摘要:回彈法檢測混凝土強度是目前無損檢測混凝土強度最常用的一種方法,但影響混凝土回彈值的因素甚多,本文從多方面總結和分析回彈法檢測混凝土強度的影響因素,從而對回彈法檢測的準確性及判定混凝土問題起到至關重要的作用。
關鍵詞:回彈法;檢測;混凝土抗壓強度
1、前言
回彈法檢測混凝土強度是目前國內進行現場檢測混凝土實體強度最常用的一種無損檢測方法,用回彈法檢測混凝土抗壓強度,雖然檢測精度不高,但是設備簡單、操作方便、測試迅速,以及檢測費用低廉,且不破壞混凝土的正常使用,故在現場直接測定中使用較多。回彈法檢測是通過混凝土表面硬度和儀器的彈擊回彈能量兩者關系來推定混凝土強度,所測得的數值只代表混凝土表層的質量,故影響回彈法準確度的因素較多,本文根據多年來使用回彈法檢測混凝土抗壓強度的實踐,總結如下觀點,供大家參考。
2、原材料的影響
混凝土是以水泥為主要膠凝材料,與水、粗、細骨料及礦物摻合料和外加劑等按一定配合比,經過均勻攪拌、成型及養護而成。而水泥和粗骨料的強度以及二者的粘結力很大程度上決定了混凝土抗壓強度的大小。
2.1 水泥
國外有研究表明,水泥品種是影響回彈法的重要因素之一,但經過本人多年實踐及搜集的國內相關資料對比發現,當碳化深度為零或同一碳化深度下,用普通硅酸鹽水泥、礦渣硅酸鹽水泥及粉煤灰硅酸鹽水泥的混凝土抗壓強度與回彈值之間的基本規律相同,對全國統一測強曲線沒有明顯差別。自然養護條件下的同齡期試塊,在相同強度條件下,已經碳化的試塊回彈值高,而齡期越長,此現象越明顯,這主要是由不同水泥品種的混凝土碳化速度不同引起的。水泥品種不同的標號、不同的用量對回彈法的影響在考慮了碳化深度的條件下,可以不考慮。
2.2 粗骨料
粗骨料品種對混凝土強度檢測的影響,目前國內各地區還未得出一致的看法,全國統一測強曲線也未區分骨料品種進行分類計算。本人經過長期實踐對比,不同石子品種對混凝土檢測結果的影響并不明顯,可不采用任何修正系數,沒有分別建立曲線的必要性。
3、施工工藝及養護的影響
3.1 施工工藝的影響
經長期試驗表明,只要成型后的混凝土基本密實,手工插搗和機械振搗對回彈測強無顯著影響。但對一些采用離心法、真空法、壓漿法、噴射法和混凝土表層經過各種物理、化學方法處理成型的混凝土,應慎重使用回彈法的統一測強曲線,必須經過多次實驗驗證后方可使用。
3.2 混凝土模板拼縫的影響
現澆混凝土模板拼縫不嚴密,會造成混凝土表面漏漿。回彈法試驗中發現,混凝土表面模板拼縫處的回彈值明顯比其他區域的回彈值高。這是因為混凝土澆筑時,在拼縫處產生漏漿,使拼縫處混凝土砂漿包裹層相對偏薄,形成該處混凝土表面硬度偏大,故回彈法檢測在測區選擇時應避開模板拼縫處。
3.3 模板隔離劑的影響
目前全國模板用隔離劑的種類很多,某些油質類化合物隔離劑中含酸性固體物,呈弱酸性,混凝土澆筑后,與混凝土中的堿性物質發生微弱的中和反應。混凝土拆模后,碳化作用繼續在混凝土表面內進行,回彈檢測時碳化測試值就比較大,容易出現誤判。回彈檢測前應用砂輪將混凝土表層清除1-2mm后,在進行回彈檢測。
3.4 養護方法的影響
養護方法包括標準潮濕養護、自然養護和蒸壓養護。混凝土標準潮濕養護期內,混凝土的濕度也隨著養護方式的不同而不同,則混凝土的含水率也是不同的,混凝土表面的硬度也將產生差異。相同齡期、同種強度下的混凝土在不同養護方式下的回彈值差異明顯,自然養護條件下的混凝土所測得的回彈值比標準濕潤養護條件下的要高得多。故對于回彈法全國統一測強曲線的使用條件是自然養護狀態下的混凝土,對于標準濕潤養護下的混凝土,需自然養護7天以上,檢測時混凝土表面是處于干燥狀態,否則不能采用統一測強曲線進行混凝土強度的推定,而應該建立專用測強曲線。
4、粉煤灰混凝土檢測齡期的影響
