混凝土結(jié)構(gòu)實體檢測常見方法及利弊分析

李繼光

（中鐵十九局集團(tuán)第七工程有限公司，廣東珠海 519020）

1 混凝土結(jié)構(gòu)實體檢測方法

1.1 試塊法

混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計、施工和竣工驗收的主要依據(jù)是混凝土試塊的強(qiáng)度，受試塊受力情況、養(yǎng)護(hù)條件和成型條件等的影響，結(jié)構(gòu)物上的混凝土與試塊會存在一定的差異，將其認(rèn)定為混凝土在特殊情況下的性能反映，不可以將其簡單的認(rèn)為就是混凝土的實際情況。

1.2 回彈法

使用回彈法后，通過測定混凝土表面的硬度來對混凝土的強(qiáng)度進(jìn)行測定，這是比較簡便的方法，業(yè)內(nèi)的爭議也最大。在實際施工時，混凝土的成分會出現(xiàn)一定的改變，尤其是商品混凝土的使用范圍非常廣，測定混凝土表面強(qiáng)度時，會受到混凝土摻合料成分增加、外加劑的使用、粗骨料粒徑逐漸降低以及砂漿比例不斷提高等因素的制約。如果僅僅使用回彈法進(jìn)行測試，實體混凝土的強(qiáng)度無法實現(xiàn)精確的測定[1]。

1.3 鉆取芯樣法

在使用鉆取芯樣法的時候，需要使用專業(yè)鉆機(jī)，從結(jié)構(gòu)混凝土中進(jìn)行取樣，從而對混凝土的強(qiáng)度和內(nèi)部質(zhì)量等進(jìn)行檢測。在使用該方法進(jìn)行混凝土抗壓強(qiáng)度檢測的時候，抗壓強(qiáng)度與某種物理量可以不進(jìn)行換算，這是一種比較準(zhǔn)確、可靠和直觀的檢測法。在使用這樣方法對混凝土進(jìn)行檢測的時候，會導(dǎo)致局部的損傷，投入的成本比較大，所以經(jīng)常會受到限制。

2 混凝土配比

使用的混凝土強(qiáng)度一定要滿足設(shè)計要求，比如C30，C40，C50，C60等混凝土，混凝土模型為墻類構(gòu)件，使用泵送的方法對混凝土進(jìn)行輸送，模型主要由兩部分組成，即基礎(chǔ)部分和主體部分[2]。回彈區(qū)分布的主要原則為從前往后、從上而下均勻分布，使用10個回彈測區(qū)對測試齡期進(jìn)行檢測。

3 實驗儀器

數(shù)顯/直讀回彈儀：屬于中型儀器，剛鉆率定值為（80±2）%，滿足使用規(guī)范的標(biāo)準(zhǔn)。回彈儀：屬于重型儀器，剛鉆率定值為（80±1）%，滿足使用規(guī)范的標(biāo)準(zhǔn)。壓力試驗機(jī)：最大量程可以達(dá)到2000 kN，取值可以精確到0.1 N。取芯機(jī)：規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)為1 m，使用水冷卻的方法進(jìn)行固定，滿足使用規(guī)范的標(biāo)準(zhǔn)。經(jīng)過認(rèn)真的試驗以后，混凝土模擬實體養(yǎng)護(hù)結(jié)束以后，依據(jù)國家的有關(guān)規(guī)定進(jìn)行回彈強(qiáng)度、回彈和測區(qū)科學(xué)布置，從而使實體混凝土回彈強(qiáng)度測定值得到合理的確定。

3.1 制樣和測試實體芯樣

對混凝土實體進(jìn)行取芯測試的時候，需要嚴(yán)格按照《結(jié)構(gòu)混凝土堆實體檢測技術(shù)規(guī)程》（DB 29-148—2005）的規(guī)范進(jìn)行操作。對齡期混凝土進(jìn)行測試時，需要在實體上分別選取3個芯樣，按照有關(guān)規(guī)定進(jìn)行養(yǎng)護(hù)處理，對其壓強(qiáng)度進(jìn)行測試，從而使芯樣的強(qiáng)度值得到規(guī)范的獲取[3]。

3.2 標(biāo)準(zhǔn)立方體試件測試

為了使標(biāo)準(zhǔn)立方體試件的實體回彈值與抗壓強(qiáng)度值之間的關(guān)系得到正確的檢測，在實體混凝土澆筑的時候，制作的試件一定要標(biāo)準(zhǔn)，帶著模具養(yǎng)護(hù)3 d以后，可以按照實體混凝土的養(yǎng)護(hù)方法進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。依據(jù)《普通混凝土力學(xué)性能試驗方法標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T 50081—2002）的有關(guān)規(guī)定，科學(xué)開展抗壓試驗，從而使抗壓強(qiáng)度值得到精確計算。在對試塊進(jìn)行抗壓處理以前，先用試驗機(jī)對其進(jìn)行檢測，使回彈強(qiáng)度值得到初步確定，對相同試塊的抗壓強(qiáng)度值與回彈值之間的關(guān)系進(jìn)行認(rèn)真分析。

3.3 養(yǎng)護(hù)

對4種不一樣強(qiáng)度的混凝土實體模擬進(jìn)行拆模處理，接著使用塑料薄膜進(jìn)行養(yǎng)護(hù)一周，溫度保持在20℃左右，濕度保持在95%。

