建筑工程高強(qiáng)度混凝土檢測(cè)回彈法的應(yīng)用

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【摘要】本文對(duì)回彈法混凝土檢測(cè)方法的基本原理與適用條件進(jìn)行了簡(jiǎn)單概述，而后分析回彈法在高強(qiáng)度混凝土檢測(cè)中的應(yīng)用要點(diǎn)，最后結(jié)合實(shí)例分析回彈法高強(qiáng)度混凝土檢測(cè)在建筑工程中的實(shí)際應(yīng)用以及回彈法高強(qiáng)度混凝土檢測(cè)結(jié)果的影響因素。為相關(guān)研究人員提供參考。

【關(guān)鍵詞】回彈法；建筑工程；高強(qiáng)度混凝土

引言

混凝土是建筑工程中的一種常用材料，其強(qiáng)度對(duì)于建筑工程的質(zhì)量與安全性具有關(guān)鍵意義。因此在混凝土施工結(jié)束后，需要采取必要手段對(duì)混凝土材料的強(qiáng)度做出檢測(cè)，其中回彈法是一種應(yīng)用于混凝土強(qiáng)度檢測(cè)的有效方法，在其應(yīng)用過(guò)程中需要全面了解此種方法的應(yīng)用過(guò)程與要點(diǎn)，從而實(shí)現(xiàn)合理應(yīng)用。

1回彈法混凝土檢測(cè)方法概述

1.1回彈法混凝土檢測(cè)方法的基本原理

回彈法檢測(cè)混凝土強(qiáng)度是指利用回彈儀，通過(guò)彈簧驅(qū)動(dòng)彈擊錘，使得彈擊桿彈擊混凝土表面產(chǎn)生瞬間彈性變形恢復(fù)力，在該力的作用下，彈擊錘與指針出現(xiàn)回彈現(xiàn)象，并顯示回彈距離，而后可以根據(jù)回彈的相關(guān)數(shù)值，對(duì)混凝土抗壓強(qiáng)度做出分析[1]?；貜椃▽儆谝环N混凝土非破損檢測(cè)技術(shù)，對(duì)混凝土的結(jié)構(gòu)性能不會(huì)造成影響，主要通過(guò)回彈數(shù)值反映出混凝土表面的硬度，從而計(jì)算出混凝土強(qiáng)度。在應(yīng)用這一檢測(cè)方法時(shí)，需要確保混凝土回彈值能夠準(zhǔn)確反映出混凝土的強(qiáng)度，因此在具體應(yīng)用過(guò)程中需要建立相應(yīng)的校準(zhǔn)公式，其中包括單一法、綜合法兩種，前者是根據(jù)數(shù)理統(tǒng)計(jì)與回歸分析方法，建立混凝土物理力學(xué)性能Y與試驗(yàn)測(cè)得的混凝土某個(gè)物理量X之間的關(guān)系，也就是Y=f（X）；后者是指根據(jù)混凝土某個(gè)物理力學(xué)性能Y以及其他綜合特征，建立關(guān)于X1、X2、X3的多因素關(guān)系式，也就是Y=f（X1，X2，X3）[2]。

1.2回彈法混凝土檢測(cè)方法的適用條件

回彈法混凝土檢測(cè)方法具有操作簡(jiǎn)單、檢測(cè)速度快、成本較低等優(yōu)勢(shì)，目前這一方法在混凝土檢測(cè)過(guò)程中得到了廣泛應(yīng)用。此方法在高強(qiáng)混凝土的強(qiáng)度檢測(cè)方面具備良好應(yīng)用效果，檢測(cè)過(guò)程中不會(huì)對(duì)混凝土內(nèi)部造成損害，因此也適用于對(duì)強(qiáng)度存在較高要求的建筑工程。回彈法應(yīng)用的關(guān)鍵條件在于需要保證混凝土質(zhì)地均勻，混凝土內(nèi)部與外部強(qiáng)度存在較大差別的情況下不應(yīng)選用此種方法。并且還應(yīng)根據(jù)混凝土的強(qiáng)度選用相應(yīng)的回彈儀，比如在混凝土強(qiáng)度為C10-C60范圍內(nèi)時(shí)，通常選擇中型回彈儀進(jìn)行檢測(cè)。

