回弹法与钻芯法现场检测混凝土强度的技术与应用分析

发表时间:2021/7/6   来源:《基层建设》2021年第10期   作者:钱立文
[导读] 摘要:本文对现场检测混凝土强度中回弹法、钻芯法的应用要点展开了简单的说明与分析,并结合笔者参与某建筑项目的实践经验,以混凝土表面存在缺陷的实情况为切入点,阐述了现场检测混凝土强度中回弹法与钻芯法的具体应用及技术难点处理,为同类项目的展开提供参考。
        身份证号码:34082319871003XXXX 上海建崴建设工程管理有限公司  200333
        摘要:本文对现场检测混凝土强度中回弹法、钻芯法的应用要点展开了简单的说明与分析,并结合笔者参与某建筑项目的实践经验,以混凝土表面存在缺陷的实情况为切入点,阐述了现场检测混凝土强度中回弹法与钻芯法的具体应用及技术难点处理,为同类项目的展开提供参考。
        关键词:回弹法;钻芯法;混凝土结构;强度检测
        引言:在施工现场展开混凝土强度检测是保证施工质量的重要手段,确保混凝土结构、建筑主体结构的稳定性达到预设要求。现阶段,回弹法与钻芯法在混凝土强度现场检测中更为常用,其应用方法与要点值得重点探究。
        一、现场检测混凝土强度中回弹法的应用要点分析
        (一)测量区域的确定与处理
        在进行不同测区的检测过程中,需要将测区之间的距离稳定在2米以内,同时保证监测点与混凝土结构边缘区域、钢筋结构之间的距离均保持在不低于30毫米的水平下。同时,为了避免回弹法检测对相应混凝土结构表面的平整程度造成更大的负面影响,需要将测量区域的尺寸设定为200毫米*200毫米,面积0.04平方米,并确保可以获得真实的、具有高可靠性的混凝土强度检验数据。
        选定测量区域后,要对相应区域使用砂纸、毛刷展开清洁处理,剔除油污、杂质、涂料、油漆等,并保证表面的干燥程度,防止对最终检测结果造成较大负面影响。
        (二)推算混凝土强度
        在数据处理的过程中,剔除获取到的回弹数据中的最大值与最小值,并对剩余回弹数值进行平均数的计算,以该平均值作为回弹检测参考结果。实践中,如果没有对水平方向实施浇筑测量,则必须要对检测获取到的回弹值实施修正,实现对混凝土结构现实情况的可靠反映,最终获得更贴近现实的混凝土强度数据。
        (三)对影响检测值准确性的因素的控制
        第一,测试表面的光滑与平整程度。如果回弹检测的混凝土表面存在粗糙程度较高的现象,则最终获取到的回弹数据离散性偏高,整体测得的混凝土结构强度数据可靠性偏低。基于这样的情况,必须要严格控制的回弹检测的混凝土表面平整光滑。实践中,可以提前落实磨平处理,具体来说,针对由木模灌浆成型的混凝土结构,要提前使用砂轮对其表面落实磨平处理;针对由钢模灌浆成型的混凝土结构,其表面结合实际情况展开适当处理即可。
        第二,成型面。在混凝土结构的浇筑振捣表面,受到浆层厚度、泌水等因素的影响,其回弹值呈现出偏低的水平;在混凝土结构的底面区域,受到振捣石子下沉等因素的影响,其回弹值呈现出偏高的水平。基于这样的情况,在利用回弹法展开混凝土结构强度现场检测的过程中,应当尽可能选取水平方向测试混凝土结构的侧面区域,保证测量结果的准确性与代表性。
        第三,湿度。含水率、湿度会影响回弹检测结果,因此必须要保证混凝土结构待检测表面的干燥程度。
        第四,应用范围
        根据上海市工程建设规范《结构混凝土抗压强度检测标准》DG/TJ08-2020-2020规定,回弹法的适用条件如下:
        1、采用回弹法检测的混凝土用水泥、砂、石、外加剂、掺合料等应符合相关国家及行业现行标准。
        2、自然养护龄期14~1500d,如果经蒸汽养护,出池后自然养护的龄期不低于7d。
        3、混凝土抗压强度为10~65MPa。
        4、回弹法的前提条件是被检构件混凝土表面与内部质量没有明显差异,不适用于因经受火灾、化学侵蚀、冻伤或存在内部缺陷的混凝土强度检测。
        二、现场检测混凝土强度中钻芯法的应用要点分析
        (一)取芯位置的合理确定
        在建筑主体结构受力程度相对较低的位置展开取芯,避免在实际的取芯操作中对建筑整体的受力稳定性造成不良影响。例如,在对高层建筑的混凝土主体结构(桩基)落实钻芯法检验的过程中,应当尽可能将取芯的位置设置于靠近桩体中心部位的区域内;如果待检测梁体存在横截面高度较大(不低于5米)、框架较大的情况,则应当将取芯位置设定于中和轴上弯曲等于零的区域,实现对取芯造成混凝土结构稳定性下降问题的有效规避。另外,必须要对混凝土的离散性进行充分的考量,应当在保障混凝土强度的基础上,最大程度维护取样的均衡程度。
        (二)取芯尺寸及芯样处理
        参考标准要求对钻芯尺寸进行控制,保证钻芯尺寸大小既可以满足混凝土强度检测的现实需求,也能够实现对取芯造成混凝土结构稳定性下降问题的有效规避,防止钻芯对相应结构受力稳定性产生更大的负面影响。芯样试件标称直径宜为100mm、70mm、55mm,并确保芯样直径不低于相应结构混凝土骨料直径的2倍值。

例如,针对梁类构件,根据设计图纸其钢筋间距为100mm,常规取直径70mm芯样,这样避免钻芯时取到钢筋,对试验结果的准确性以及结构承载力造成影响。
