混凝土材料强度检测法的技术运用简述

发表时间:2020/7/23   来源:《工程管理前沿》2020年4月10期   作者:符步腾
[导读] 混凝土强度,即混凝土成型后其材料所决定的最大承负载力
        摘要:混凝土强度,即混凝土成型后其材料所决定的最大承负载力,也是建筑质量的重要影响因素。若是混凝土强度不合格,建筑安全性、稳固性也将受威胁。因此,混凝土强度检测有重要的实践意义。既有利于确保建筑的质量与安全,同时也能够对施工问题进行补救,防止造成巨大的生命安全与财产损失。
        关键词:混凝土材料;强度;检测技术
1 混凝土材料强度检测的依据
        建筑工程中,混凝土材料强度即为抗压强度,主要通过试验来获得强度参数,根据我国最新工程材料标准,<C60强度将采用边长为150mm的立方体试件作为混凝土抗压强度的标准尺寸试件。根据《普通混凝土力学性能试验方法标准》GB/T50081-2002中的规定,边长为150mm立方体制作过程中,需要在标准养护条件下,即为温度20±2℃、湿度95%,养护28天,通过标准试验方法获得极限抗压强度,这就是混凝土标准材料抗压强度。遵循GB50010-2010《混凝土结构设计规范》中的相关规定,混凝土立方体极限抗压强度实际分布中,强度保证率为95%,可以确保立方体试件抗压强度满足工程要求,也是混凝土立方体抗压强度标准值,而标准实验方法获取95%保证率情况下的抗压强度就是混凝土强度等级。根据GB50010-2010《混凝土结构设计规范》,将混凝土等级划分为C15、C20、C25、C30、C35、C40、C45、C50、C55、C60、C65、C70,这一强度等级直接跟混凝土的水灰比有关。
2混凝土材料强度的影响因素
        混凝土材料强度是衡量混凝土质量的标准之一,混凝土抗压强度与和混凝土用水泥强度为正比例关系,若水灰比相同,高标号水泥配制的混凝土抗压强度高于低标号配置混凝土的抗压强度,而水灰比和混凝土抗压强度为反比例关系,当水灰比保持不变,无法通过增加水泥用量来达到混凝土抗压强度增加的目的,只会提高混凝土和易性,造成混凝土使用中的变形或是收缩。对此,水泥强度与水灰比直接关系到混凝土抗压强度。为了提高混凝土配置质量,我们需要从这两方面入手,控制水泥用量与水灰比,提高混凝土的综合质量水平。除水灰比与水泥用量之外,粗骨料也会影响混凝土抗压强度,在工程建设中,技术人员会到施工现场指导,明确粗骨料,特别是在石质强度相同的情况下,碎石表面略粗于卵石表面,增加和水泥砂浆之间的粘结性,这种粘接性高于卵石;而在水灰比相等的情况下,分别使用碎石和卵石进行混凝土配制,使用碎石所配制的混凝土强度要高于卵石。在实际施工中,混凝土粗骨料粒径和工程施工部位优选,细骨料品种影响程度要低于粗骨料对混凝土抗压强度的影响。同时,砂质量也会影响混凝土的综合质量,需要将砂含泥量控制在3%以内 ,使其符合工程质量要求,保证工程质量的综合水平。
3 混凝土材料强度检测方法
3.1 回弹法
        回弹法是利用混凝土表面强度不同其回弹位移也随之变化的原理,通过记录回弹值、查阅测强曲线得到混凝土强度推定值,最终对混凝土强度进行评定的方法。该方法具有简便、快速、经济等特点,是目前我国混凝土强度性能检测过程中使用最为广泛的检测方法。我国幅员辽阔,混凝土成型所使用的原材料存在较大的差异,导致不同地区的混凝土差异较大。为此,我国许多地方都制订了本地区的专用回弹测强曲线;而且JGJ/T23-2011回弹法检测混凝土抗压强度技术规程中对测强曲线的选用顺序做出了较为明确的规定,这些措 施都对回弹法检测混凝土强度提供了支撑依据。但回弹法只能针对混凝土表面强度进行判定,对混凝土 内部强度则无法精确推定,对大体积混凝土的检 测数据偏差较大。在回弹过程中对操作者的要求较高,虽然所有的测强曲线都对回弹角度等做出了设定,但不同检测人员检测的离散性仍然较高。另外,由于回弹法对每个构件采取的测区较多,每个测区中测点数量较多,而回弹计算过程又较为复杂,使检测效率大幅下降,限制了回弹法测混凝土强度的发展。随着其他检测方法的日益成熟,回弹法开始作为其他方法的对照方法进行使用。


