水工建筑物混凝土强度检测中常见问题的探讨

'水工建筑物混凝土强度检测中常见问题的探讨安徽省泵站检测所安徽合肥230022摘要：混凝土强度实体检测是施工质量控制的重要环节，木文根据实际检测工作中常用的回弹法检测、超声回弹综合法、钻芯法进行总结，对混凝土实体强度检测的常见技术问题进行探讨关键词：混凝土强度回弹法检测超声回弹综合法钻芯法1前言在混凝土实体强度检测（评价）中，正常情况下，混凝土强度的验收和评定应按现行有关国家标准执行，不允许采用回弹法及超声回弹综合法来取代国家标准的要求（《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50204、《混凝土强度检验评定标准》GBJ107）；当对结构中的混凝土有强度检测要求时，可按相关方法的技术规程进行检测，并推定结构混凝土的强度，作为混凝土结构处理的一个依据。而无损检测方法推定的混凝土抗压强度不等于施工现场成型并标准养护28d所得的试件抗压强度。根据实际检测工作的总结，下面对混凝土实体强度检测的常见技术问题进行介绍。2回弹法检测2.1注意回弹法检测的适用条件当对结构或构件的混凝土强度有检测要求时，可按《回弹法检测混凝土抗压强度技术规程》jG」/T23-2011进行检测，检测结果可作为处理混凝土质量问题的一个依据。适用于齊通混凝土抗压强度检测，不适用于表层与内部质量有明显差异或内部存在缺陷的混凝土强度检测。如遭受化学腐蚀、火灾、冻伤，或内部存在缺陷时，不能直接釆用回弹法检测混凝土强度。2.2回弹仪的操作、保养及校验在实际检测中，检测人员应严格按照标准规定的技术要求进行检测操作，提高回弹法的检测精度。仪器使用完毕后，要及时对回弹仪进行必要和细心的保 养。B前国内外生产的中型回弹仪，不能保证出厂吋为标准状态，因此即使是新的有出厂合格证的仪器，也需送法定计量检定机构检定或校准。2.3测试前必须进行冋弹仪的率定试验冋弹仪的质量及测试性能直接影响混凝土强度推定的准确性，而冋弹仪的标准状态应是在洛氏硬度HRC为60±2的标准钢砧上，垂直向下弹击三次，其平均率定值应在80±2范围内，如率定试验率定值不在80±2内，成对仪器进行保养后再率定，如仍不合格应送检定单位检定或校准。钢砧率定值不在80士2范围内的仪器，不得用于测试。在单个构件检测中，一般只需在测试前进行率定即可。在人批量检测吋，应随身携带标准钢砧,以便随吋进行率定检测，适吋更换仪器，从而保证检测结果的精确性。2.4测区选择要正确检测构件布置测区吋，应考虑相邻两测区的间距、测区离构件端部或施工缝边缘的距离；测区宜选在使冋弹仪处于水平方向检测混凝上浇筑面，并选在对称的两个可测面上；在构件的重要部位及薄弱部位必须布置测区，并应避开预埋件。当遇到薄壁小构件吋，必须进行固定。否则会造成冋弹能量的损失，使检测结果偏低（测区的正确选择见规程规定及要求）。2.5消除测试面因素的影响除《冋弹法检测混凝土抗压强度技术规程》JGJ/T23-2011（以下简称《规程》）相关规定外，测试面在达到清洁、平整的前提下，还需注意混凝土表层是否干燥，因混凝上的含水率会影响其表面的硬度，混凝土在水泡之后会导致苏表面硬度降低。因此，混凝土表面的湿度对冋弹法检测影响较人，对于潮湿或浸水的混凝土，须待艽表面干燥后再进行测试。建议采用自然干燥的方式，禁止采用热火、电源强制干燥，以防混凝土面层被灼伤，影响检测精度。2.6注意碳化深度的测试取值碳化深度值的测量准确与否与冋弹值一样，直接影响推定混凝土强度的精度。在碳化深度的测试中，要注意的是其深度值位为垂直距离，而非孔洞中呈现的非垂直距离。测量碳化深度值吋应用专用测量仪器，不能采用0测方法。在 检测己用粉刷砂浆覆盖的构件碳化深度吋，应认真观察测试孔，可发现外表层颜色较深，而孔内混凝上所变的颜色较浅，这颜色较浅部分的厚度即为混凝土实际的碳化深度。这一点细微的差别，检测人员一定要注意区分。