回弹法和钻芯法都是检测混凝土抗压强度的常用方法,各有其优缺点。回弹法操作简单灵活、无损伤,可复测且价格低廉,但这种方法易受环境因素影响,有时检测结果存在较大误差。钻芯法检测直观可靠,精确度高,但其成本较高,且会对结构本身造成一定程度的损坏,因此不能在整个结构上普遍应用。回弹-钻芯修正法有效弥补了两种方法的缺点,提高了回弹法检测精度,扩大了应用范围,不仅可用于新建工程而且可用于既有建筑的检测鉴定。
【关键词】:回弹法;钻芯法;回弹--钻芯修正
经济的发展促进了建筑事业的发展,混凝土强度是保证施工质量的重要途径之一。对于混凝土强度的测试方法也在工程建筑发展中越来越多,常用的检测混凝土强度的方法有:回弹法、钻芯法、回弹-钻芯修正法、超声法、超声综合法等。回弹法检测混凝土强度无损伤、可复测,仪器轻便、操作简单,测试速度快、高测试费用低,可以基本反映构件混凝土抗压强度的规律;但其只反映表面强度,易受环境影响。钻芯法直观可靠,精确度高,但其成本较高,而且会造成结构或构件的局部损伤,因而对钻芯位置的选择及钻芯数量等均有一定限制。回弹一钻芯修正法弥补了两种方法的各自缺点,有效提高了回弹法检测精度,扩大了其应用范围,不仅可用于新建工程而且可用于既有建筑的检测鉴定。
一、回弹法检测混凝土抗压强度
1.回弹法的检测条件
(1)适用于工程结构普通混凝土抗压强度的检测。
(2)表层与内部不能有明显差异,由于回弹值只代表混凝土表层的质量,所以使用回弹法时,必须要求混凝土的表面质量与内部质量基本一致。
(3)回弹测强曲线限定的龄期(14~1000天)。
(4)回弹测强曲线限定的强度(10~60MPa),上海地区回弹测强曲线限定的强度(10~70MPa)。
(5)回弹法不适用于因冻害、化学侵蚀、火灾等造成表面疏松、剥落的结构混凝土强度检测。
2.回弹法的检测抽检数量及测区布置
当按单个构件检测时,应在构件上均匀布置测区,每个构件上的测区数不应少于10个;对某一方向尺寸小于4.5m时且另一方向尺寸小于0.3m的构件(短柱),其测区数量可适当减少,但不应少于5个。
对同批构件按批抽样检测时,构件抽样数不应少于同批构件的30%,且不应少于10件。
当按批抽样检测时,符合下列条件的构件才可作为同批构件:混凝土强度等级相同、混凝土原材料、配合比、成型工艺、养护条件及龄期基本相同、构件种类相同、在施工阶段所处状态相同。
3.回弹法检测的影响因素
(1)回弹仪测试角度对测试值的影响。由于受重力的作用,(重锤的位移)回弹仪在非水平方向上的测试结果与水平方向上的测试结果不同,因此,对不同的测试角度需要进行修正。
(2)混凝土不同浇注面对回弹值的影响。在混凝土的浇注表面,由于泌水、浆厚等原因测得的回弹值偏低;混凝土的浇注底面,由于骨料的下沉、离析等原因,测得的回弹值比侧面高。因此,对不同的测试面需要进行修正。
(3)不同模板材料对回弹值的影响。常用钢模、木模所形成的混凝土表面状况有明显的差异,回弹值也会有所不同。对于木模成型的混凝土表面,应用砂轮磨平厚测量。模板的接缝处回弹值,由于泌水一般情况下会偏高。
(4)养护条件对回弹值的影响。采用标养与自然养护时,对于混凝土R- f关系曲线有显著影响。在相同强度下,自然养护的回弹值高于标准养护的回弹值。实验研究表明,当混凝土强度超过30MPa时,两者的差异可以忽略不计。
(5)表面湿度对回弹值的影响。湿度越大回弹值越低,这种影响随混凝土强度的提高而变小。现场检测中应尽可能采用干燥状态下的混凝土。
(6)龄期和碳化深度对回弹值的影响。龄期越长,回弹值越大,碳化层厚度随龄期的增长而加大,回弹值随碳化深度的增大而增大。
4.回弹法检测计算
测区回弹代表值应从该测区的16个回弹值中依次剔除3个最大值和3个最小值,取其余10个有效回弹值应按下列公式计算:
式中R—测区回弹代表值,取有效测试数据的平均值,精确至0.1;
Ri—第i个测点的有效回弹值。
测区混凝土抗压强度换算应按下列公式计算:
当结构或构件中的测区数不少于10个时,各测区混凝土抗压强度换算值的平均值和标准差应按下列公式计算:
