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【摘要】建筑结构混凝土强度现场检测是建筑工程中非常重要的一部分,以保证建筑结构混凝土强度现场检测工作的公正性和准确性,对提高检测精度、更好地控制工程质量具有实际意义。
【关键词】建筑结构;混凝土强度;现场检测
中图分类号: TU2 文献标识码: A 文章编号:
一、前言
文章对建筑结构混凝土强度现场检测的必要性进行了介绍,并对建筑结构混凝土强度现场检测的方法进行了阐述,并对建筑结构混凝土强度现场检测要点进行了强调。
二、混凝土强度检测技术概述
混凝土的强度是决定混凝土结构和构件受力性能的关键因素,也是评定混凝土结构和构件性能的主要参数,正确确定结构构件混凝土的强度一直是国内外学者关心和研究的课题。对于混凝土的立方体抗压强度是其各种物理力学性能指标的综合反映,它与混凝土轴心抗拉强度、轴心抗压强度、弯曲抗压强度、疲劳强度等有良好的相关性,且其测试方便可靠,因此混凝土的立方体抗压强度是混凝土强度最基本的指标。对已有建筑物混凝土抗压强度的测试方法很多,大致可以分为局部破损法和非破损法两类。局部破损法主要包括取芯法、小圆柱劈裂法、压入法和拔出法等。目前以局部破损法测试结果为依据,对非破损测试数据进行校正的综合评定方法已经占据了主导地位。
三、建筑结构混凝土强度现场检测方法分析
1.钻芯法
先使用钻芯机取得部分芯样,然后将芯样磨平、锯切和晾干之后,然后对芯样进行混凝土的抗压强度检测,这种方法被称为钻芯法检测技术。钻芯法检测技术的有限很明确,抗压直接地检测芯样的质量进而对算出混凝土内部的抗压质量。大量的实验数据表明,高度和直径都为100mm时,混凝土芯样检测到的抗压强度同标准试块所得结果几乎完成一样。当然这种检测技术所需的检测时间比较长,也就是试验的周期比较久,从钻取芯样,然后切割、填补磨平和晾干到最后得到进行试压一般需要5-7天时间。根据笔者多年的工程实践经验,认为只要做好以下几点,就能使的钻芯法检测得到预期的检测结果。
(1)芯样的钻取的位置:一定要具有代表性。不选取有预埋铁件、受力较大、安全度不足部位和构件接头部位;最好选择受压区钢筋较少部位。
(2)芯样的加工:芯样端面要整齐。在抽取过程中,很难保证芯样是相同长短的,因此在抽取完芯样之后,一般都要进行补平操作。
(3)以最小值作为混凝土强度的代表值。在评定芯样的抗压强度时,适宜采用芯样试件中最小的单个构建或者其局部区域的强度作为整个芯样的代表值。
2.回弹法
(一)回弹法对混凝土有一定的要求:
①所用材料、拌合物用水应符合有关标准;
②不掺外加剂或仅掺非引气型外加剂;
③采用相关标准规定的模板;
④采用普通成型工艺;
⑤自然养护或蒸气养护出池后经自然养护7d以上,且混凝土表层为干燥状态;
⑥抗压强度为10~60MPa;⑦龄期为14~1000d。
回弹法要求被检测混凝土的表面应具有代表性,且混凝土的抗压强度和龄期不应超过相应技术规程限定的范围,回弹法是利用回弹仪检测混凝土表面硬度与强度之间的相对关系来推定混凝土抗压强度的一种方法。
(二)超声回弹综合法
超声回弹综合法是采用超声仪和回弹仪,在结构混凝土同一测区分别测量声时值及回弹值,然后利用已建立起来的测强度公式推算该测区混凝土强度。
超声回弹综合法的最大优点是能较全面地反映构成混凝土强度的各种因素,并且还能抵消部分影响强度与物理量相关关系的因素,提高了混凝土强度检测的精度和可靠性。但超声回弹综合法不适用下列情况的结构混凝土:①遭受冻害、化学侵蚀、火灾、高温损伤;②被测构件厚度小于100mm ;③结构表面温度低于一4℃或高于60℃。
(三)回弹法检测
我们在采用回弹法检测混凝土强度时,一般都使用现行有关规范提供的测强曲线,近年在惠州大亚湾地区的大量工程实践也证明该曲线是适用的,只要按规范要求进行检测,其精度应是有保证的。但我们遇到极少数这样的工程,即无法单凭回弹法检测结果确定混凝土的强度,而必须采用钻芯法加以修正。其原因是大亚湾区属亚热带气候,夏天炎热且日照时间长,混凝土构件特别是低强度构件(如出现上述情况的混凝土其设计强度均在30℃以下)若养护不好,则碳化深度会迅速增长,而对于这种短期大碳化的混凝土构件,仅用回弹法评定其强度,检测结果将出现较大偏差,无法反映混凝土的实际强度,需要用钻芯法修正。2002年4月我们在检测惠州某山庄11栋楼时就遇到这种情况,检测时9层的柱和梁混凝土龄期为164d,碳化深度却达6.0mm 以上,使用钻芯法修正后得到的修正系数分别为1.33和1.26,也即回弹法检测的误差达33%和26%。 3.超声法