2.7注意钢筋对冋弹值的影响钢筋对冋弹值的影响视混凝土保护层的厚度、钢筋的直径及其密集程度而定，研究资料表明，当保护层厚度大于20mm吋可以认为没冇影响，当钢筋直径为O4〜6mm吋，可以不考虑它的影响。在0前尚无确切的影响系数情况下，可以根据图纸或采用钢筋保护层测定仪确定保护层内直径较大的钢筋的位置，以便测试时避开。2.8注意混凝上冋弹值的修正在运用冋弹法检测混凝土强度吋，必须要事先了解到施工单位浇筑混凝土的方式（是否泵送），并注意修正。另外，混凝土分层泌水现象，使一般构件底部石子较多，冋弹值读数偏高。表层因泌水，水灰比略大，面层疏松冋弹值偏低。当检测吋，测试面为非水平方向且为非浇筑侧面吋，一定要先按非水平状态进行修正，然后再按角度修正后的冋弹值对不同浇筑面的冋弹值进行修正，这种修正的先后顺序不能颠倒，更不能用分别修正后的值直接与原始值相加或相减，否则将造成计算错误，影响对混凝土强度的推定。2.9测试异常时，应与钻芯法配合使用现行的工程施工中，普遍采用胶合板面的大模板，此种模板的密闭性能极好，但不透气，在振捣过程中产生的气泡聚集在混凝土表面和大模板之间，不易排出致使拆模后在混凝土表面存在大量的微小气孔，使混凝土表面不是很密实,如果混凝土养护跟不上，混凝上表面将不能奋效地进行水化反应，不仅奋碳化现象，而且混凝土碳化深度较大，造成混凝土表面强度低。这吋可采用冋条件立方体试块或钻取混凝土芯样进行修正，试件或钻取芯样数量不应少于6个；钻取芯样吋，每个部位应在相应测区内，计算吋测区混凝土强度换算值砬加上修正量。2.10建立本地区的专用测强曲线 地区测强曲线是充分考虑本地区的混凝土原材料、气候条件和成型养护工艺，通过试验、校核、修正所建立的曲线，与通用测强曲线相比较，该曲线比通用测强曲线更接近实验数据，能更好的推算本地区混凝土的实际强度。因此,建立本地区的专用测强曲线，能冇效地提高冋弹法的检测精度。3超声冋弹综合法3.1冋弹值的测试、测试面修正及碳化深度测定等注意事项的相关内容与冋弹法基本类同（在此不再重述）。值得说明的是：冋弹测试时，宜首先选择混凝土浇筑方向的侧面进行水平方向测试，因建立测强曲线吋是将冋弹仪置于水平方向测试混凝土试件的成型侧面，所以在一般情况下应按此要求进行测试。3.2混凝土抗压强度计算3.2.1当无专用和地区测强曲线吋，按《超声冋弹综合法检测混凝土强度技术规程》CECS02:2005附录D通过验证后，可按附录C规定的全国统一测区混凝土抗压强度换算表换算，也可按全国统一测区混凝土抗压强度换算公式计算，而混凝土抗压强度的推定是取修正后的强度换算值。3.2.2当结构或构件所采用的材料及Jt•龄期与制定测强曲线所采用的材料及其龄期有较大差异吋，应采用同条件立方体试件或从结构或构件测区中钻取的混凝土芯样试件的抗压强度进行修正。试件数量不应少于4个。而所采用的测区混凝土抗压强度换算值应等于修正前测区强度换算值乘以修正系数η。3.2.3测强曲线的主要影响因素①原材料水泥：无显著影响，可以不予修正。细骨料：混凝上中常用砂率的波动范围奋限，冋吋砂的粒度远小于超声波长，对超声波的传播不会造成很大影响；当砂率小于29%或大于40%,明显超出混凝土常用砂率范围，影响也不可忽视，应另外建立测强曲线。 粗骨料：石子品种对测强有十分明显的影响，试验表明，若以卵石混凝土为基础，碎石混凝土所推定的强度平均偏高约25%左右。骨料粒径大，声速增高。①外加剂：艽主要效应在早期，即混凝土塑化作用和3〜5d早期强度增高，而超声冋弹综合法测强规定14d后进行，所以外加剂的影响可以不予修正。②碳化深度：试验证明，在综合法中碳化深度每增加lmm,推算混凝土强度比实际强度高0.6%左右。碳化深度较大的混凝土，回弹值略高，声速稍有下降，可部分抵消；碳化因素可不予考虑。③混凝土含水率：试验证明，混凝土表面的湿度对冋弹值有显著影响。湿度越大，冋弹值越低，而对超声来说，声波在水中的传播要比在空气中传播速度快，可部分抵消影响，但这种影响随混凝土强度的提高而变小。