3.2 超声法
        超声波在均匀固体介质中传播时声时、波速等不会发生变化,但当遇到空洞、裂缝等缺陷时传播声时和波速会发生变化。所以可以被用来检测混凝土的内部均一性。CECS02:2005超声回弹综合法检测混凝土强度技术规程从2005年底实施以来,取得较好的成果,解决了回弹法无法检测混凝土内部强度的问题,使检测可靠性得到进一步的提高。超声法检测混凝土强度也存在一定的缺陷,超声波波速在混凝土内部传递过程中受到的影响因素较多,而且超声波波速与混凝土强度没有较好的相关性。单纯采用超声法检测混凝土强度的方法不利于对整个混凝土结构进行综合判定,一般将超声波与其他方法交叉检测,以达到理想的效果。
3.3 后装拔出法
        后装拔出法是一种半破损检测方法,是指在已硬化的昆凝土表面钻孔、磨槽、嵌入锚固件并安装拔出仪进行拔出试验,测定极限拔出力,根据预先建立的拔出力与混凝土强度之间的相关关系检测混凝土强度。由于对拉拔时混凝土中的应力状态尚无定论,目前还只能用拉拔强度作为衡量混凝土质量的相对指标,当用拔出法推定混凝土抗压强度时,则必须建立混凝土标准抗压强度与拉拔强度之间的经验关系。
3.4 钻芯法
        钻芯法是利用专用钻机,从结构混凝土中钻取芯样以检测混凝土强度和观察混凝土内部质量的方法,也是一种半破损检测手段。钻芯法检测混凝土强度有直观、可靠、精度高的特点。试验表明,对于龄期过短或者强度没有达到10MP的混凝土,不适宜用钻芯法,而且因为钻芯时会对结构造成局部损伤,对钻芯的位 置及数量也有一定的限制,钻芯后的孔洞需要修补,钻芯机设备笨重,成本较高 等问题的出现,造成钻芯法有一定的局限。
3.5 同条件养护试件抗压强度法
        GB50204-2002混凝土结构工程施工质量验收规范(2011版)中推荐用同条件养护试块 的强度推定结构实体的混凝土强度。同条件养护试块是在施工现场抽取混凝土立方体试块,放置在与结构实体相同的条件下进行养护,达到规定养护龄期后进行抗压强度检测,并将测量值作为混凝土结构的推定值。此种方法不会对混凝土结构产生破坏,而且原料、配合比等因素也一致,所以被广泛的使用于混凝土主体验收中。同条件养护的混凝土试件在成型过程中受到的人为因素过多,而且与混凝土结构的养护制度也存在一定的差异,导致同条件养护的混凝土试块的抗压强度代表性较差,只能作为参考值使用。
3.6 其他检测方法
        除上述几种检测方法以外,还有其他多种检测方法,如剪压法。剪压法利用剪压仪器,对混凝土的边缘施加压力,对混凝土的边缘形成一种压力,根据混凝土边缘的承压力来测试混凝土的抗压程度。剪压法较为方便快捷,能够不受钢筋间隙所限制,同时检测方法简单易学,测试效率较高,精度也有保证。但是,剪压法还存在着一定的问题。剪压法只能对一些截面尺寸较小的构件进行强度的检测,对于一些大截面尺寸的构建仍然无法进行有效检测。
结束语
        混凝土强度检测需结合施工现场的基本情形,选择恰当的检测方式。混凝土强度检测,本身是建筑施工质量控制的可靠方法与技术,强度是否达标关系到整个建筑的使用安全。在检验工作中,作业人员需熟练地运用相关检测技术,对混凝土质量作出精准地评价,确保施工的安全性。
         
参考文献:
        [1]黄志钊.谈混凝土材料的强度检测技术[ J ].四川水泥,2019,37(7):40.
        [2]陈东飞.几种混凝土强度检测方法的比较与选择[ J ].商品混凝土,2019,11(1):67-68
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