超声法测强的原理是利用超声波在混凝土中的传播速度频率及波幅与混凝土密实性和匀质性的关系.进而找出对应曲线.以推定混凝土强度的方法。超声法也是一种非破损检测.不对结构造成任何伤害且其探测反映了混凝土内部的状态.特别适用于如灌注桩之类深基础的检测。由于超声测量参数与混凝土本身组成材料的品种、粒径,配比温度等条件有关很难找到普遍适用的关系曲线。通常应以同条件制作的芯样或试件率定其关系后方可应用。超声法所用仪器价格较高:测量判断难度较大:推定强度与声速大体成指数函数关系.计算也比较复杂。并且直观性不强.推定强度的准确性也受这一事实上限制。因此.一般不单独用这种手段测强.而多与其它方法一起使用而加以综合判断。当然.对于深基灌注桩之类的构件.使用这种方法几乎成了惟一的选择。
4.拔出法
拔出法的原理是利用埋入混凝土中的锚头在拉拔力作用下,极限拔出力与混凝土抗压强度之间有着确定对应的相关性.由于其试验的可靠性比较好,测强曲线的相关系数比较高.因此这种方法比大多数非破损检测方法直观可靠。拔出法有预埋拔出法和后装拔出法两种。前者须在浇注混凝土时埋入锚头,多用于确定拆模、起吊、加载,放张预应力或确定秋季施工养护时间作为现场控制混凝土质量的检测手段,用以作施工工序控制。后装拔出法常用于现场混凝土强度检测,其操作步骤是:首先在被测混凝土表面垂直钻孔,孔径18mm孔深55—65mm.接着用专用的磨槽机在距孔口25mm处磨一圆环槽,槽宽10mm,扩孔后直径25mm的圆环.然后安装锚固件,有胀圈式和胀簧式两种,使胀开的胀圈或胀簧能开成直径25mm的圆环从而卡住磨出的槽口.进行拔出试验时,须套进中圆盘和支承环.拧上拉捍和连接盘,即可与拔出仪连接进行拔出试验。由试验测得的拔出力,可以推算混凝土的强度。拔出法属于半破损检测方法。但对结构造成的影响小于钻芯法.其直观性也比较强,测量准确性也可以,因此也可以作为有价值的检测方法之一。同样.其还有测区选择,数据处理.测强曲线,强度推定等问题。
四、建筑结构混凝土强度现场检测要点
建筑结构混凝土强度检测中的检测人员和使用的仪器设备,为判定工程质量提供科学依据,对保证工程质量起着重要作用。
1.检测人员要求。
①承担建筑结构混凝土强度现场检测任务的单位应该是具有独立检测资质,具备独立法人资格的机构,检测人员应该具备检测上岗证,并在检测机构备案的工作人员。
②检测人员应该具备良好的职业道德和工作能力,对于不符合检测标准的结构混凝土,应该予以上报,而不能处于相关原因:如收受红包回扣、碍于组织关系等而采取睁一只眼闭一只眼闭一只眼的态度,不然建筑结构混凝土强度检测就没有的任何意义,同时也为今后的建筑施工和建筑使用埋下了重大安全隐患,后果极其严重。因此,对于检测人员职业道德有很高的要求。
③在检测工作的具体实施过程中应本着对社会负责的态度去开展工作。
④建筑结构混凝土强度檢测设备在日益发展和开发应用,检测人员必须及时掌握新的建筑结构混凝土强度检测技术应用。
2.建筑结构混凝土强度现场检测设备。
仪器是建筑工程结构检测的工具,其质量的好坏、操作的便捷程度、寿命的长短等等,对检测结果和实际项目的运行都有着直接的影响:①正确使用、精心维护和保养仪器设备;②做好仪器设备的周期检定工作;③认真填写仪器设备使用和维护记录。
五、结束语
建筑结构混凝土强度现场检测是一项复杂的工作,对于检测人员而言,不仅要有过硬的技术,能灵活运用不同的方法对结构进行检测,同时对检测人员自身的职业道德要求很高,这是混凝土强度现场检测中最重要的一点。
参考文献:
[1]杨迎春. 结构实体混凝土强度检测技术的现状与趋势[J].科学之友,2010.
[2]刘庄燕.钻芯法检测混凝土强度技术[J].2011(12).
[3]蔡雅静.浅析回弹法检测混凝土强度技术[J].2011(05).
