混凝土強(qiáng)度檢測(cè)常用方法概述

徐勇

陜西省寧強(qiáng)縣建設(shè)工程質(zhì)量安全監(jiān)督站 陜西漢中 724400

混凝土是建筑行業(yè)常用材料，廣泛應(yīng)用于我國(guó)現(xiàn)代化建設(shè)中，其具有較高的抗壓強(qiáng)度，耐久性，強(qiáng)度等級(jí)范圍寬等特點(diǎn)，并且混凝土原料豐富，價(jià)格低廉，生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，這些特點(diǎn)使其使用范圍十分廣泛，從建筑行業(yè)逐步發(fā)展到造船業(yè)，機(jī)械工業(yè)，海洋的開發(fā)等領(lǐng)域，作為基礎(chǔ)性材料，混凝土的質(zhì)量直接關(guān)系到工程結(jié)構(gòu)的安全。因而對(duì)其強(qiáng)度的檢驗(yàn)評(píng)定將尤為重要，本文在研究現(xiàn)行國(guó)家規(guī)范的基礎(chǔ)上,對(duì)強(qiáng)度檢驗(yàn)方法這一問題進(jìn)行探討。

1 試件法

1.1 試件制作

在混凝土澆筑現(xiàn)場(chǎng)取樣，制作邊長(zhǎng)為150mm(標(biāo)準(zhǔn)試件)立方體試件，非標(biāo)準(zhǔn)試件有100mm、200mm兩種。

1.2 試件養(yǎng)護(hù)

標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)1至2天，溫度在20±5℃，拆模后養(yǎng)護(hù)相對(duì)濕度為95%以上，溫度為20±2℃。試件表面應(yīng)保持潮濕，不得沖淋，彼此間隔10到20mm。試件同條件養(yǎng)護(hù)的，拆模前后養(yǎng)護(hù)條件與實(shí)際構(gòu)件一致[1]。

1.3 強(qiáng)度檢測(cè)

檢測(cè)儀器為壓力試驗(yàn)機(jī)或萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)，檢測(cè)對(duì)應(yīng)齡期試塊時(shí)，每三個(gè)試件一組，測(cè)量值求算術(shù)平均值，作為試件的抗壓強(qiáng)度值。如果三個(gè)值中最大與最小值只有一個(gè)與中間值偏差超過15%時(shí)，則取中間值作為該組試件的最終強(qiáng)度值。如最大、最小值與中間值之差均偏差15%，則該組試件的強(qiáng)度結(jié)果無(wú)效[2]。

1.4 優(yōu)缺點(diǎn)

（1）混凝土最基礎(chǔ)的檢測(cè)方式，能直觀反映混凝土的抗壓強(qiáng)度值。（2）所用的檢測(cè)儀器體積大，試件需送至專業(yè)機(jī)構(gòu)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行檢測(cè)。（3）試件在養(yǎng)護(hù)過程中出現(xiàn)問題，出現(xiàn)試件不足情況下，或試塊在檢測(cè)完成后，對(duì)該結(jié)果持有懷疑時(shí)，將無(wú)法取得實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)；（4）試件檢測(cè)產(chǎn)生的實(shí)驗(yàn)垃圾較多，不環(huán)保。（5）檢測(cè)精度受試件尺寸、養(yǎng)護(hù)條件、齡期、加載速率和人員設(shè)備等多種因素影響。

2 回彈法

2.1 技術(shù)原理

利用回彈儀的彈擊錘打擊混凝土表面，因混凝土表面硬度與彈擊錘回彈高度成一定的比例關(guān)系，通過對(duì)回彈值、混凝土碳化深度的換算，從而檢測(cè)出普通混凝土構(gòu)件抗壓強(qiáng)度。

2.2 數(shù)據(jù)測(cè)量

批量檢測(cè)混凝土強(qiáng)度時(shí)，抽檢數(shù)量需大于等于同批構(gòu)件的30%，且需大于10件，單個(gè)構(gòu)件檢測(cè)區(qū)需大于10個(gè)，測(cè)點(diǎn)區(qū)域面積≤0.04平方米，相鄰的測(cè)試區(qū)間距需≤2米。每個(gè)測(cè)試區(qū)間應(yīng)記錄16個(gè)回彈數(shù)據(jù)，相鄰測(cè)點(diǎn)≥20毫米，測(cè)點(diǎn)距預(yù)埋件、外露鋼筋的距離≥30毫米，且不應(yīng)在外露石子或氣孔上。數(shù)據(jù)測(cè)量時(shí)，回彈儀應(yīng)與混凝土檢測(cè)面保持垂直，并應(yīng)緩慢、均勻施壓、準(zhǔn)確記錄數(shù)據(jù)后回彈儀快速?gòu)?fù)位。

2.3 優(yōu)缺點(diǎn)

