混凝土強度檢測技術在建筑工程中的應用

羅學用

中圖分類號:U655.4文獻標識碼:A文章編號:1673-0992(2009)06-146-01

摘要:混凝土強度是混凝土結構或構件承載能力等性能的關鍵因素。本文詳細探討了鉆芯法、回彈法在建筑工程中的應用。通過引入混凝土強度檢測技術可以有效的提高混凝土抗壓強度檢測數據的可靠性。

關鍵詞:混凝土強度;鉆芯法;回彈法;建筑工程

建國以來,特別是改革開放之后,隨著經濟建設迅速發展,我國建筑業也有了飛速發展。同時,隨著混凝土結構在基本理論和設計方法等方面研究的不斷深入,鋼筋混凝土建筑物的結構設計和施工水平也有了很大的提高。混凝土強度檢測技術的目的,就是力求最佳的質量,將失效概率限制在人們實踐所能接受的適當程度上。鉆芯法、回彈法是已建結構的混凝土力學性能檢測的適用、方便、可靠的方法。本文就是主要研究鉆芯法、回彈法在建筑工程中的應用。

一、鉆芯檢測技術在建筑工程中的應用

1.鉆芯法的選用條件

鉆芯法檢測混凝土強度,我們一般在回彈法不適用時選用,或對其他非破損測得的數據有懷疑時采用。隨著高強混凝土在工程結構中的廣泛應用,鉆芯法已成為評價混凝土強度的重要方法。相對來講,在檢測精度要求越來越高的今天,鉆芯法顯得更為重要。當有下列情況時,選擇鉆芯法檢測混凝土強度:

(1)對試塊抗壓強度的測試結果或對其他非破損測強取得的數據有懷疑時。

(2)因材料、施工或養護不良而發生質量問題時。

(3)混凝土遭凍傷、火災、化學侵蝕或其他損害時。

(4)檢測經多年使用的建筑結構或構筑物中混凝土強度時。

鉆芯法也有它的局限性,它對混凝土構件有一定的破壞,對鉆芯位置的選取和數量等均受到一定限制,且成本較高,操作較復雜,故一般在工程檢測中不宜大量鉆芯。

2.現場鉆芯位置的選擇

作為工程檢測鑒定的專業技術人員,必須對結構設計和施工的基本原則有一定了解,鉆芯位置的選取正是根據這些原則確定的。

(1)實際工程中,同層次、同混凝土強度等級,同澆搗日期的相同類型的結構或構件有很多,在選鉆芯樣鉆取部位時,首先應選擇受力較小的構件鉆取芯樣,如高度或跨度較小的構件。

(2)混凝土梁,梁的受力圖形為余弦波狀,梁中間部位截面的上部受壓下部受拉,梁兩端1 3-l 4跨度范圍內剪力較大,上部受壓且常有抗剪彎筋,故鉆芯時宜選在距梁兩端l 3-1 4跨度部位、梁身中下部。

針對框架梁而言,當梁截面高度h≥500mm時,鉆芯部位可選在中和軸上彎矩最小值處或者粱跨中中和軸以下部分;梁截面高度h<500mm時,也取在中和軸上彎矩最小值處,但不能在梁跨中中和軸以下部位鉆芯。當梁截面高度較小時,跨中混凝土受壓受拉區高度也較小,容易因誤取跨中受壓區混凝土而影響構件安全使用。理論上彎矩最小值處的混凝土不受力,鉆芯樣后,對構件影響甚微,梁跨中中和軸以下部分混凝土只受拉,按鋼筋混凝土計算原理,該處抗拉由鋼筋承擔,混凝土只與鋼筋粘結、起保護作用。在實際操作過程中,工程現場不可能提供構件彎矩圖,必須熟練運用結構力學知識,迅速判斷出構件彎矩最小值的大致位置。

(3)混凝土柱,無論是軸向受力往或偏心受力柱,鉆芯部位都可選在柱的。縱橫軸線交點處即柱中,因為柱混凝土的施工是從下到上進行澆搗的,振搗后,由于重力作用柱的下半部石子偏多而上半部則偏少,一般說來下半部的混凝土強度要高于上半部,此處對受力偏心柱來說,彎矩最小值處也大致在柱中位置,因此,鉆芯部位選在柱中,既最能代表該柱混凝土實際質量,又可減少柱的損傷。

而且,柱在主框架方向鋼筋分布較密,非框架方向鋼筋較少;柱的上下兩端為箍筋加密區,柱身由樓面往上1-1.5m范圍內往往是縱向鋼筋接頭的部位、箍筋加密區,鋼筋分布較密;柱身的受力一般兩端大,中間小;故芯樣的鉆取部位宜選在非主框架方向,在距樓面1.5m以上結構受力較小的位置。

3.鉆芯在檢測中遇到的問題及解決

在實際檢測過程中,鉆筒高速的運轉使混凝土產生的強烈摩擦抖動,使得鉆芯機漸漸變松后鉆筒與結構面不垂直,造成所取的芯樣容易出現芯樣裂縫、缺邊、少角、錯位、傾斜及喇叭口變形、端面與軸線的不垂直度超過2度等缺陷,甚至打斷鉆頭的鋼齒。帶有缺陷的芯樣會造成混凝土檢測強度與實際強度偏差較大,影響對結構作出真實評價,甚至出現誤判。所以,在固定鉆芯機時,一定要注意施工現場周圍的具體環境、所鉆取的混凝土強度的范圍(不宜在強度低于10 MPa的混凝土上鉆芯,因為鉆芯機較難固定),在鉆芯機主軸的旋轉軸線與被鉆芯樣的混凝土表面相垂直的情況下,才能進行鉆芯樣工作。

二、回彈檢測技術在建筑工程中的應用

回彈法檢測混凝土強度具有非破損、儀器輕便、操作簡便、測試范圍分布廣的優點,因此得到檢測單位的廣泛應用。

(1)施工中采用不同的模板對回彈值是有一定影響的,會引入較大誤差。例如一般使用鋼模或使用模板內加鋪路防水膜成型的構件混凝土回彈值普遍偏高,鋼模的保水性較好,對表面10 mm內厚度的表面強度和表面密度都很有提高,但實際內部混凝土強度并未提高。而木模由于木料本身的吸水性,表面的強度發展就遠不如鋼模。

(2)構件表面平整度對回彈值是有較大影響,由于模板漏漿或振搗在混凝土構件表面形成蜂窩孔洞、微小的氣泡,表面不平整將大幅降低其回彈值。

(3)商品混凝土中粉煤灰等摻和料以及高效減水劑的普遍應用,大大提高了混凝土的工作性能、泵送性能、降低了水化熱。但是這些摻和料、外加劑會造成混凝土表面硬度降低,對混凝土的回彈值均有一定影響。商品混凝土若摻加了較多的粉煤灰和緩凝劑或者施工單位在施工中振搗時間過長造成粉煤灰顆粒集中于表面,也會出現混凝土凝結緩慢而造成強度偏低。由于不同地區的原材料情況不同,甚至不同批次拌制的混凝土所采用的原材料情況都不盡相同,因此對于這些摻和料、外加劑引起的回彈值變化,難以采用統一的修正系數加以修正。

三、小結

總之,鉆芯法及回彈檢測技術在實際應用中有許多問題,如取樣部位不當,輕則削弱構件承載力,重則損傷主筋或鉆斷主筋等。為避免檢測技術對結構安全造成影響,本文根據自己多年工程檢測鑒定經驗結合眾多工程技術人員的經驗進行了總結和探討。

參考文獻:

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[3]李勇.《建筑施工企業安全文化的建設》,《建筑經濟》.2007.6

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