[4]宋双阳. 混凝土强度非破损检测技术研究[D].天津:天津大学建筑工程学院,2011.
【关键词】建筑结构;混凝土强度;现场检测
中图分类号: TU2 文献标识码: A 文章编号:
一、前言
文章对建筑结构混凝土强度现场检测的必要性进行了介绍,并对建筑结构混凝土强度现场检测的方法进行了阐述,并对建筑结构混凝土强度现场检测要点进行了强调。
二、混凝土强度检测技术概述
混凝土的强度是决定混凝土结构和构件受力性能的关键因素,也是评定混凝土结构和构件性能的主要参数,正确确定结构构件混凝土的强度一直是国内外学者关心和研究的课题。对于混凝土的立方体抗压强度是其各种物理力学性能指标的综合反映,它与混凝土轴心抗拉强度、轴心抗压强度、弯曲抗压强度、疲劳强度等有良好的相关性,且其测试方便可靠,因此混凝土的立方体抗压强度是混凝土强度最基本的指标。对已有建筑物混凝土抗压强度的测试方法很多,大致可以分为局部破损法和非破损法两类。局部破损法主要包括取芯法、小圆柱劈裂法、压入法和拔出法等。目前以局部破损法测试结果为依据,对非破损测试数据进行校正的综合评定方法已经占据了主导地位。
三、建筑结构混凝土强度现场检测方法分析
1.钻芯法
先使用钻芯机取得部分芯样,然后将芯样磨平、锯切和晾干之后,然后对芯样进行混凝土的抗压强度检测,这种方法被称为钻芯法检测技术。钻芯法检测技术的有限很明确,抗压直接地检测芯样的质量进而对算出混凝土内部的抗压质量。大量的实验数据表明,高度和直径都为100mm时,混凝土芯样检测到的抗压强度同标准试块所得结果几乎完成一样。当然这种检测技术所需的检测时间比较长,也就是试验的周期比较久,从钻取芯样,然后切割、填补磨平和晾干到最后得到进行试压一般需要5-7天时间。根据笔者多年的工程实践经验,认为只要做好以下几点,就能使的钻芯法检测得到预期的检测结果。
(1)芯样的钻取的位置:一定要具有代表性。不选取有预埋铁件、受力较大、安全度不足部位和构件接头部位;最好选择受压区钢筋较少部位。
(2)芯样的加工:芯样端面要整齐。在抽取过程中,很难保证芯样是相同长短的,因此在抽取完芯样之后,一般都要进行补平操作。
(3)以最小值作为混凝土强度的代表值。在评定芯样的抗压强度时,适宜采用芯样试件中最小的单个构建或者其局部区域的强度作为整个芯样的代表值。
2.回弹法
(一)回弹法对混凝土有一定的要求:
①所用材料、拌合物用水应符合有关标准;
②不掺外加剂或仅掺非引气型外加剂;
③采用相关标准规定的模板;
④采用普通成型工艺;
⑤自然养护或蒸气养护出池后经自然养护7d以上,且混凝土表层为干燥状态;
⑥抗压强度为10~60MPa;⑦龄期为14~1000d。
回弹法要求被检测混凝土的表面应具有代表性,且混凝土的抗压强度和龄期不应超过相应技术规程限定的范围,回弹法是利用回弹仪检测混凝土表面硬度与强度之间的相对关系来推定混凝土抗压强度的一种方法。
(二)超声回弹综合法
超声回弹综合法是采用超声仪和回弹仪,在结构混凝土同一测区分别测量声时值及回弹值,然后利用已建立起来的测强度公式推算该测区混凝土强度。
超声回弹综合法的最大优点是能较全面地反映构成混凝土强度的各种因素,并且还能抵消部分影响强度与物理量相关关系的因素,提高了混凝土强度检测的精度和可靠性。但超声回弹综合法不适用下列情况的结构混凝土:①遭受冻害、化学侵蚀、火灾、高温损伤;②被测构件厚度小于100mm ;③结构表面温度低于一4℃或高于60℃。
(三)回弹法检测
我们在采用回弹法检测混凝土强度时,一般都使用现行有关规范提供的测强曲线,近年在惠州大亚湾地区的大量工程实践也证明该曲线是适用的,只要按规范要求进行检测,其精度应是有保证的。但我们遇到极少数这样的工程,即无法单凭回弹法检测结果确定混凝土的强度,而必须采用钻芯法加以修正。其原因是大亚湾区属亚热带气候,夏天炎热且日照时间长,混凝土构件特别是低强度构件(如出现上述情况的混凝土其设计强度均在30℃以下)若养护不好,则碳化深度会迅速增长,而对于这种短期大碳化的混凝土构件,仅用回弹法评定其强度,检测结果将出现较大偏差,无法反映混凝土的实际强度,需要用钻芯法修正。2002年4月我们在检测惠州某山庄11栋楼时就遇到这种情况,检测时9层的柱和梁混凝土龄期为164d,碳化深度却达6.0mm 以上,使用钻芯法修正后得到的修正系数分别为1.33和1.26,也即回弹法检测的误差达33%和26%。 3.超声法