2回彈法高強(qiáng)度混凝土檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用要點(diǎn)

2.1儀器設(shè)備的選擇與測(cè)試

應(yīng)用回彈法進(jìn)行高強(qiáng)度混凝土檢測(cè)時(shí)，需要事先對(duì)所用儀器設(shè)備做出合理選擇，同時(shí)還應(yīng)依據(jù)相關(guān)的檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)要求，從而為后續(xù)檢測(cè)工作打下良好基礎(chǔ)。目前常用的回彈儀可以根據(jù)使用范圍分為中型回彈儀與重型回彈儀，前者主要適用于抗壓強(qiáng)度在10MPa~60MPa范圍內(nèi)混凝土的強(qiáng)度檢測(cè)，而后者主要適用于強(qiáng)度在50MPa~100MPa混凝土的檢測(cè)。本文針對(duì)高強(qiáng)度混凝土的檢測(cè)應(yīng)選用重型回彈儀。為了確?；貜梼x檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性，回彈儀的使用過(guò)程中，需要定期進(jìn)行檢查，檢定周期通常為半年。一般情況下回彈儀適用的溫度范圍在-4~40℃之間。在新回彈儀啟用前、超過(guò)檢定有效期限、數(shù)字式回彈儀數(shù)字顯示的回彈值與指針直讀示值相差大于1或受到嚴(yán)重撞擊或其他損害等情況下，需要按專業(yè)計(jì)量檢定機(jī)構(gòu)按行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《回彈儀》JJG817對(duì)其進(jìn)行檢定。并且在使用之前也要對(duì)其進(jìn)行相應(yīng)的性能測(cè)試，確保其符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求。如檢測(cè)公司在對(duì)某文化商業(yè)廣場(chǎng)商住辦項(xiàng)目檢測(cè)前首先要判斷回彈儀檢測(cè)結(jié)果準(zhǔn)確性，通過(guò)觀察水平彈擊時(shí)回彈儀的彈擊脫鉤后，標(biāo)稱能量能否達(dá)到2.207J進(jìn)行判斷結(jié)果準(zhǔn)確性，同時(shí)本公司檢測(cè)人員在回彈儀發(fā)生撞擊時(shí)應(yīng)使儀器彈簧始終處于放松狀態(tài)，觀察結(jié)果顯示彈擊錘起跳點(diǎn)位于指針?biāo)诘摹?”刻度位置，表明回彈儀的檢測(cè)結(jié)果較為準(zhǔn)確。同本公司檢測(cè)人員在測(cè)試儀器結(jié)果準(zhǔn)確性過(guò)程還確保了砧板表面清潔，操作過(guò)程分為4個(gè)不同的方向，檢測(cè)人員進(jìn)行彈擊操作時(shí)，轉(zhuǎn)換方向進(jìn)行操作前先將彈擊桿進(jìn)行了90°旋轉(zhuǎn)，并觀察每個(gè)方向回彈值處于78~82之間，這種做法有效保障了回彈儀性能檢測(cè)結(jié)果的真實(shí)性。

2.2具體檢測(cè)步驟

利用回彈法進(jìn)行在C60以上高強(qiáng)度混凝土的檢測(cè)時(shí)，需要依據(jù)《回彈法檢測(cè)混凝土抗壓強(qiáng)度技術(shù)規(guī)程》進(jìn)行檢測(cè)[3]。檢測(cè)過(guò)程中的具體步驟如下：