由于混凝土的湿度与气候条件、龄期等均有关系，各地所测得的影响程度区别较大，因此在现场测试中尽可能采用干燥状态条件进行测试。④测试面：当测试在混凝土浇筑上表面或下底面时，由于石子离析下沉及表面水、浮浆等因素的影响，冋弹值与声速值均与浇筑侧面测量时不同。若以侧面测量为准，上表面或下底面测量吋对冋弹值与声速值均应分别乘以修正系数。⑤钢筋影响：声波在钢质材料中俾播速度：5900m/s,混凝土俾播速度：4000〜5000m/s,声波穿钢筋而过，波速会略奋提高，测试吋换能器连线与钢筋最小距离大于测距的1/6吋，可消除钢筋的影响。4钻芯法4.1钻芯取样部位的选择4.1.1在框架结构中，冋一结构层次混凝土强度等级相冋，结构或构件浇筑日期相同类型的有很多，在选取芯样部位吋，①应选择受力较小的构件；②如果是框架梁，当梁截面高度h≥500mm时，钻芯部位可选在中和轴上弯矩M=0处或者梁跨中中和轴以下部分处，梁截面高度h<500mm时，则取在中和轴上弯矩M=0处，而不能在梁跨中中和轴以下部位取。当梁截面高度较小吋，跨中混凝土受压受托区高度也较小，容易误取受压区混凝土而影响构件安全使用。理论上弯矩M=0 处的混凝土不受力，钻取后，对构件影响甚微；③对于柱构件来说，无论是轴向受力或偏心受力柱，钻芯部位宜选在柱纵横轴线交点处即柱中部，根据混凝土浇筑工艺（由下而上浇筑顺序）及偏心受力柱弯矩分布情况，此处芯样能代表该柱混凝土实际质量，又可减少柱的损伤。4.1.2在水工建筑物结构件上选择取芯部位吋，以下部位不宜抽取芯样:①底板部位；②奋抗冲磨要求的部位；③水位变化区；④穿堤建筑物，堤顶下部承受上层土压力较大的结构或构件（堤顶位置底部的涵箱、涵箱顶板等）。必要时，钻芯取样部位的选择应征求设计方的专业意见。4.2对芯样尺寸的规定通常我们所采用的芯样直径100mm或150mm,钻取的芯样直径一般不宜小于骨料最大粒径的3倍，在任何情况下不得小于骨料最大粒径的的2倍。但在实际工程检测中，还需灵活运用。一定要根据粗骨料粒径和结构配筋率选取芯样尺T，如果盲0选取大直径的芯样，即使采用钢筋定位仪，伤到主筋、钻断主筋的现象也会吋冇发生。4.3钻芯机位置的固定钻芯机位置的固定最容易被人们忽视。在实际检测过程中，我们一般采用膨胀螺丝固定法，钻简高速的运转使混凝土产生的强烈磨檫抖动，如果混凝土强度比较低的话，使得取芯机往往较难固定，所取的芯样往往容易出现芯样缩径、缺边、少角、倾斜及喇叭U变形、端面与轴线的不垂直度超过2°等缺陷，造成混凝土检测强度与实际强度偏差较人，影响对结构作出真实评价，导致出现误判。4.4不容忽视的几点问题4.4.1钻取板类的构件，钻取芯样后应切去明显的浇筑面，浇筑面强度不同于混凝土构件强度；绝对避免在混凝土施工缝处即二次混凝土浇捣结合处钻取芯样，此处混凝土不具奋代表性；钻芯吋钻筒壁离钢筋的距离应大于钢筋直径， 以免影响钢筋和混凝土的粘结力或切断钢筋；要避开主筋、预埋件和管线等位置。4.4.2芯样在试验前一定要对其几何尺寸作下列测量：平均直径、垂直度、平整度等，这点在实际试验过程中最容易被忽视。4.4.3结构或构件钻芯后所留下的孔洞要及吋修补，否则会对结构强度造成一定的削弱；而孔洞周围的钢筋保护层厚度变薄，钢筋易锈蚀；对于水工建筑物上的一些有抗滲或封闭要求的结构或构件，其影响更不应忽视。参考文献：[1】《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50204-2002[2】《混凝土强度检验评定标准》GB/T50107-2010[3】《普通混凝土力学性能试验方法标准》GB/T50081-2002；[4】《冋弹法检测混凝土抗压强度技术规程》JGJ/T23-2011[5】《超声冋弹综合法检测混凝土强度技术规程》CECS02：2005[6】《钻芯法检测混凝土强度技术规程》CECS03:2007'