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摘要:在施工中,混凝土材料的强度是影响施工质量的重要因素。如果混凝土材料的强度不合格,就会增加建筑工程中安全隐患的风险,所以有必要加强混凝土材料强度检测的重要性。
关键词:混凝土;材料;强度检测;技术和应用
1混凝土材料强度的影响因素
针对混凝土的材料强度而言,其数值一般是衡量整个混凝土质量的参考标准之一。与此同时,混凝土在抗压方面的强度与制造该材料时的用水强度存在一定的正比关系。如果在制备该材料时所配备的水灰比在数值方面相等,那么高标号水泥所配备的材料混凝土在抗压方面的能力,会高于低标号所配备的混凝土在抗压方面的能力。如果在配备材料时对应的水灰比不变,那么在后期的加工过程中,就无法通过增加水泥的使用数量来提升混凝土材料在抗压方面的强度水平,并且其也只能够提升混凝土在搅拌过程中的和易性,这种情况就可能会造成混凝土在后期的使用过程中出现一定程度的变形或者是收缩。针对于这种现象来考虑,可以发现水泥的强度与水灰比在配比方面的关系直接影响到了混凝土在后期使用过程中的抗压能力。为了提升混凝土在这方面的配置质量,必须从这两方面考虑因素来进行入手,通过控制水灰比以及水泥的使用数量,可以良好地对混凝土的质量进行把控。在此,除了水灰比以及水泥的使用数量对混凝土材料的强度有着一定的影响关系,一些骨料形式也会影响着该方面的抗压强度。在实际的工程建设作业当中,一些施工技术人员会在具体的建设作业中对工作进行指导,通过明确这些骨料的形式来确保这些工程开展对于材料的使用是合理的。在一些施工区域对应的地质材料强度在一致的情况下,通过增加水泥之间的粘结性可以保证这些材料在碎石方表面的粗度会高于卵石表面的粗糙度。在实际的建设作业当中,一般必须对骨料的使用以及施工部位的区域选择进行优先考虑。
2混凝土材料强度检测技术的类型及特点
2.1超声波检测技术
超声波检测技术是混凝土材料强度检测中的常用技术,该技术以超声波为检测手段,通过超声波在混凝土中产生的反射波形来判断混凝土的实际强度。具体技术路线为在混凝土强度检测过程当中采用超声波发射器向检测目标发出20kHz~200kHz的超声波,当超声波接触到混凝土表面后会沿着表面向四周进行扩散,如果混凝土表面存在有缝隙,那么在扩散过程中超声波就会沿着缝隙进入到混凝土内部进行反射,并以此产生反射波形。操作人员根据反射波接收器便能够了解超声波在混凝土内反射波的路线、速度、强度等数值,这些数值的大小取决于混凝土的强度,所以操作人员便可根据数值表现了解到混凝土的强度。除了对混凝土材料的强度进行测试,超声波检测技术还拥有对混凝土材料进行探伤的作用,根据混凝土表面超声波进入混凝土内部的情况,操作人员可以掌握到混凝土材料存在有多少缺口、缺口大小与深度,并根据这些信息对混凝土材料的强度做出综合性判断。举例而言,操作人员为了掌握某工程建筑中以混凝土为墙体材料的承重墙强度,采用超声波检测技术来进行检测,那么在检测过程中,操作人员要在过程中在墙体上布置测点,然后将超声波发射装置对准各测点运作,其次采用换能器对各测点扩散波形、反射波形进行接收,由此得到检测结果,在进行检测时,操作人员需要配备一台超声波发射装置和一台换能器,市面上较通用的超声波发射装置为ZBL-U5700多通道超声测桩仪,而较常见的换能器为10kHz超声波换能器,操作人员根据声速,即可测试出声时、计算缝深、测试缝深和误差,并最终检测出混凝土强度。
2.2回弹检测技术
回弹检测技术是一种采用回弹仪对混凝土材料强度进行检测的技术,依靠回弹仪操作人员可以测出混凝土材料的回弹值、碳化值,在混凝土材料中,回弹值和碳化值分别代表材料的载荷能力与极限载荷,因此操作人员可以根据回弹值和碳化值判断混凝土当前强度。在基本原理上,回弹检测技术通过回弹仪首先可得混凝土材料的表面硬度,也就是回弹值,材料的回弹值越大则表面硬度越大,然后再根据碳化值建立测强曲线,依照曲线变化便可进行强度判断。