（1）設(shè)備操作方便、易于攜帶、能迅速測(cè)試出數(shù)據(jù)，不需破壞混凝土正常使用，故檢測(cè)費(fèi)用低，在混凝土現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)中使用頻率較高。（2）檢測(cè)面要求較高，需是混凝土原漿面，表面平整、清潔，不應(yīng)有浮漿、疏松層、涂層、油垢、麻面及蜂窩結(jié)構(gòu)，不適用于內(nèi)部與表面質(zhì)量差異明顯、混凝土內(nèi)部存在缺陷的抗壓強(qiáng)度檢測(cè)。（3）測(cè)量強(qiáng)度范圍10-60MPa，蒸養(yǎng)出池經(jīng)自然養(yǎng)護(hù)7天且表層干燥或自然養(yǎng)護(hù)齡期14天-1000天的構(gòu)件。（4）該方法人為因素影響大，必須掌握正確的操作方法，注意回彈儀的保養(yǎng)和校正[3]。

3 超聲回彈綜合法

3.1 技術(shù)原理

建立在混凝土構(gòu)件回彈數(shù)值、超聲波在混凝土內(nèi)部傳播速度與混凝土抗壓強(qiáng)度存在一定相關(guān)聯(lián)關(guān)系的基礎(chǔ)上，采用回彈儀和超聲儀,在混凝土結(jié)構(gòu)的同一測(cè)試區(qū)域分別測(cè)量回彈值及聲時(shí)值,然后根據(jù)已有的測(cè)強(qiáng)公式來推算混凝士構(gòu)件的抗壓強(qiáng)度。

3.2 數(shù)據(jù)測(cè)量

混凝土構(gòu)件或結(jié)構(gòu)測(cè)試區(qū)域的抗壓強(qiáng)度，是由相應(yīng)測(cè)區(qū)修正后的回彈代表值和聲速代表值按測(cè)強(qiáng)曲線計(jì)算得出的。（1）回彈值測(cè)量與回彈法一致。（2）聲速值測(cè)量，對(duì)每一測(cè)區(qū)，應(yīng)當(dāng)先進(jìn)行回彈值的檢測(cè)，然后進(jìn)行超聲數(shù)據(jù)測(cè)試，非同一測(cè)試區(qū)域的回彈測(cè)值與聲速測(cè)值需分別標(biāo)注，不得混用。超聲波檢測(cè)儀應(yīng)在環(huán)境溫度0到40℃、空氣相對(duì)濕度不需≤80%、電源電壓波動(dòng)范圍在標(biāo)稱值±10%的情況下工作。測(cè)點(diǎn)布置應(yīng)在回彈同一區(qū)域，每一測(cè)試區(qū)域需測(cè)3個(gè)點(diǎn)，在測(cè)試時(shí)要保證檢測(cè)面與換能器保持耦合，即對(duì)每一個(gè)測(cè)點(diǎn)測(cè)量時(shí)，耦合層為最薄程度，達(dá)到各個(gè)測(cè)點(diǎn)耦合狀態(tài)相統(tǒng)一[4]。

3.3 優(yōu)缺點(diǎn)

（1）采用反映混凝土表面硬度回彈值與超聲波穿透試件內(nèi)部的聲速值來計(jì)算混凝土強(qiáng)度，有效減少齡期和含水率對(duì)檢測(cè)的影響，提高了混凝土強(qiáng)度檢測(cè)的可靠性、保證精度，數(shù)據(jù)基本接近混凝土的實(shí)際抗壓強(qiáng)度值。（2）測(cè)量齡期一般在7-2000天，混凝土構(gòu)件強(qiáng)度范圍在10-70MPa。（3）不適用混凝土測(cè)構(gòu)件厚度小于100mm、硬化期間受凍害、遭火災(zāi)、侵蝕等表面與內(nèi)部差異的構(gòu)件。（4）該方法人為因素影響大，必須掌握正確超聲檢測(cè)儀、回彈儀的檢驗(yàn)與操作，同時(shí)注意儀器的日常保養(yǎng)、核定和校準(zhǔn)。

4 鉆芯法

4.1 技術(shù)原理

利用鉆芯專用設(shè)備，在混凝土結(jié)構(gòu)中鉆取芯樣，可觀察混凝土的內(nèi)部質(zhì)量，通過對(duì)芯樣規(guī)范處理，采用抗壓強(qiáng)度試測(cè)儀器檢測(cè)混凝土強(qiáng)度。

4.2 數(shù)據(jù)檢測(cè)