2.2.1檢測(cè)構(gòu)件選擇與布置測(cè)區(qū)在進(jìn)行檢測(cè)前需要事先對(duì)檢測(cè)構(gòu)件與測(cè)區(qū)做出合理選擇。具體做法可以以本工程為例，對(duì)于同批次進(jìn)行檢測(cè)的構(gòu)件，保障抽檢數(shù)量不低于同批構(gòu)件總數(shù)的30%，并且數(shù)量不低于10件；檢測(cè)構(gòu)件數(shù)量同一批次超過(guò)30個(gè)，因此筆者對(duì)抽樣構(gòu)件數(shù)量做出了調(diào)整，保持在國(guó)家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的最小抽樣數(shù)量之上。在確定檢測(cè)構(gòu)件及其數(shù)量后，要對(duì)測(cè)區(qū)進(jìn)行合理布置。具體工作方式是針對(duì)一般的混凝土構(gòu)件，選擇的數(shù)量為10個(gè)。需要減少測(cè)區(qū)數(shù)量的情況下，構(gòu)件檢測(cè)數(shù)量也不應(yīng)少于5個(gè)。測(cè)區(qū)面積應(yīng)在0.04m2以內(nèi)。相鄰兩個(gè)測(cè)區(qū)的間距應(yīng)小于2m，測(cè)區(qū)離構(gòu)件端部或施工縫邊緣距離應(yīng)處于0.2~0.5m范圍內(nèi)。測(cè)區(qū)位置應(yīng)處于能夠使回彈儀處于水平方向的混凝土側(cè)面，在無(wú)法滿足此要求時(shí)，應(yīng)將回彈儀處于非水平方向的混凝土澆筑表面或底面。此外還應(yīng)在構(gòu)件兩個(gè)對(duì)稱可測(cè)面上布置測(cè)區(qū)，對(duì)于構(gòu)件的重要部位及薄弱部位必須布置測(cè)區(qū)，同時(shí)要避開(kāi)預(yù)埋件。測(cè)區(qū)表面應(yīng)選擇整潔和平整的混凝土原漿面，不應(yīng)存在疏松層、浮漿、油垢、涂層以及蜂窩和麻面問(wèn)題。對(duì)于薄壁和小型構(gòu)件，為了避免彈擊時(shí)發(fā)生顫動(dòng)，應(yīng)對(duì)其進(jìn)行固定。對(duì)于每個(gè)測(cè)區(qū)都應(yīng)進(jìn)行編號(hào)，并繪制出測(cè)區(qū)布置示意圖。

2.2.2測(cè)量回彈值與碳化深度回彈值的測(cè)量過(guò)程中，應(yīng)始終確?；貜梼x軸線與混凝土檢測(cè)面相垂直，而后緩慢增加壓力，在取得準(zhǔn)確讀數(shù)后迅速?gòu)?fù)位。測(cè)點(diǎn)的分布應(yīng)保證均勻，相鄰2個(gè)測(cè)點(diǎn)凈距≥20mm；測(cè)點(diǎn)距離外露鋼筋和預(yù)埋件的距離應(yīng)≥30mm。同時(shí)避免將測(cè)點(diǎn)選擇在氣孔或石子位置。注意是對(duì)于1個(gè)測(cè)點(diǎn)只進(jìn)行一次彈擊，保障在每個(gè)測(cè)區(qū)記錄16個(gè)回彈值，同時(shí)將各測(cè)點(diǎn)回彈值讀數(shù)精確至1。在回彈值測(cè)量結(jié)束后，還進(jìn)行了碳化深度值的測(cè)量，測(cè)點(diǎn)大于構(gòu)件測(cè)區(qū)數(shù)30%。測(cè)量后將平均值作為構(gòu)件每個(gè)測(cè)區(qū)碳化深度值。如果碳化深度值極差>2mm，需要在每個(gè)測(cè)區(qū)對(duì)碳化深度值進(jìn)行測(cè)定。

