朱丑元
(山西科建工程檢測研究院,山西 太原 030006)
混凝土強度的檢測目前常用的檢測方法有回彈法、鉆芯法、回彈鉆芯修正法和超聲回彈綜合法等。
回彈法是根據結構或構件表面硬度與混凝土抗壓強度具有一定關系,而通過回彈儀彈擊混凝土表面,以回彈值反映表面硬度,來推定混凝土強度的一種方法。該方法的優點是對結構沒有損傷,儀器輕巧,操作簡單,測試速度快、成本較低,能較好的反映混凝土的均勻性,而且可以很好的反應混凝土的抗壓強度高低。缺點是檢測結果精度相對較低;不適用于表層與內部質量有明顯差異或內部存在缺陷的混凝土結構或構件的檢測;檢測結果影響因素多,如原材料、配合比、外加劑、養護條件、碳化、齡期及測試表面等。
鉆芯法是指從結構或構件上鉆取混凝土芯樣,進行切割、磨平,使之成為符合規定的芯樣試件,通過對芯樣試件進行抗壓強度試驗,以此確定混凝土強度。該方法對結構會造成局部損傷,是一種半破損的檢測方法,目前普遍認為是一種最為直觀、可靠和精度高的檢測方法。該方法的優點是操作簡單,結果真實、準確,不需要進行換算。缺點是對結構造成局部損害;設備笨重受檢測環境和鋼筋配置的限值,不能大范圍抽樣;測試成本較高、試驗時間長等。
先在構件表面進行回彈測試,得到測區混凝土強度換算值,再在測區內鉆取芯樣,進行抗壓試驗,對測區混凝土強度換算值進行修正,從而得出混凝土強度推定值。該方法不僅檢測構件表面的質量,還測試構件內部混凝土強度,從而克服了回彈法的不確定性,提高了檢測精度,使檢測結果直觀、準確。
采用回彈儀在構件表面測量回彈值,再用超聲波檢測儀在回彈測區內測量混凝土中的超聲波聲速,根據實測聲速值和回彈值綜合推定混凝土強度。相比單一回彈法,該方法不僅能反應構件內部混凝土的勻質性及是否有缺陷,還可以減少齡期、含水率及碳化深度對混凝土強度檢測造成的影響,彌補回彈法的不足,提高測試精度。
砌體結構的檢測可以直接測試砌體強度,也可以分別檢測砌筑塊材和砌筑砂漿的強度計算砌體強度。
砌體抗壓強度可采用扁頂法、原位軸壓法、切制抗壓試件法。扁頂法是采用扁式液壓千斤頂裝入開挖的砌體灰縫中在墻體上進行抗壓測試;原位軸壓法是對扁頂法的改進,采用原位壓力機在墻體上進行抗壓測試,測定槽間砌體的抗壓強度,換算為標準砌體的抗壓強度。這兩種方法的優點是測試結果直觀性、可比性較強,缺點是對檢測部位有較大局部破損,設備較沉重,使用不便,允許的極限應變較小,測定砌體的極限強度受到限制。
砌筑塊材強度可采用取樣法、回彈法、取樣結合回彈的方法或鉆芯的方法檢測。磚和塊材主要用取樣法,燒結磚常用回彈法或取樣結合回彈的方法,石材一般用取樣法或鉆芯法。燒結磚回彈法是用回彈儀測試磚表面硬度,將回彈值換算成抗壓強度。該方法操作簡單、方便,對于檢測設備及檢測人員無特殊要求,數據計算及結果判定方法簡單易行。
砌筑砂漿強度一般采用砂漿回彈法、貫入法、筒壓法等。砂漿回彈法是采用砂漿回彈儀檢測砌體中砂漿的表面硬度,根據回彈值和碳化深度推定砂漿強度。該方法要求墻體水平灰縫砂漿飽滿,內部與其表面的砂漿質量基本一致。筒壓法是將取樣砂漿破碎、烘干并篩分成符合一定級配要求的顆粒,裝入承壓筒并施加筒壓荷載后,檢測其破損程度 (用筒壓比表示),以此來推定砂漿強度。
現在混凝土中各種外加劑的使用,使混凝土構件早期就有很深的碳化,影響回彈法推定混凝土的強度。因此,回彈法檢測時要考慮混凝土原材料,配合比、齡期,并采用同條件的試塊進行驗證,對碳化深度進行修正,給出合理的碳化深度,再去推定混凝土強度,這樣得出的結論更能接近實際情況。
鉆芯法會對結構或構件會產生一定破壞,雖然經過補強處理,但在取芯的部位也會受力不均勻,造成應力集中,可能影響結構受力。此外取芯部位,芯樣質量及加工水平對芯樣的強度起決定性作用,所以鉆芯法局限性、離散性較大,不能全面代表整體混凝土的強度。
試驗表明,對于混凝土構件外觀完好,回彈法普查勻質性和強度均能滿足要求,芯樣的強度也基本能滿足;對于齡期過短或者強度沒有達到10MPa 的混凝土,不適宜采用鉆芯法;當被檢測混凝土的表層質量不具有代表性時,應采用鉆芯法。
砌筑砂漿因為灰縫砂漿密實度不是很高,空隙率較大,成型后碳化深度基本都在3mm 以上,如果按碳化深度大于3mm 計算砂漿強度其誤差較大。所以,砂漿回彈法更多的用于強度勻質性的檢測,強度檢測應采用其他方法綜合確定。
建筑結構的安全性是保證人們居住和生活的前提,結構檢測結果是衡量工程質量的標尺,所以結構檢測要求檢測人員不但要熟練掌握標準規范,還要在實踐工作中不斷總結工作經驗,正確合理的選用各種檢測方法,相互驗證得出真實、準確、可靠的檢測數據和結論,從而對建筑結構的安全性進行公正、合理的評價。