对商品混凝土强度检测几种方法的分析
【摘要】本文笔者通过对几种常用商品混凝土强度检测方法进行分析比较,提出各方法的特点及适用范围,以便更好地控制建筑工程质量。 【关键词】强度检测;商品混凝土试块;商品混凝土 引言 商品混凝土的强度等级是指商品混凝土的抗压强度,商品混凝土是建筑工程的最主要材料,决定着建筑工程的质量,强度又是决定商品混凝土其它性能的基础,是商品混凝土最主要的的性能。凝土的强度等级应以商品混凝土立方体抗压强度标准值划分。采用符号与立方体抗压强度标准值表示。影响商品混凝土强度等级的因素主要有水泥等级和水灰比、 集料、龄期、养护温度和湿度等有关。 使用试验机对其立方体试块进行强度检测,并进行相关数据收集整理,交予技术人员审核。建筑工程检测主要有4种方法,回弹法,超声波法,钻芯法,超声回弹综合法,试块法。 1 回弹法 回弹法不会对结构或构件的力学性质和承载能力产生不利影响,在建筑工程上已得到广泛应用。通过回弹仪测定商品混凝土表面硬度,再结合商品混凝土的碳化深度继而推断其抗压强度。回弹仪测定的回弹值是商品混凝土表面的硬度,材料的硬度又跟材料的强度有关,从而建立回弹值跟强度的专用测强曲线来推断强度值。采用回弹法进行检时,其检测面应为原状商品混凝土面,并应平整、清洁,不应有疏松层、浮浆、麻面,必要时用砂轮清除疏松层和杂物,且不应有残留的粉末或碎屑。优点:使用简单、灵活,测试速度快和检验费用低,检测人员到现场随机;抽取检测,及时掌握商品混凝土的真实强度及浇筑的整体水平。缺点:其精度相对较差,需借助一定的测强曲线,当商品混凝土表面与内部质量有明显差异,如遭受化学腐蚀或火灾,硬化期间遭受冻伤等,则不能用此方法。 2 超声波法 超声波法检测商品混凝土常用的频率为20~250kHz,它既可用于检测商品混凝土强度,也可用于检测商品混凝土缺陷。超声检测法由于超声检测能对商品混凝土内部空洞、不密实区的位置和范围、裂缝深度、表面损伤层厚度、不同时间浇筑的商品混凝土结合的质量和商品混凝土匀质性做出比较准确的判定,而这正是其他检测方法所无法做到的,所以,该法在建筑工程检测中得到了广泛的应用。当采用超声法测强时,由于影响声速的因素很多,如水泥品种、水泥用量、含砂率等,当所用材料、含水率和龄期不同时,传播速度与商品混凝土的强度关系将有很大不同,因此用超声法很难准确地测定商品混凝土的强度,目前通常是将超声法和回弹法综合在一起来测定商品混凝土的强度。按照规定测得的商品混凝土强度比商品混凝土的实际强度小,但其规律比较明显,且离散性较小,说明这种方法还是比较可靠的,但需要根据各地区的商品混凝土所用材料及环境条件建立相应的测强曲线。 3 超声回弹综合法 回弹法只能测得商品混凝土表层的强度,内部情况却无法得知,当商品混凝土的强度较低时,其塑性变形较大,此时回弹值与商品混凝土表层强度之间的变化关系不太明显;超声波在商品混凝土中的传播速度可以反映商品混凝土内部的强度变化,但对强度较高的商品混凝土,波速随强度的变化不太明显。如将以上两种方法结合,互相取长补短,通过实验建立超声波波速一回弹值一商品混凝土强度之间的相关关系,用双参数来评定商品混凝土的强度,即为超声回弹综合法。实践表明该法是一种较为成熟、可靠的商品混凝土强度检测方法。 4 钻芯法 钻芯法是利用专用钻机和人造金刚石空心薄壁钻头,在结构商品混凝土上钻取芯样以检测商品混凝土强度和缺陷的一种检测方法。它可用于检测商品混凝土的强度,结构商品混凝土受冻、火灾损伤的深度,商品混凝土接缝及分层处的质量状况,商品混凝土裂缝的深度、离析、孔洞等缺陷。该方法直观、准确、可靠,是其他无损检测方法不可取代的一种有效方法。钻芯法检测商品混凝土费用较高,费时较长,且对商品混凝土造成局部损伤,因而大量的钻芯取样往往受到限制,可利用其他无损检测方法如超声法与钻芯法结合使用,以减少钻芯数量,另一方面钻芯法的检测结果又可验证其他无损检测方法如超声法的检测结果,以提高其检测的可靠性。钻芯法检测技术的优点在于可直接检测商品混凝土内部的质量,比预留的商品混凝土试样更接近实际,大量实验表明直径、高度均为100mm的商品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:抽取的商品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,以芯样试件商品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商品混凝土强度的代表值;要严格执行钻芯法检测商品混凝土强度技术规程。 优点:钻芯法是一种直接可靠,直接反映构件商品混凝土实际情况的局部破损检测方法,对于无损检测法很难准确测定的各种强度等级的商品混凝土强度,钻芯法可以比较准确地测定其强度。此外,从抽出的芯样部分可以直接观察到该构件内部商品混凝土实际情况,如骨料分布、蜂窝气孔、裂缝等。 缺点:劳动强度大,取样工艺要求严格,芯样加工要求高,两端面平整度及跟柱边垂直度要求很高,如果不平整会造成强度偏低,另外对结构构件会造成局部损伤,检测费用较高,构件钢筋太密也无法抽取。 5 试块法 该方法是施工时把拌制好的商品混凝土倒入规定的立方体试模内,经震动或插捣成型,按规定的温度及湿度进行养护28天后,进行试压强度试验,以150mm立方体试件为标准件,100mm和200mm立方体试件按规定的尺寸折算系数进行换算。商品混凝土试块在一定程度上反映了商品混凝土实体的强度,也是商品混凝土质量评定的主要依据,是一种最常见最基本的检测方法,也是最直观最经济的方法。 优点:通过试验可以直接了解商品混凝土本身的强度,在施工中,在见证条件下制作的同条件养护试块,等效养护试压结果,经换算可作为结构实体强度等级的复验依据,这一方法在大量的结构质量验收检验中占据了主导地位。 缺点:试块法能直接反映出商品混凝土本身的强度,但对于施工后的质量无法真实反映,有时试块是合格了,但商品混凝土实体质量跟施工单位的水平、方法及工作态度有很大关系,质量如何很难确定,导致存在一定的质量安全隐患,另一方面,如果试块制作马虎,养护不规范,容易导致试块质量不合格,而实际上商品混凝土质量强度是满足要求的,从而导致不必要的麻烦。所以工地上商品混凝土的取样如果不是按规定的数量随机抽取,而是根据商品混凝土搅拌质量的好坏来取,质量好的时候才取样,所取的样品就没有代表性,不能真实反映商品混凝土的质量情况。 6 检测技术精度对比 针对以上较常用的几种检测方法进行探讨,对于商品混凝土的检测技术还有后装拔出法等等,对于这些检测方法,笔者通过多个建筑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商品混凝土强度检测,可采用回弹法和超声一回弹综合法;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;对给超声一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。