例如检测人员需要了解某个施工项目的铝膜板混凝土结构抗压强度,因此选择用回弹检测技术作为检测手段,在检测时,检测人员首先要在混凝土结构上布置测点,每个测区测点要在10个以上。用回弹仪测量材料强度时,相邻测区的间距要控制在2m以下,而相邻测点间距要控制在20mm以下,检测人员需将回弹仪对准各测点进行回弹值、碳化深度值检测,检测完成后即可得到回弹值,根据结果得到混凝土表面硬度,然后再结合碳化值做出变化曲线,根据曲线就可以计算出混凝土的最终强度。
2.3回弹-超声波检测技术
回弹-超声波检测技术是指将回弹检测技术与超声波检测技术结合运用的一种混凝土材料强度检测技术,通过两种技术,检测人员可以同时得到材料的回弹值和超声波反射波形,所以相比使用回弹检测技术或者超声波检测技术中的单独一项技术,回弹-超声波检测技术的精度更高,检测结果更准确,很多实验当中,该项技术都表现出了良好的性能优势,不过由于需要的硬件设备较多以及操作上的复杂性,回弹-超声波检测技术的应用还不普及,在现代建筑工程混凝土检测当中并不常见。原理上,回弹-超声波检测技术就是针对混凝土材料分别采用回弹检测技术和超声波检测技术进行检测,得到混凝土材料的回弹值和超声波反射波形后,将得到的声速、超声测距、声时读数用公式进行计算,以此得到混凝土材料的强度,列出公式:
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式中:
v——声速;
Li——第i个超声测距;
ti——第i个测点的声时读数;
t0——初始时刻。
根据该公式,检测人员可将测得的混凝土材料回弹值和超声波反射波形融合到一起,计算出材料的强度。
回弹—超声波检测技术的应用流程与回弹检测技术及超声波检测技术一致,都需要在墙体上布置用于检测的测点,然后再开启回弹仪和超声波发射器对混凝土上的各测点进行检测,在取得回弹值、超声波声速、声时后,便可使用上述公式计算,得到检测结果。
2.4钻芯技术
钻芯技术是一种非常特殊的混凝土材料硬度检测方法,和回弹检测技术、超声波检测技术与回弹-超声波检测技术有非常大的区别,这种检测方法并不是依靠对材料数值的获得与计算来测出材料强度,而是直接从检测目标上取下一部分作为样品实施检测,从而得到检测结果。即应用钻芯技术检测混凝土材料强度时,检测人员需要使用钻头来得到检测用的样品,然后将该样品送入试验室进行强度实验,通过实验结果直接得到混凝土的强度,这种检测方法的检测结果更加直观、可靠、准确,在操作上更加简便、快捷,但需要强大的技术力作为支持,检测门槛远远高于常规检测技术,因此在现代混凝土强度检测中并不常见。
钻芯技术的检测硬件配置至少要拥有2个空心薄壁钻头,钻取的样本数量则要在5个以上,钻井深度通常在0.6m左右,钻进宽度控制在0.8m之间,钻芯技术不需要设置测点,钻进点取代了测点的作用,检测人员首先要根据钻芯原则在墙体上设置了钻进点,并对钻进深度、宽度进行了设置,要求工作人员依照设置要求来进行钻芯,最大误差不得超过±1。其次通过钻芯得到了若干样品,将样品送入压强实验中进行检测,最终取得混凝土材料的强度数值。
结束语
综上所述,在进行混凝土材料强度试验时,必须明确混凝土材料强度的质量标准,根据国家标准、行业标准、工程标准进行混凝土材料强度试验,根据工程实际情况进行检测方法,制定科学合理的混凝土材料检测方案,科学规划,确保准确性。
参考文献:
[1]混凝土材料强度检测方法的探析[J].徐卫忠.门窗.2017(09)
[2]谈混凝土材料的强度检测技术[J].黄志钊.四川水泥.2015(07)