目前建筑工程基本都在使用商品混凝土,而商品混凝土為了增加混凝土的可泵性,摻加了粉煤灰等混凝土摻合料。摻粉煤灰的混凝土早期強度低,后期強度高,因此在齡期28d時,用回彈法推定的結構混凝土實體強度偏低。為此,對于摻加粉煤灰的商品混凝土的回彈測強齡期,應考慮粉煤灰的影響因素。而現行的《回彈法檢測混凝土抗壓強度技術規程》(JGJ/T23-2011)中對摻加粉煤灰的商品混凝土的測強齡期問題沒有具體規定。建議可參照《 粉煤灰混凝土應用技術規范》(GB/T 50146-2014) 等的規定,對地下工程宜按60d齡期、對地上工程宜按40d齡期進行回彈檢測,以免形成誤判。
5、檢測表明因素的影響
回彈法是一種通過測定混凝土硬化后表面硬度來推定其抗壓強度的一種檢測技術,回彈值反映的是混凝土表面10-15mm厚范圍內的硬度,因此,混凝土表層檢測面的狀態對檢測精度影響很大。《回彈法檢測混凝土抗壓強度技術規程》JGJ/T23-2011中規定,用于回彈檢測的混凝土構件,表面應清潔、平整,不應有疏松層、浮漿、油垢、蜂窩、麻面。在施工中,因混凝土澆筑振搗不密實、養護不當等原因,會造成混凝土表層疏松,檢測前應用砂輪對表面疏松層進行清理,再進行檢測,以確保檢測的準確性。
如上圖所示,本人公司對同一施工單位、同一施工方法、同一強度等級、同一配合比、同一齡期的兩處排污井的混凝土護壁進行強度驗證檢測,圖1污水井已投入使用,混凝土護壁表面為潮濕狀態,圖2污水井未使用,混凝土護壁表面為干燥狀態。從兩圖對比可知,同為C25強度等級的混凝土,干燥狀態采用回彈法檢測滿足強度等級要求,而潮濕狀態采用回彈法檢測結果值遠低于設計強度等級,可見潮濕表面對回彈法檢測的影響巨大。因此,當混凝土表面為潮濕狀態時,不能使用回彈法對其進行強度檢測,而要選用鉆芯法等其他混凝土強度檢測方法,以確保檢測結果的準確性。
6、檢測位置、大小及測點布置的影響
檢測位置、大小及測點布置的選擇對于最終的回彈值有決定性的影響,故《回彈法檢測混凝土抗壓強度技術規程》(JGJ/T23-2011)中對測區的位置有明確的規定:測區均勻分布,在構件的重要部位及薄弱部位必須布置測區。在實際操作中,有時為圖方便,對梁、柱、墻的檢測部位僅取構件中間位置,這種做法不妥,測區應均勻分布在構件的表面,且應避開預埋件、外露鋼筋等。
該規程還對測區的大小和測點的布置明確規定:測區的面積不宜大于0.04㎡,測點宜在測區范圍內均勻分布,相鄰兩測點的凈距不宜小于20mm。檢測時采用網格法確保測區的大小和測點的均布性。
7、混凝土水灰比及外加劑對碳化的影響
水泥經水化就游離出量氫氧化鈣,混凝土表面受到空氣中二氧化碳的影響,逐漸生成硬度較高的碳酸鈣,這就是混凝土的碳化現象,它對回彈法測強有顯著影響。隨著硬化齡期的增長,混凝土表面一旦產生碳化現象后,其表面硬度逐漸增高,使回彈值與強度的增加速率不等。
目前使用的商品混凝土,為改善混凝土性能、提高可泵性,常摻加較大量的活性礦物質或外加劑,水灰比較大,混凝土碳化速度隨水灰比增大而增大,隨水泥用量減少而增大,高摻量粉煤灰混凝土的碳化速度比普通混凝土明顯加快,因此會出現泵送混凝土在達到檢測齡期時,碳化深度值相對較大,而實際回彈值卻并不高的情況。
遇到上述情況,宜先將檢測區混凝土構造表層磨去1-2mm后,再進行回彈法檢測。
8、結束語
回彈法檢測混凝土強度具有方便快捷的特點,在工程檢測中被廣泛使用,但其影響因素眾多,為提高檢測的準確性,檢測人員應根據檢測中的實際情況,采取相應的技術措施使檢測結果與構件實際強度相吻合,必要時采用鉆芯法等加以修正,確保檢測結果的準確性。
參考文獻:
[1]中華人民共和國住房和城鄉建設部。JGJ/T23-2011《回彈法檢測混凝土抗壓強度技術規程》
[2]中華人民共和國住房和城鄉建設部。GB/T 50146-2014《 粉煤灰混凝土應用技術規范》