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混凝土抗压强度多种检测方法的比较分析

发布时间:2019-06-04 来 源 :武汉华轩高新
      混凝土是现代建设工程中必不可少的材料。抗压强度是混凝土最为重要的指标,在现场浇注混凝土时需要进行抽样送检,在达到28d龄期时在实验室进行抗压强度检测。由于抽样送检数量有限,在达到龄期后,各方仍然需要组织混凝土构件的现场检测,现场检测主要以无损或微破损检测为主,目前常用的检测手段有回弹法、超声-回弹法、钻芯法、后锚固法、剪压法等,各种检测方法都建立了相应的行业标准,明确了检测范围及要求。但由于现场条件限制等因素,存在选取的检测方法无法适应检测目的的情况。通过对目前各种成熟的检测方法进行对比分析,有利于建设工程各方合理选取检测方法,为保障建设工程质量提供技术支持。

      一、方法比较

      1、 回弹法

      回弹法检测混凝土抗压强度是目前最为常用的一种无损检测方法。通过回弹仪对混凝土表面的硬度进行检测,获取表面硬度值,然后采集碳化深度,利用数学关系推定出混凝土抗压强度值。

      目前正在实施的行业规范有JGJ/T23-2011《回弹法检测混凝土抗压强度技术规程》。其适用范围为普通混凝土抗压强度,不适用于表层与内部质量有明显差异或内部存在缺陷的混凝土强度检测。混凝土材料及施工工艺要求为:

      a.混凝土采用的水泥、砂石、外加剂、掺合料、拌合用水符合国家现行有关标准。

      b.采用普通成型工艺。

      c.采用符合国家标准规定的模板。

      d.蒸汽养护出池经自然养护7d以上,且混凝土表层为干燥状态。

      e.自然养护龄期为14d~1000d。

      f.抗压强度为10.0MPa~60.0MPa。

      对于原材料或者施工工艺发生变化的混凝土,应建立专用的地方标准曲线或者专用标准曲线进行混凝土抗压强度的判定。

      回弹法检测混凝土抗压强度属于无损检测,可以快速推定出混凝土抗压强度。但是由于回弹法属于间接推定方法,影响因素较多,比如混凝土表层与内部存在差异、回弹时存在角度偏差、检测碳化深度时未清孔等;这些因素都会导致检测结果出现偏差,影响检测准确性。

      因此,回弹法是一种广泛使用的方法,但其精度一般,只适合做大规模抽查检测,不适合做精确定量检测。

      2、超声-回弹法

      为解决回弹法只能通过混凝土表面硬度来推算混凝土强度的缺陷,学者们进行了研究,并于2005年正式实施协会标准CECS02:2005《超声回弹综合检测混凝土强度技术规程》,该方法在相同测区分别通过回弹法和超声法对混凝土进行检测,利用数学公式推定出对应的混凝土构件的抗压强度值,是一种回弹法检测混凝土抗压强度方法的补充。

      与回弹法检测混凝土抗压强度类似,超声-回弹法检测混凝土抗压强度的适用范围也为普通混凝土,不适用于因冻害、化学侵蚀、火灾、高温等已造成表面疏松、剥落的混凝土。原材料及工艺条件为:

      a.混凝土用水泥符合相应的国家标准。

      b.混凝土用砂石骨料符合相应的行业标准。

      c.可掺或不掺矿物掺合料、外加剂、粉煤灰、泵送剂。

      d.人工或一般机械搅拌的混凝土或泵送混凝土。

      e.自然养护。

      f.龄期7d~2000d。

      g.混凝土强度10MPa~70MPa。

      虽然超声-回弹法对回弹法进行了补充,但是由于混凝土构件内部存在钢筋等情况的存在,在实际检测过程中需要对钢筋位置进行扫描,否则会对超声数据造成影响,甚至存在数据失真的可能性。当采用对测方法进行超声检测时容易避开钢筋,但是采用角测或斜侧时检测结果偏差会增大。

      超声-回弹法也属于无损检测,且精度要优于回弹法。但是其检测过程较为烦琐,目前多用于回弹法的补充,并未大规模单独使用此法进行混凝土抗压强度的检测。

      3、钻芯法

      钻芯法是采用钻芯机在混凝土构件上钻取芯样,加工后在实验室压力机上进行抗压强度检测,属于直接获取混凝土抗压强度的检测方法。

      现行行业标准有JGJ/T384-2016《钻芯法检测混凝土抗压强度技术规程》,用于确定混凝土抗压强度推定值或者对间接强度检测方法进行修正。芯样应使用直径为100mm的芯样,直径不应小于骨料最大粒径的3倍,或者采用直径不小于70mm且直径不小于骨料最大粒径2倍的小直径芯样。

      钻芯法属于破损法检测混凝土抗压强度,在混凝土构件上钻芯时数量不宜过多,需要避开集中受力部位。钻芯法容易将混凝土构件内部的钢筋截断,造成结构力学性能下降。芯样高径比要在0.95~1.05区间之内,芯样端部需要进行补平,否则会对检测结果造成较大影响。

      目前钻芯法主要用于对其他间接法检测混凝土抗压强度的补充修正。

      4、后锚固法

      后锚固法是在混凝土构件钻孔,将后锚固件植入混凝土构件中,待时机合适时进行拉拔试验,通过后锚固件的拔出力推定混凝土的抗压强度。

      目前使用的行业标准有JGJ/T208-2010《后锚固法检测混凝土抗压强度技术规程》。该规程仅适用于检测普通混凝土抗压强度,当混凝土表层与内部存在明显差异时应先将混凝土表层剔除后再进行检测。

      后锚固法是一种微破损检测方法,具有检测精度高、对构件破坏性小等优点。但影响后锚固法检测结果的因素较多,例如打孔直径、深度、清孔情况,锚固胶质量,锚固情况等,目前主要用于不能对结构进行损伤,但是回弹法无法检测的情况,是混凝土抗压强度检测一种主要补充手段。

      5、剪压法

      剪压法是使用剪压仪在混凝土构件的直角边施加压力,使直角边产生局部破坏,通过剪压力值推定混凝土强度的一种检测方法。

      目前使用的协会标准为CECS278:2010《剪压法检测混凝土抗压强度技术规程》,适用于具有直角边、能够施加剪压力的混凝土构件。不适用于表层与内部质量存在明显差异或内部存在缺陷的混凝土。

      剪压法是一种新兴的混凝土抗压强度检测方法,对混凝土形状具有限制;通过边角的剪压力来推定混凝土强度,当混凝土内部与表层存在差异时无法准确判断。

      由于剪压仪较重,现场检测时需要人员较多,检测效率不高。通常在无法进行钻芯法检测,但是要求精度较高的检测条件时使用。


      二、结论与建议


      通过对现行的多种混凝土抗压强度检测方法进行分析,明确了各种检测方法优缺点及适用范围,有利于检测人员合理选择检测方法,提升检测的准确性。

      a.当需要对混凝土构件进行大量定性检测时通常采用回弹法。

      b.需要对混凝土进行准确检测时需要采用钻芯法,当不具备钻芯条件时通常采用后锚固法或剪压法进行代替。

      c.混凝土表层与内部存在差异时通常选择钻芯法,选择后锚固法时需要将混凝土表层进行剔除。

      d.超声-回弹法主要使用在具备对测条件的混凝土构件上。

      e.剪压法对混凝土构件的规格形状具有较高要求。