2.2.3計(jì)算回彈值進(jìn)行回彈值計(jì)算時(shí)，應(yīng)事先去除16個(gè)回彈值中的3個(gè)最大值與3個(gè)最小值，將剩余的10個(gè)回彈值進(jìn)行算數(shù)平均值計(jì)算。對(duì)于非水平狀態(tài)混凝土澆筑側(cè)面的檢測(cè)，需要對(duì)測(cè)區(qū)平均回彈值進(jìn)行角度修正。在水平方向進(jìn)行混凝土頂面、底面檢測(cè)時(shí)，需要對(duì)平均回彈值進(jìn)行檢測(cè)面的修正。如果回彈儀處于非水平方向，且測(cè)試面并非澆筑側(cè)面，需要分別進(jìn)行回彈值角度修正與澆筑面修正。

2.2.4強(qiáng)度換算在完成回彈值的檢測(cè)與計(jì)算后，需要對(duì)其進(jìn)行強(qiáng)度換算。換算過(guò)程中需要根據(jù)測(cè)區(qū)平均回彈值及碳化深度值，并利用測(cè)強(qiáng)曲線或測(cè)區(qū)強(qiáng)度換算表，得出測(cè)區(qū)現(xiàn)齡期混凝土強(qiáng)度值。具體換算流程如表1所示。

3回彈法高強(qiáng)度混凝土檢測(cè)在建筑工程中的實(shí)際應(yīng)用

在建筑工程當(dāng)中，回彈法高強(qiáng)度混凝土檢測(cè)技術(shù)具有良好的應(yīng)用效果，在某軌道交通站A地塊地下民防工程的實(shí)際應(yīng)用中，將回彈法有效用于早齡期（7-14d）高強(qiáng)度混凝土強(qiáng)度的檢測(cè)，能夠較為準(zhǔn)確地反映出高強(qiáng)度混凝土早齡期強(qiáng)度?；炷敛牧系倪x擇上，選用了某商品混凝土攪拌站中的C60混凝土，此種混凝土的組成成分包括水泥、粉煤灰、砂、石、水和減水劑，上述材料的用量分別為421kg•m-3；84.2kg•m-3；726kg•m-3；1120kg•m-3；180kg•m-3；10.95kg•m-3。配合比為1：0.20：1.72：2.66：0.43：0.026，水膠比為0.356。進(jìn)行檢測(cè)前首先設(shè)定混凝土早齡期強(qiáng)度為f1，28d強(qiáng)度為f2，并且二者之間存在線性關(guān)系，并根據(jù)線性回歸方法建立相應(yīng)的回歸方程f2=a+b•f1。a、b分別為系數(shù)，需要在后續(xù)計(jì)算中獲得準(zhǔn)確數(shù)值。此后利用回彈法對(duì)早齡期高強(qiáng)度混凝土的強(qiáng)度進(jìn)行檢測(cè)，并根據(jù)上述公式計(jì)算出混凝土28d的強(qiáng)度。而后利用回彈法對(duì)該混凝土7d抗壓強(qiáng)度進(jìn)行實(shí)際測(cè)量，具體測(cè)量過(guò)程中選用了3個(gè)混凝土構(gòu)件，截面b×h=300mm×500mm，長(zhǎng)l=1500mm。計(jì)算后得出Ⅰ面7d、Ⅱ面28d強(qiáng)度值，如表2所示。根據(jù)上述表格中的數(shù)據(jù)對(duì)公式中的a、b值進(jìn)行計(jì)算，其中a=y-bx=27.7730；b=Lxy-Lxx=0.7947。在此基礎(chǔ)上對(duì)各個(gè)測(cè)區(qū)7d以及28d構(gòu)件抗壓強(qiáng)度進(jìn)行計(jì)算，得出f2的總均值為67.6，極差平均值R為1.04。并對(duì)每組3個(gè)數(shù)據(jù)情況下的控制界限進(jìn)行計(jì)算。最后依據(jù)各樣本均值與極差制作出強(qiáng)度控制圖以及R控制圖，如圖2所示。根據(jù)控制圖能夠看出一部分點(diǎn)處于控制界限之外，因此可以判斷上述C60混凝土的強(qiáng)度狀態(tài)不穩(wěn)定。