（1）芯樣準(zhǔn)備：選取受力較小的混凝土構(gòu)件或結(jié)構(gòu)采集，需便于鉆機(jī)安放、易于操作、結(jié)構(gòu)具有代表性的部位。采樣前宜了解預(yù)埋件、鋼筋、管線分布情況，避免破壞。鉆芯機(jī)安放平穩(wěn)、固定，取樣時(shí)鉆進(jìn)勻速，避免破壞樣品實(shí)際結(jié)構(gòu)，芯樣采集后要立即記錄位置、名稱、方向等數(shù)據(jù)，避免混淆；芯樣完成采集后，需對(duì)遺留孔洞進(jìn)行及時(shí)修補(bǔ)。芯樣在運(yùn)輸和貯存過程中應(yīng)小心輕放，避免損壞。（2）芯樣檢測(cè)：芯樣應(yīng)自然干燥后進(jìn)行壓力試驗(yàn)，抗壓試件保持端面平整，高徑比宜為1，當(dāng)試件不平整度大于1‰，實(shí)際高徑比誤差大于5%時(shí)，不宜進(jìn)行抗壓試驗(yàn)；試件內(nèi)不宜含鋼筋，有鋼筋的：鋼筋數(shù)不能大于1條、直徑≤10mm、距離端面≥10mm，且芯樣試件與鋼筋需垂直狀態(tài)[5]。

4.3 優(yōu)缺點(diǎn)

（1）測(cè)定的強(qiáng)度比較真實(shí)地反映了結(jié)構(gòu)中混凝土的實(shí)際強(qiáng)度，適用于測(cè)量不同齡期混凝土結(jié)構(gòu)的抗壓強(qiáng)度，且可以觀察到混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)真實(shí)情況。（2）適用于對(duì)混凝土試塊測(cè)試結(jié)果有懷疑的大體量構(gòu)件檢測(cè)，如道路工程強(qiáng)度檢測(cè)。（3）可以檢測(cè)受凍害、火災(zāi)、侵蝕，表面與內(nèi)部差異的混凝土強(qiáng)度，可檢測(cè)使用多年的構(gòu)件強(qiáng)度。（4）屬半破損類混凝土強(qiáng)度現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)方法，對(duì)混凝土構(gòu)件造成局部損傷，檢測(cè)強(qiáng)度范圍宜小于80MPa，可能降低結(jié)構(gòu)的承載力，存在取芯位置、方向等局限性。（5）勞動(dòng)強(qiáng)度較大，費(fèi)用高、檢測(cè)設(shè)備較復(fù)雜。

5 后裝拔出法

5.1 技術(shù)原理

在混凝土結(jié)構(gòu)上采用鉆孔機(jī)鉆孔，磨槽機(jī)磨槽，嵌入錨固件后用拔出儀進(jìn)行拔出試驗(yàn)，根據(jù)測(cè)定的極限拔出力，依據(jù)混凝土強(qiáng)度與拔出力的關(guān)系，計(jì)算得出混凝土構(gòu)件的強(qiáng)度[6]。

5.2 數(shù)據(jù)檢測(cè)

構(gòu)件檢測(cè)時(shí)，3個(gè)檢測(cè)點(diǎn)應(yīng)選取均勻分布，3個(gè)拔出力中最大值和最小值與中間值之差均應(yīng)小于中間值的15%，不符合條件的，需在最小值測(cè)點(diǎn)加測(cè)2個(gè)點(diǎn)。測(cè)點(diǎn)應(yīng)避開接縫、蜂窩、麻面、鋼筋、預(yù)埋件等部位，測(cè)面應(yīng)平整、清潔、干燥，必要時(shí)需磨平處理。鉆孔時(shí)，鉆頭應(yīng)始終與混凝土表面保持垂直，偏差應(yīng)≤3°，磨槽時(shí)，磨槽機(jī)定位圓盤應(yīng)始終緊靠混凝土表面，磨出環(huán)形槽應(yīng)規(guī)整，深度為3.6-4.5mm，鉆孔深度應(yīng)比錨固深度深20-30mm，將脹簧插入成型孔，要保證錨固臺(tái)完全嵌入環(huán)形槽，保證錨固可靠，拔出時(shí)，施加力應(yīng)均勻直至混凝土開裂破損，測(cè)力讀數(shù)不增加為止。測(cè)試結(jié)束后應(yīng)對(duì)試驗(yàn)部位進(jìn)行修復(fù)。

5.3 優(yōu)缺點(diǎn)

a.是一種微破損方法，測(cè)試結(jié)果較為可靠。b.被檢測(cè)混凝土強(qiáng)度不應(yīng)低于10MPa，檢測(cè)部位表層應(yīng)與內(nèi)部一致，有差異時(shí)應(yīng)將薄弱表層清除干凈后進(jìn)行檢測(cè)。c.操作時(shí)間長(zhǎng)，工藝較復(fù)雜，設(shè)備大。d.需建立測(cè)強(qiáng)曲線。

6 結(jié)語(yǔ)

在實(shí)地檢測(cè)過程中，我們要綜合混凝土表現(xiàn)、現(xiàn)場(chǎng)條件、檢測(cè)要求條件等因素，選擇合適的檢測(cè)方案；同時(shí)，任何檢測(cè)方案都需要技術(shù)人員操作，操作人員對(duì)檢測(cè)方法的熟練掌握，對(duì)設(shè)備的核定、校準(zhǔn)及日常保養(yǎng)尤為重要，兩者結(jié)合才能獲得更加準(zhǔn)確的強(qiáng)度數(shù)據(jù)，保障工程質(zhì)量。