浅谈混凝土强度检测技术
2015-08-26
混凝土是一种多相复合材料，由水泥凝胶包裹粗、细骨料形成。超声波在混凝土中传播时，必然会因材料中折射及衍射的影响造成超声声速变化，引起检测结果的不确定性。因此，不能用单一超声声速来推定混凝土的强度。
1 混凝土超声波回弹法检测技术
超声回弹综合法检测混凝土强度，是利用表面硬度、超声声速、碳化深度，来间接推定混凝土强度的一种方法。由于混凝土强度受许多因素的影响，要想建立强度和超声传播特性之间的简单关系非常困难，因此，超声测强至今还只能建立在试验归纳的基础上。数字式智能型非金属超声波检测分析仪研制成功并批量生产，促进了超声波检测混凝土质量技术的发展，且因其抗干扰性好，使角测和平测成为可能。
回弹检测法由于操作简单、且可靠性高误差相对较小,而被广泛的应用于混凝土强度无损检测中。其工作原理就是利用现场测出的碳化深度、回弹值以及它们和抗压强度之间的关系公式来推定混凝土的抗压强度。这种检测技术所用的仪器简单,所耗费的费用较低,而且操作方便从而有较快的检测效率,在检测过程中只要满足规定的混凝土强度检测要求,所得的检测结果误差都可有效控制在15%氛围内。
某工程项目是某个学校的检测鉴定项目,目的就是检测结构的试块强度是否已达到设计规定强度,因此,在现场以抽样方式选取所检测的柱,利用回弹仪对测区内的要检测柱进行混凝土强度非破损检测,并使用浓度为1%的酚酞酒精溶液对构件混凝土的碳化深度进行测定。本检测项目共分100个检测区,每个检测区分别取16个回弹值。剔除三个最大值和三个最小值然后算出平均回弹值,然后根据强度与碳化深度的关系曲线,从而得到测出检测柱的换算强度;最后计算出100个检测区的平均换算强度,根据公式从而推定出混凝土强度。本工程中推定出该学校所抽检柱的推定强度值为25.3MPa,大于设计图纸上的混凝土抗压强度25MPa。
使用回弹检测法过程中,根本不需要使用构件的混凝土实际抗压强度以及混凝土标准试件的抗压强度,这就有效地避免了这两者差异现象的出现,使推定出来的混凝土强度更加的可靠准确。因为这种检测技术效率高,因此它尤其适用于工程量多的检测项目。只要在满足检测要求条件下就可使检测结果有较高的准确性,但往往检测时可能由于某些工艺没到位而使检测技术精度降低；从另外角度说,更高的检测技术精度才是工程所急需要的,尤其是检测混凝土强度这重要的数据。显然通过一些技术措施来提高回弹法的检测技术精度是尤其必要性。笔者根据多年的工程检测经验以及实验数据,系统总结了一些关键技术措施来提高回弹检测技术的精度。
回弹仪的检定。回弹仪作为回弹检测法的主要仪器,其仪器精度将决定检测结果的精度。因此为了确保仪器精度,回弹仪必须经检定单位检定合格才能使用,每次检测使用后必须将其在洛氏硬度的标准钢钻上率定。操作过程中必须缓慢且均匀施压,弹击杆反弹后才读取数据。测区的选取。所选取的检测区必须是有代表性的测区,必须避免测区中出现麻面或着蜂窝现象,每个测区面积适宜控制在400mm2,至于测区数量就根据测试目的而定取。
混凝土检测前处理。因为工程中所使用的模板不尽相同,导致混凝土表面状况也大相径庭。实验结果表明,模板的材质以及新旧程度都会直接影响检测结果精度,因此,在检测前应先用砂轮将混凝土表面打磨成整光洁,以此消除模板对检测结果精度的影响。对处于冻结或湿润状态的混凝土构件,应在测试前将其先解冻或风干。
2 超声回弹综合法检测
超声回弹综合法是通过分别测量声速和回弹值来综合推算检测区的混凝土强度,它互补了回弹法无法检测内部缺陷的问题,同时又互补了超声法容易受水泥品种等因素影响的问题,其相对单一的方法来说,检测精度得到大大提高。这种检测方法最大优点就是考虑了混凝土强度的各种影响因素,并抵消部分因素的影响,如部分减少混凝土龄期和含水量的影响。可以预测超声回弹综合法将成为代表混凝土强度非破损检测技术的方向。
虽然超声回弹综合法精度高,但这精度是建立在适合条件和正当操作下,根据这种检测法在建筑工程中的应用体会,主要归结为:实际现场操作中,特别是已建结构的检测中使用该检测技术测强,对检测人员要求较高,操作稍有偏差就会给检测结果造成较大影响；这种检测技术不适宜在环境温度低于－4℃或高于60℃的情况下使用,对遭受冻伤、化学腐蚀等损伤的混凝土不宜使用。只要回弹法或超声法不宜检测的工程,综合法也不宜使用；现场操作时,超声的测试点应布置在同一个测区的回弹值测试面上,但探头安放位置不宜与弹击点重叠。测区相对面上的收、发探头应在同一轴线上。只有在同一个测区内所测得的回弹值和声速值才能作为推算强度的综合参数,不同测区的测值不可混淆。
3 钻芯法检测
钻芯法检测技术是利用钻芯机钻取芯样,然后芯样进行锯切、磨平、晾干处理,再进行抗压试验从而测出混凝土的抗压强度。钻芯法检测技术的优点在于可直接检测混凝土内部的质量,比预留的混凝土试样更接近实际,大量实验表明直径、高度均为100mm的混凝土芯样的抗压强度与标准试块的抗压强度基本一致。但这种检测技术有不足地方就是试验周期长,从抽取芯样到得出抗压强度一般要7天。根据笔者的工程经验,钻芯法检测时要注意以下这点才能使精度达到预期效果:抽取的混凝土芯样要有代表性,而且应选在结构受力较小,无钢筋或预埋铁件的部位；抽取的芯样一般都长短不齐,因此,对抽取后的芯样进行补平措施；评定芯样抗压强度时,以芯样试件混凝土强度换算值中的最小值作为单个构件或单个构件的局部区域混凝土强度的代表值；要严格执行CECS03:88钻芯法检测混凝土强度技术规程。
4 检测技术精度对比
以上只是针对较常用的几种混凝土检测技术进行探讨,对于混凝土的检测技术还有后装拔出法等等,对于这些检测技术,笔者通过多个工程的数据统计分析对比,推定出钻芯法检测的精度最高,而回弹法的检测精度较低;从现场操作难度来说,回弹法的检测效率最高,而钻芯法的检测效率较低。通过对这几种检测技术的对比分析,笔者认为对于整体结构或构筑物进行大面积混凝土强度检测,可采用回弹法和超声－回弹综合法；对于较长龄期,较大碳化的构件来说,推荐采用后装拔出法,该方法推定精度较好；对给超声－回弹综合法带来显著影响的钢筋密集处或无法进行钻芯试验的构件来说,可以进行后装拔出试验。
5结束语
综上所述，回弹法是目前建筑工程中对混凝土强度进行检测的最简单、最实用的检测方法，但在实际应用中应注意消除影响其准确度的各种因素，以确保其能较真实反映被测结构混凝土的实际强度。