4回彈法高強(qiáng)度混凝土檢測(cè)結(jié)果的影響因素

在實(shí)際應(yīng)用回彈法進(jìn)行高強(qiáng)度混凝土檢測(cè)時(shí)，一些因素可能會(huì)對(duì)混凝土強(qiáng)度檢測(cè)的結(jié)果造成影響。因此需要通過(guò)對(duì)影響混凝土檢測(cè)效果的相關(guān)因素做出分析，在實(shí)際操作中加以避免。通過(guò)以下實(shí)驗(yàn)，對(duì)回彈法高強(qiáng)度混凝土檢測(cè)結(jié)果的影響因素做出了比較全面的分析。該實(shí)驗(yàn)使用了P.O42.5水泥、多種不同粒徑范圍的碎石、細(xì)度模數(shù)2.4-2.6的中砂以及LEX-9H聚羥酸減水劑和粉煤灰?guī)追N材料。實(shí)驗(yàn)設(shè)備選用了樂(lè)陵市回彈儀、智能型非金屬超聲波檢測(cè)分析儀、新三思YAW4206電液伺服壓力試驗(yàn)機(jī)幾種設(shè)備。制作強(qiáng)度等級(jí)C15-C60的混凝土標(biāo)準(zhǔn)試塊，并分別在7d、14d、28d、60d、90d、180d、360d進(jìn)行超聲和回彈測(cè)試，測(cè)試結(jié)束后對(duì)試塊進(jìn)行抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)。測(cè)試結(jié)果中，混凝土原材料對(duì)測(cè)試結(jié)果的影響如表3所示。根據(jù)表3結(jié)果能夠得出以下結(jié)論：①粗骨料品種對(duì)于測(cè)強(qiáng)曲線參數(shù)具有較大影響，主要原因在于骨料聲速相對(duì)于混凝土其他成分的聲速較高，同時(shí)，骨料在混凝土中占比也較大。其中粗骨料的品種、用量以及粒徑對(duì)于測(cè)強(qiáng)曲線存在較大影響，在粒徑大于4cm的情況下應(yīng)采用專用曲線，或采取鉆芯法對(duì)結(jié)果進(jìn)行修正。而細(xì)骨料以及添加劑的影響相對(duì)較小。②水泥品種對(duì)于測(cè)強(qiáng)曲線影響較為有限，主要影響因素在于水泥密度與強(qiáng)度。其中密度對(duì)混凝土強(qiáng)度的影響不明顯，而強(qiáng)度在28d后逐漸趨于穩(wěn)定。實(shí)際檢測(cè)過(guò)程中可以采用專用曲線，或結(jié)合鉆芯法修正檢測(cè)結(jié)果。除此之外，超聲測(cè)試設(shè)備的頻率對(duì)于測(cè)試結(jié)果也存在一定影響。該試驗(yàn)針對(duì)同組立方試件，分別將超聲儀測(cè)試頻率調(diào)整為30kHz、54kHz、82kHz，并對(duì)聲速值進(jìn)行計(jì)算，最后將30組立方體聲速平均值作為分析數(shù)據(jù)，結(jié)果如表4所示。通過(guò)以上結(jié)果能夠看出，頻率對(duì)于聲速值的測(cè)試存在一定的影響，聲速值隨著頻率提高而增大。因此在實(shí)際測(cè)試過(guò)程中需要對(duì)測(cè)試儀器與設(shè)備頻率進(jìn)行統(tǒng)一以減少其影響。

5結(jié)論

回彈法是一種目前應(yīng)用廣泛的混凝土強(qiáng)度檢測(cè)方法，在建筑工程高強(qiáng)度混凝土檢測(cè)中也具有良好的應(yīng)用效果。具體應(yīng)用過(guò)程中，需要根據(jù)混凝土強(qiáng)度選擇合適的儀器設(shè)備，并嚴(yán)格按照操作步驟進(jìn)行測(cè)量和計(jì)算，根據(jù)回彈值換算出混凝土的強(qiáng)度，為建筑施工質(zhì)量提供有效保障。

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作者：馬佳佳 單位：上海嘉定城發(fā)置業(yè)有限公司