4 討論

4.1 不同測區(qū)的回彈值

實體回彈測區(qū)的分布情況詳如圖1所示。實體向陽面為圖a，按照從上而下的順序劃分測區(qū)，分布為1，2，3，4和5。實體背陽面為圖b，按照從上而下的順序劃分測區(qū)，分布為6，7，8，9和10。當(dāng)養(yǎng)護(hù)齡期滿足一周、兩周和四周的時間時，可以對4組不同強(qiáng)度的混凝土進(jìn)行回彈強(qiáng)度檢測，經(jīng)過對檢測結(jié)果的認(rèn)真比對發(fā)現(xiàn)，背陽面測區(qū)的回彈值要比向陽面測區(qū)的回彈值低，向陽面的早期現(xiàn)象非常突出，主要是因為光照使得混凝土的水化速度得到不斷加速，使混凝土的強(qiáng)度不斷增加。當(dāng)齡期達(dá)到4周的時候，混凝土各部位的強(qiáng)度已經(jīng)滿足設(shè)計的標(biāo)準(zhǔn)了，所以光照給混凝土強(qiáng)度造成的影響比較小。對于C60的高強(qiáng)度混凝土來說，自身的特性強(qiáng)度增加比較慢，4周以后，強(qiáng)度可以達(dá)到八成以上，因此向陽面的強(qiáng)度要比背陽面的強(qiáng)度大。

4.2 檢測回彈法與鉆取芯樣法

在檢測混凝土強(qiáng)度的時候，由于使用回彈法對混凝土強(qiáng)度進(jìn)行檢測存在著不確定性，依據(jù)相關(guān)的規(guī)定，使用鉆芯法可以對回彈法進(jìn)行校正，使檢測的準(zhǔn)確性得到保證。鉆芯法主要是從結(jié)構(gòu)上對混凝土進(jìn)行取樣，將其加工成為滿足要求的試件，通過鉆取樣芯來實現(xiàn)對混凝土強(qiáng)度的確定，使混凝土強(qiáng)度的真實情況得到真實的反應(yīng)，鉆芯法具有一定的破壞性，在實際使用的時候，會給主體結(jié)構(gòu)和承重結(jié)構(gòu)造成一定的影響。將鉆芯強(qiáng)度與回彈強(qiáng)度之間的關(guān)系確定以后，檢測人員可以對數(shù)據(jù)的誤差進(jìn)行全面的了解，為后來強(qiáng)度值的確定提供科學(xué)的依據(jù)。在進(jìn)行試驗的時候，科學(xué)的選取了四種不同強(qiáng)度的混凝土實體進(jìn)行試驗，按照有關(guān)的規(guī)定進(jìn)行科學(xué)養(yǎng)護(hù)，對實體回彈值和測試抗壓強(qiáng)度進(jìn)行對比，具體情況詳見圖2。

圖1 混凝土實體現(xiàn)場回彈測區(qū)分布情況

對鉆芯法和回彈法的檢測強(qiáng)度進(jìn)行認(rèn)真分析，實體檢測時鉆芯強(qiáng)度要比回彈強(qiáng)度大，隨著混凝土強(qiáng)度的不斷增加，這種差異也會越來越突出。究其原因主要是使用回彈法進(jìn)行混凝土強(qiáng)度檢測的時候，作用力主要體現(xiàn)在混凝土結(jié)構(gòu)表面上，受外部環(huán)境和施工因素的影響，使得表面結(jié)構(gòu)比較松散，混凝土易于出現(xiàn)碳化的情況，使混凝土表面的強(qiáng)度比混凝土內(nèi)部強(qiáng)度低。所以當(dāng)混凝土強(qiáng)度等級比較高的時候，使用回彈法的適用性就會降低。

圖2 混凝土實體回彈強(qiáng)度分布情況

4.3 檢測回彈法與抗壓法

在對混凝土強(qiáng)度進(jìn)行檢測的時候，最直觀、最常用、最基本和經(jīng)濟(jì)價值最高的辦法就是將標(biāo)準(zhǔn)試件立方體抗壓強(qiáng)度與混凝土抗壓強(qiáng)度進(jìn)行比較，試塊法得到的數(shù)值只能是一種間接的測定值，與實體混凝土的質(zhì)量、外部條件以及受力情況等存在著一定的差異，只能是對特殊條件下的混凝土性能進(jìn)行體現(xiàn)。對回彈法和試塊法進(jìn)行認(rèn)真分析比對，當(dāng)齡期滿足四周時間的時候，施加一定的壓力給立方體得到的回彈強(qiáng)度值會與試塊抗壓強(qiáng)度值之間存在著一定的差異，這種差異會隨著混凝土強(qiáng)度的不斷增加而變大。回彈法與試塊法之間存在的差異要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于回彈法與鉆芯法之間的差異，究其原因主要是在自然養(yǎng)護(hù)的時候，齡期達(dá)到4周時，混凝土實體內(nèi)部的水化未能實現(xiàn)全部完成，強(qiáng)度還可以有所增加，使得鉆芯法與試塊法測試得到的強(qiáng)度出現(xiàn)較大的偏差，實體回彈強(qiáng)度值與試塊回彈強(qiáng)度值之間的差異比較小，該差異受強(qiáng)度等級的影響比較弱。

5 結(jié)束語

在混凝土結(jié)構(gòu)實體檢測過程中，回彈強(qiáng)度要小于鉆芯強(qiáng)度，而且隨著混凝土等級的變大，這種差異性也會變大。對比鉆芯強(qiáng)度、回彈強(qiáng)度后發(fā)現(xiàn)，標(biāo)準(zhǔn)立方體試塊在一定壓力下，同等級的回彈值和實體回彈值差異不大，但兩者強(qiáng)度值存在比較大的差異，所以，回彈法的誤差比較大，只能用于分析混凝土表面質(zhì)量。