(zhí)行 CECS03∶88鉆芯法檢測(cè)混凝土強(qiáng)度技術(shù)規(guī)程。

五、試塊法

該方法是施工時(shí)把拌制好的混凝土倒入規(guī)定的立方體試模內(nèi)，經(jīng)震動(dòng)或插搗成型，按規(guī)定的溫度及濕度進(jìn)行養(yǎng)護(hù)28天后，進(jìn)行試壓強(qiáng)度試驗(yàn)，以150mm立方體試件為標(biāo)準(zhǔn)件，100mm和200mm立方體試件按規(guī)定的尺寸折算系數(shù)進(jìn)行換算?；炷猎噳K在一定程度上反映了混凝土實(shí)體的強(qiáng)度，也是混凝土質(zhì)量評(píng)定的主要依據(jù)，是一種最常見最基本的檢測(cè)方法，也是最直觀最經(jīng)濟(jì)的方法。

六、實(shí)例分析

本文結(jié)合實(shí)際工程案例，對(duì)上述幾種檢測(cè)混凝土強(qiáng)度的方法進(jìn)行研究，應(yīng)用不同方法估算強(qiáng)度值，并進(jìn)行修正比較。

（1）工程概況：某工程需建設(shè)強(qiáng)度為C40的鋼筋混凝土墻，在澆筑墻壁時(shí)選用泵送混凝土方式。施工過(guò)程中，混凝土凝結(jié)出現(xiàn)異常情況，經(jīng)檢測(cè)實(shí)際工作中所用混凝土，28d試塊強(qiáng)度僅為C20。因此，90d重新檢測(cè)。

（2）檢測(cè)與估算：重新檢測(cè)過(guò)程中選用目前應(yīng)用最廣泛的回彈法進(jìn)行混凝土強(qiáng)度檢測(cè)，回彈區(qū)內(nèi)取50個(gè)芯樣進(jìn)行估算數(shù)值修正，以確保數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性。回彈法檢測(cè)后，再利用鉆芯法和鉆芯—回彈法對(duì)檢測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行修正，計(jì)算對(duì)應(yīng)的修正系數(shù)。

混凝土強(qiáng)度估算具體結(jié)果詳見表1。

表1 混凝土強(qiáng)度推定結(jié)果

采用不同數(shù)量芯樣得到的芯樣修正系數(shù)下圖。

從該工程混凝土強(qiáng)度的檢測(cè)、推定結(jié)果得出如下結(jié)論∶

（1）上述三種方法中，鉆芯法估算的結(jié)果最低，回彈法估算的結(jié)果最高，另外3中推算方法所計(jì)算的結(jié)果較為接近，誤差不超過(guò)5%。

分析原因：鉆芯法估算結(jié)果最低，可能是由于混凝土樣本標(biāo)準(zhǔn)差較大，在鉆取芯樣環(huán)節(jié)對(duì)混凝土樣本造成的影響較大，影響了估算結(jié)果；回彈法估算結(jié)果最高，可能由于回彈法只考慮了材料表面保溫和養(yǎng)護(hù)等因素，因素不全面，不能真實(shí)反映混凝土強(qiáng)度。

(2)利用鉆芯—回彈法估算的混凝土強(qiáng)度為C21.46MPa，其修正系數(shù)在置信度90%的區(qū)間內(nèi)，可知鉆芯—回彈法估算結(jié)果可以反映混凝土強(qiáng)度值。由此可知，該案例混凝土樣品的強(qiáng)度值為20.07～21.48MPa或20.77～21.96MPa之間。

（3）按照上述估算區(qū)間數(shù)值，該樣品滿足規(guī)定要求。

（4）按照上述估算數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，混凝土材料澆注過(guò)程中應(yīng)做好加固處理，混凝土強(qiáng)度按照C20進(jìn)行計(jì)算。

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1007-6344（2015）03-0344-01