回弹法检测混凝土强度的准确性研究 李威

发表时间:2021/5/20   来源:《基层建设》2020年第31期   作者:李威
[导读] 摘要:混凝土的抗压强度是结构工程设计中最重要的参数之一。
        灌南县宏远工程检测有限公司  江苏连云港  222500
        摘要:混凝土的抗压强度是结构工程设计中最重要的参数之一。由于混凝土是一种多相多缺陷的非均质材料,其主要缺陷(空隙和裂纹)对抗压强度具有重大影响。在混凝土的制备中,水泥强度、水灰比、外加剂以及粗骨料尺寸变形等等因素也会影响到混凝土的抗压强度。对于混凝土抗压强度的现场检测主要使用无损检测法,包括回弹法、超声波法和超声回弹综合法等等。鉴于此,文章结合本人多年工作经验,对回弹法检测混凝土强度的准确性研究提出了一些建议,仅供参考。
        关键词:回弹法检测;混凝土强度;准确性
        引言
        混凝土作为目前建筑工程行业中用量最大、用途最广的一种建筑材料,受其构成所需原材料和外加剂差异较大,浇筑、振捣、养护等工艺水平所限等因素的影响,混凝土的强度和性能也有所浮动,因此,准确检测及确定混凝土强度,对于保证和提高工程质量具有十分重要的意义。目前工程上常用的混凝土强度检测方法主要是:回弹法、钻芯法、立方体试件抗压强度试验法。回弹法是在不破坏混凝土结构物的前提下,对硬化后混凝土结构物强度的快速评定,属于无损检测。它具有经济、携带方便、操作简单、使用灵活、适用范围广等优点,是目前我国工程质量验收评定中最常用的一种方法。作为一种间接测量方法,回弹法测量混凝土强度容易受到原材料、外加剂、水泥用量、施工振捣方式及养护方式的影响,测量准确度饱受质疑。
        1回弹法检测技术原理
        回弹法检测技术是以弹簧驱动的重锤撞击弹击杆,将力传导于混凝土表面,重锤反弹后计算回弹值,通过计算反弹距离与弹簧初始长度之比计算混凝土强度。因回弹检测法是在混凝土表面进行的检测技术,所以,回弹检测法属于一种表面硬度法。
        2混凝土回弹法的先天缺陷
        2.1反映表面硬度
        混凝土回弹法检测实体强度,是通过混凝土表面硬度间接反映混凝土整体强度的方法,其关键在于混凝土表面硬度。所以,在实际工程中,由于混凝土浇筑产生的内外密实度不一致,振捣不密实的情况,回弹法无法检测出。
        2.2回弹测试面的完美化
        混凝土回弹法测强曲线的建立、比对测试中使用混凝土试模制作的150mm见方的试块,而混凝土试模一般采用铸铁,铸铁试模表面光滑、平整,而工程现场浇筑混凝土常见的蜂窝麻面的质量通病都不存在。
        3回弹法测定混凝土强度准确性研究
        3.1试验预加应力的影响
        考虑到回弹仪测量混凝土强度的工作原理主要是根据回弹仪弹击前后的能量来决定,而我们进行回弹试验是在标准试块上进行,因此在进行回弹试验之前对标准试块进行预加压力,防止出现回弹仪在弹击混凝土表面时因混凝土试件发生震颤等造成能量损耗而引起测量不准。预加应力取值直接关系着测量结果,预加应力值过小,无法消除回弹过程中出现的能量损耗,应力值过大,则会因为结构压应力的增加使得回弹值增加,合理地选取预加应力值是回弹测试结果准确的前提。中国建筑科学研究院在进行29组不同强度等级的标准混凝土立方体试件进行试验研究结果表明,预加约束力对混凝土试件回弹值的测试产生了一定程度的影响,预加15%的极限荷载时测得的回弹值不再发生明显的波动,预加力过大或者过小都会引起回弹值偏小。