超声法测强的原理是利用超声波在混凝土中的传播速度频率及波幅与混凝土密实性和匀质性的关系.进而找出对应曲线.以推定混凝土强度的方法。超声法也是一种非破损检测.不对结构造成任何伤害且其探测反映了混凝土内部的状态.特别适用于如灌注桩之类深基础的检测。由于超声测量参数与混凝土本身组成材料的品种、粒径,配比温度等条件有关很难找到普遍适用的关系曲线。通常应以同条件制作的芯样或试件率定其关系后方可应用。超声法所用仪器价格较高:测量判断难度较大:推定强度与声速大体成指数函数关系.计算也比较复杂。并且直观性不强.推定强度的准确性也受这一事实上限制。因此.一般不单独用这种手段测强.而多与其它方法一起使用而加以综合判断。当然.对于深基灌注桩之类的构件.使用这种方法几乎成了惟一的选择。
4.拔出法
拔出法的原理是利用埋入混凝土中的锚头在拉拔力作用下,极限拔出力与混凝土抗压强度之间有着确定对应的相关性.由于其试验的可靠性比较好,测强曲线的相关系数比较高.因此这种方法比大多数非破损检测方法直观可靠。拔出法有预埋拔出法和后装拔出法两种。前者须在浇注混凝土时埋入锚头,多用于确定拆模、起吊、加载,放张预应力或确定秋季施工养护时间作为现场控制混凝土质量的检测手段,用以作施工工序控制。后装拔出法常用于现场混凝土强度检测,其操作步骤是:首先在被测混凝土表面垂直钻孔,孔径18mm孔深55—65mm.接着用专用的磨槽机在距孔口25mm处磨一圆环槽,槽宽10mm,扩孔后直径25mm的圆环.然后安装锚固件,有胀圈式和胀簧式两种,使胀开的胀圈或胀簧能开成直径25mm的圆环从而卡住磨出的槽口.进行拔出试验时,须套进中圆盘和支承环.拧上拉捍和连接盘,即可与拔出仪连接进行拔出试验。由试验测得的拔出力,可以推算混凝土的强度。拔出法属于半破损检测方法。但对结构造成的影响小于钻芯法.其直观性也比较强,测量准确性也可以,因此也可以作为有价值的检测方法之一。同样.其还有测区选择,数据处理.测强曲线,强度推定等问题。
四、建筑结构混凝土强度现场检测要点
建筑结构混凝土强度检测中的检测人员和使用的仪器设备,为判定工程质量提供科学依据,对保证工程质量起着重要作用。
1.检测人员要求。
①承担建筑结构混凝土强度现场检测任务的单位应该是具有独立检测资质,具备独立法人资格的机构,检测人员应该具备检测上岗证,并在检测机构备案的工作人员。
②检测人员应该具备良好的职业道德和工作能力,对于不符合检测标准的结构混凝土,应该予以上报,而不能处于相关原因:如收受红包回扣、碍于组织关系等而采取睁一只眼闭一只眼闭一只眼的态度,不然建筑结构混凝土强度检测就没有的任何意义,同时也为今后的建筑施工和建筑使用埋下了重大安全隐患,后果极其严重。因此,对于检测人员职业道德有很高的要求。
③在检测工作的具体实施过程中应本着对社会负责的态度去开展工作。
④建筑结构混凝土强度檢测设备在日益发展和开发应用,检测人员必须及时掌握新的建筑结构混凝土强度检测技术应用。
2.建筑结构混凝土强度现场检测设备。
仪器是建筑工程结构检测的工具,其质量的好坏、操作的便捷程度、寿命的长短等等,对检测结果和实际项目的运行都有着直接的影响:①正确使用、精心维护和保养仪器设备;②做好仪器设备的周期检定工作;③认真填写仪器设备使用和维护记录。
五、结束语
建筑结构混凝土强度现场检测是一项复杂的工作,对于检测人员而言,不仅要有过硬的技术,能灵活运用不同的方法对结构进行检测,同时对检测人员自身的职业道德要求很高,这是混凝土强度现场检测中最重要的一点。
参考文献:
[1]杨迎春. 结构实体混凝土强度检测技术的现状与趋势[J].科学之友,2010.
[2]刘庄燕.钻芯法检测混凝土强度技术[J].2011(12).
[3]蔡雅静.浅析回弹法检测混凝土强度技术[J].2011(05).
[4]宋双阳. 混凝土强度非破损检测技术研究[D].天津:天津大学建筑工程学院,2011.