        完成取芯后,切除芯样两端,依托游标卡尺实施芯样直径检测,将其误差稳定在不超过2毫米的范围内;同时利用直尺检验芯样的平整程度,将芯样两端面之间的平整度误差稳定在不超过0.1毫米的范围内;利用直角尺检验芯样断面、轴线的垂直程度,将其误差稳定在不超过1°的范围内。在保证芯样所有参数均满足标准要求后,将加工完毕后的芯样放在试验室内自然干燥3d以上,即可将其转移至试验仪器上落实抗压强度的检验,生成最终检测数据。
        实践中,如果存在混凝土结构工作条件(建筑环境条件)相对潮湿的情况,因此要展开对潮湿条件下混凝土结构强度的检测时,要提前将试样放置于清水中(温度稳定在15℃至25℃的范围内)持续浸泡40小时至80小时;清理表面水渍后即可展开检验。
        (三)其他
        第一,仪器准备及混凝土龄期条件。在依托钻芯法展开对混凝土强度的现场检测中,同时需要配备的仪器设备包括钻芯机、锯切机、磨平机、压力试验机或万能试验仪以及钢筋探测仪、电锤、钢卷尺等等。同时,还要落实对这些仪器设备的提前检查与校准,消除检测误差。与回弹法所不同的是,在使用钻芯法展开对混凝土强度的现场检测时,对于与混凝土的龄期并未提出严格限制。
        第二,应用范围。在落实钻芯法检测前,必须要对当前条件是否适用钻芯法进行判定。通常情况下,针对强度稳定在10兆帕与100兆帕范围内的混凝土结构,可以应用钻芯法落实对相应混凝土结构的强度检测,同时还可以完成对混凝土结构裂缝、接缝、孔洞、分层等缺陷的检测。需要注意的是,若是混凝土结构的强度稳定在10兆帕以下,那么在展开相应混凝土结构的强度检测时,则不适用钻芯法。在当前的混凝土结构强度检测工作中,钻芯法的应用普遍配合着回弹法或是超声法等其他检测方法,用于对获取混凝土结构强度数据的修正。
        第三,试件技术要求。试件的质量与钻芯法所得结果的可靠性息息相关,因此,在展开实际的检测前,必须要对试件进行质量检验。在此过程中,需对芯样试件的平均直径、试件高度、垂直度、平整度等参数展开测量,同时观察芯样试件含钢筋情况及外观是否有裂缝或其他较大缺陷。一旦发现存在试件的尺寸不达标或是外观存在缺陷时,则应当放弃该缺陷试件,更换其他达标试件落实基于钻芯法的混凝土结构强度现场检测。
        三、现场检测混凝土强度中回弹法与钻芯法的分析对比
        回弹法检测混凝土强度具有操作方便、快速、不会对构件本身造成损伤、人工成本低等优点;缺点在于仅能反映混凝土表面质量状况。
        钻芯法检测混凝土强度具有方法直观、结果检测易于接受、适用范围广等优点,当对回弹法检测结果存在争议时,普遍使用钻芯法处理该争议;缺点在于仪器不便于操作、人工成本较高、会对结构造成一定的破坏。
        四、现场检测混凝土强度中回弹法与钻芯法的应用实例探究
        (一)案例概述
        某建筑项目总投资14035.26 2万元,建筑面积27475.52平方米平方米,框架结构,共有3栋单体(含地下车库)。由于试块漏送,建设单位委托我司对其2#楼一层剪力墙进行混凝土强度检测,被检混凝土龄期约40天左右,设计强度C35。在实际的检测过程中发现,待检测的剪力墙混凝土表面存在蜂窝、麻面等缺陷。
        (二)应对策略
        基于上述难点,在本次检测过程中,主要落实了以下操作要点:第一,随机抽取10个剪力墙,布置测区并编号,先对选定测区的混凝土表面进行打磨处理,对打磨后的构件进行回弹法测强并用碳化深度尺测量其碳化深度。回弹检测结果显示,所抽取构件混凝土强度推定值偏低,未达到设计强度等级要求。第二,根据相关地方标准,在本项目中选取混凝土回弹法和取芯法修正相结合的检测方法。根据回弹法检测结果,选取单个构件内,其测区强度推定值异常的位置进行钻芯取样,芯样直径100毫米,钻取芯样时依托钢筋探测仪对所测构件的钢筋布置情况进行调查分析,避免凿断纵向受力钢筋以及预埋管道线等。第三,对现场钻取的芯样采用磨平机进行断面加工处理,加工后的芯样在实验室内自然干燥3天,随后即可展开芯样抗压试验。第四,数据的分析与处理。根据回弹法和芯样抗压试验的检测结果,利用修正量的方法完成相应结果数据的修正。最终检测结果显示,其检测部位混凝土强度推定值满足设计要求。
        总结:综上所述,回弹法与钻芯法在现阶段的混凝土强度现场检测中更为常用,检测人员在进行混凝土强度检测时,应从工地现场实际情况出发,选择适用的检测方法,也可两种方法相结合适用,以减少对检测结果的不确定性。
        参考文献:
        [1]上海市建设工程检测行业协会,《结构混凝土抗压强度检测技术标准》DG/TJ08-2020-2020.
        [2]廖日熙,叶宗智,郭霄伟.建筑主体结构检测中钻芯法与回弹法的实际应用[J].产业科技创新,2020,2(32):66-67.
        [3]吴玉龙,卜青青,陈满军,等.混凝土抗压强度检测能力验证的实施与分析[J].无损检测,2020,42(08):67-71.
        [4]杨顺程.建筑主体结构检测中钻芯法与回弹法的实际应用[J].住宅与房地产,2020(18):185+190.
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