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经济的发展促进了建筑事业的发展,混凝土强度是保证施工质量的重要途径之一。对于混凝土强度的测试方法也在工程建筑发展中越来越多,常用的检测混凝土强度的方法有:回弹法、钻芯法、回弹-钻芯修正法、超声法、超声综合法等。回弹法检测混凝土强度无损伤、可复测,仪器轻便、操作简单,测试速度快、高测试费用低,可以基本反映构件混凝土抗压强度的规律;但其只反映表面强度,易受环境影响。钻芯法直观可靠,精确度高,但其成本较高,而且会造成结构或构件的局部损伤,因而对钻芯位置的选择及钻芯数量等均有一定限制。回弹一钻芯修正法弥补了两种方法的各自缺点,有效提高了回弹法检测精度,扩大了其应用范围,不仅可用于新建工程而且可用于既有建筑的检测鉴定。
一、回弹法检测混凝土抗压强度
1.回弹法的检测条件
(1)适用于工程结构普通混凝土抗压强度的检测。
(2)表层与内部不能有明显差异,由于回弹值只代表混凝土表层的质量,所以使用回弹法时,必须要求混凝土的表面质量与内部质量基本一致。
(3)回弹测强曲线限定的龄期(14~1000天)。
(4)回弹测强曲线限定的强度(10~60MPa),上海地区回弹测强曲线限定的强度(10~70MPa)。
(5)回弹法不适用于因冻害、化学侵蚀、火灾等造成表面疏松、剥落的结构混凝土强度检测。
2.回弹法的检测抽检数量及测区布置
当按单个构件检测时,应在构件上均匀布置测区,每个构件上的测区数不应少于10个;对某一方向尺寸小于4.5m时且另一方向尺寸小于0.3m的构件(短柱),其测区数量可适当减少,但不应少于5个。
对同批构件按批抽样检测时,构件抽样数不应少于同批构件的30%,且不应少于10件。
当按批抽样检测时,符合下列条件的构件才可作为同批构件:混凝土强度等级相同、混凝土原材料、配合比、成型工艺、养护条件及龄期基本相同、构件种类相同、在施工阶段所处状态相同。
3.回弹法检测的影响因素
(1)回弹仪测试角度对测试值的影响。由于受重力的作用,(重锤的位移)回弹仪在非水平方向上的测试结果与水平方向上的测试结果不同,因此,对不同的测试角度需要进行修正。
(2)混凝土不同浇注面对回弹值的影响。在混凝土的浇注表面,由于泌水、浆厚等原因测得的回弹值偏低;混凝土的浇注底面,由于骨料的下沉、离析等原因,测得的回弹值比侧面高。因此,对不同的测试面需要进行修正。
(3)不同模板材料对回弹值的影响。常用钢模、木模所形成的混凝土表面状况有明显的差异,回弹值也会有所不同。对于木模成型的混凝土表面,应用砂轮磨平厚测量。模板的接缝处回弹值,由于泌水一般情况下会偏高。
(4)养护条件对回弹值的影响。采用标养与自然养护时,对于混凝土R- f关系曲线有显著影响。在相同强度下,自然养护的回弹值高于标准养护的回弹值。实验研究表明,当混凝土强度超过30MPa时,两者的差异可以忽略不计。
(5)表面湿度对回弹值的影响。湿度越大回弹值越低,这种影响随混凝土强度的提高而变小。现场检测中应尽可能采用干燥状态下的混凝土。
(6)龄期和碳化深度对回弹值的影响。龄期越长,回弹值越大,碳化层厚度随龄期的增长而加大,回弹值随碳化深度的增大而增大。
4.回弹法检测计算
测区回弹代表值应从该测区的16个回弹值中依次剔除3个最大值和3个最小值,取其余10个有效回弹值应按下列公式计算:
式中R—测区回弹代表值,取有效测试数据的平均值,精确至0.1;
Ri—第i个测点的有效回弹值。
测区混凝土抗压强度换算应按下列公式计算:
当结构或构件中的测区数不少于10个时,各测区混凝土抗压强度换算值的平均值和标准差应按下列公式计算:
—结构或构件第i 个测区的混凝土抗压强度换算值(MPa);
—结构或构件测区混凝土抗压强度换算值的平均值(MPa),精确至0.1MPa;
—结构或构件测区混凝土抗压强度换算值的标准差(MPa),精确至0.01MPa。
—测区数。对单个检测的构件,取一个构件的测区数;对批量检测的构件,取被抽检构件测区数之总和。
当结构或构件中测区数少于10个时,混凝土抗压强度推定值取测区强度最小值:
—结构或构件最小的测区混凝土抗压强度换算值(MPa),精确至0.1MPa。
当结构或构件中测区数不少于10个或按批量检测时,按下式推定强度:
二、钻芯法检测混凝土抗压强度
1.取芯位置及数量
钻芯法适用于检测强度等级为C10~C80的新、老结构或构件混凝土的抗压强度。
取芯位置:结构或构件受力较小的部位;混凝土强度具有代表性的部位;便于钻芯机安放与操作的部位;避开主筋、预埋件和管线的位置。应随机抽取结构的构件或结构的局部,每个芯样取自一个构件或结构的局部部位。
按批量推定时,同规格芯样试件的数量应根据同一检测批中样本容量的大小确定。当公称直径为100mm时,芯样不应少于15个;当公称直径为70mm或55mm时,芯样不应少于20个。
2.芯样加工要求
(1)芯样试件的实际高径比(H/D)应在0.95~1.05之间。
(2)沿芯样试件高度任一直径与平均直径的差不应超过2mm。
(3)抗压芯样试件端面的不平整度在100mm长度内不得超过0.1mm。
(4)芯样试件端面与轴线的不垂直度不得超过1°。
(5)芯样不得有裂缝或有其他较大缺陷。
3. 芯样试验及计算
样试件应在自然干燥状态下进行抗压试验,一般芯样试件在加工完毕后,在试验室内自然干燥3天以上。当结构工作条件比较潮湿,需要确定潮湿状态下混凝土的强度时,芯样试件宜在20±5℃的清水中浸泡40~48h,从水中取出后立即进行试验。
混凝土芯样抗压强度换算值,可按下式计算:
—芯样试件混凝土立方体抗压强度换算值(MPa),精确至0.1MPa
—芯样试件的抗压试验测得的最大压力(N);
A—芯样试件抗压截面面积(mm2);
—芯样试件端面磨平处理的修正系数取1.00,采用硫磺补平芯样端面的修正系数取1.05。