—结构或构件第i 个测区的混凝土抗压强度换算值(MPa);
—结构或构件测区混凝土抗压强度换算值的平均值(MPa),精确至0.1MPa;
—结构或构件测区混凝土抗压强度换算值的标准差(MPa),精确至0.01MPa。
—测区数。对单个检测的构件,取一个构件的测区数;对批量检测的构件,取被抽检构件测区数之总和。
当结构或构件中测区数少于10个时,混凝土抗压强度推定值取测区强度最小值:
—结构或构件最小的测区混凝土抗压强度换算值(MPa),精确至0.1MPa。
当结构或构件中测区数不少于10个或按批量检测时,按下式推定强度:
二、钻芯法检测混凝土抗压强度
1.取芯位置及数量
钻芯法适用于检测强度等级为C10~C80的新、老结构或构件混凝土的抗压强度。
取芯位置:结构或构件受力较小的部位;混凝土强度具有代表性的部位;便于钻芯机安放与操作的部位;避开主筋、预埋件和管线的位置。应随机抽取结构的构件或结构的局部,每个芯样取自一个构件或结构的局部部位。
按批量推定时,同规格芯样试件的数量应根据同一检测批中样本容量的大小确定。当公称直径为100mm时,芯样不应少于15个;当公称直径为70mm或55mm时,芯样不应少于20个。
2.芯样加工要求
(1)芯样试件的实际高径比(H/D)应在0.95~1.05之间。
(2)沿芯样试件高度任一直径与平均直径的差不应超过2mm。
(3)抗压芯样试件端面的不平整度在100mm长度内不得超过0.1mm。
(4)芯样试件端面与轴线的不垂直度不得超过1°。
(5)芯样不得有裂缝或有其他较大缺陷。
3. 芯样试验及计算
样试件应在自然干燥状态下进行抗压试验,一般芯样试件在加工完毕后,在试验室内自然干燥3天以上。当结构工作条件比较潮湿,需要确定潮湿状态下混凝土的强度时,芯样试件宜在20±5℃的清水中浸泡40~48h,从水中取出后立即进行试验。
混凝土芯样抗压强度换算值,可按下式计算:
—芯样试件混凝土立方体抗压强度换算值(MPa),精确至0.1MPa
—芯样试件的抗压试验测得的最大压力(N);
A—芯样试件抗压截面面积(mm2);
—芯样试件端面磨平处理的修正系数取1.00,采用硫磺补平芯样端面的修正系数取1.05。
三、回弹-钻芯法检测混凝土抗压强度
1.取芯数量及位置
(1)芯修正宜采用对应测区修正量的修正方法。
(2)一般情况下钻芯修正标准芯样(Φ100×100mm)试件的数量不宜少于6个,小直径芯样试件数量不宜少于9个。
(3)钻芯的构件或结构的局部应有所选用检测方法的测区,当所选用检测方法为无损方法时,钻芯位置应与该方法的某个测区重合;当所选用检测方法为有损伤方法时,钻芯位置应布置在该方法测区的附近。
2.钻芯修正方法计算
—用芯样试件修正后的结构或构件混凝土换算强度;
—修正用的混凝土芯样(Φ100×100mm)试件的抗压强度实测平均值(MPa),精确至0.1MPa;
—回弹测区混凝土抗压强度换算平均值(MPa),精确0.1MPa。
四、总结与展望
随着我国经济水平不断提升,我国的建筑行业也有了飞速的发展。质量是工程的生命,工程质量的好坏直接关系到人民群众生命财产安全和工程效益的发挥。工程检测是建筑工程质量的最后一道防线,有效的检测方法是工程质量检测的基础和保障。
随着检测行业的发展,对于混凝土强度的测试方法也在工程建筑发展中越来越多。回弹-钻芯修正法不仅提高了回弹法检测精度,扩大了应用范围,而且减少了大量取芯带来的结构损伤,节约了成本。回弹-钻芯修正法不仅可用于新建工程而且可用于既有建筑的检测鉴定。
参考文献
1.《回弹法检测混凝土抗压强度技术规程》(JGJ/T23-2011)
2.《民用建筑可靠性鉴定标准》(GB50292-2015)
3.《结构混凝土抗压强度检测技术标准》(DG/TJ08-2020-2020)
4.《钻芯法检测混凝土强度技术规程》(CECS03:2007)
5.回弹-钻芯修正法检测混凝土抗压强度的探讨[C]/天津建材(2008年第1期总第139期).2008:42-44.