        3.2超声回弹综合法
        该法的应用原理是有机结合回弹法与超声波法,将两种技术方法的优越性充分发挥出来,缺点互补,等同于检测混凝土构件内超声波的声速值(V),并利用回弹法检测回弹值(R),参照V、R去估算混凝土强度(fcu)。在现实工程项目中,可以在混凝土的同个区域检测声时值与回弹值,而后参照前期建立起来的fcu-V-R关系式去预测推算混凝土构件的强度,还能更为整体的呈现出混凝土构件的抗压能力。在生产实践中,建议在回弹检测的检测平面上选择超声测试的位点,测量超声速度的探头严禁和回弹检测的弹击位点出现重合情况。在建筑混凝土施工领域中,合理使用超声回弹法,能帮助施工方更好地掌握混凝土的塑性与弹性,感知其内部构造与表层状况。该种现场检测技术有效弥补了超声法与回弹法各自单独应用时表现出的不足,比如回弹法仅能检测到混凝土表层≤3㎝层厚的状况,若混凝土构件自身碳化严重,那么会在龄期干扰下导致其内水分含量下降,引起超声速度跌落的状况,而采用超声回弹技术无需测量混凝土的碳化程度。但超声回弹法应用时也暴露出一定不足,比如当混凝土遭到低温冷冻、火灾烘烤、化学腐蚀及高温条件损伤,也不适用于厚度<10㎝、表层温度<-4℃或>60℃的混凝土构件检测领域中。
        3.3混凝土的体积差异对回弹法的影响
        小体积的混凝土试块与大体积的现场混凝土构筑物存在很大差别,根据现行规范,可以从混凝土试块的一些制作要求看出端倪:①混凝土拌和物需要用铁锨再次来回拌和;②混凝土需要分层装入试模内;③捣棒均匀插捣,并贯穿由上层插入下层;④插捣次数不少于12次,插捣后应用橡皮锤轻轻敲击试模四周。由上述操作要求可以看出,混凝土试块通过规范各步骤的要求,主要是通过水灰比、密实度、平整度来还原该批次混凝土的真实质量情况,避免混凝土非匀质而造成混凝土试块抗压强度的偏差。而现场大体积浇筑的混凝土,由于存在着工人意识、构件尺寸、钢筋网密度等客观因素的影响,在实体浇捣混凝土中存在浇筑不密实、表观蜂窝麻面、粗骨料下沉等现象,这都加大了混凝土不均匀的现象。现阶段,笔者在监督检查中发现个别施工单位还有偷加水、混浇的现象。这些都进一步的加剧混凝土试块与现场混凝土实体强度的差异。所以,混凝土标养试块强度、混凝土同条件试块强度、现场回弹法实测混凝土强度三者根本就没有可比性。
        3.4监管方式对混凝土回弹法的影响
        行政主管部门已经从原先的监管模式转变为管理模式,在这种模式下,行政主管部门对工程质量控制采取综合检查、工程巡查和专项检查的模式。由于所有检查模式都涉及后续的通报和处罚,往往行政主管部门会选择确定性高的条款进行检查,而工程实体结构中混凝土强度作为必须合格的黑体字被专门提及,作为操作简便、检测结果快速、使用频率最高的混凝土回弹法,又被提高到了非常重要的地位。混凝土本身就是一个非匀质的合成体,混凝土回弹法一直存在着定性和定量问题。
        结束语
        在混凝土强度检测中合理运用回弹检测方法,并对各测区试块混凝土强度数据进行分析和研究,有效分析了本工程混凝土强度参数,为工程施工和竣工验收提供了有效依据。在回弹法应用中,检测单位应根据混凝土强度检测要求合理留置试块,并加强对强度数据异常值剔除和模型构建,降低并消除异常值、检测角度和钢筋保护层对混凝土强度数据的影响,提高回弹法应用准确性和有效性。
        参考文献
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