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【摘要】回弹法检测混凝土强度在工程检测中的应用越来越广泛,本文在简述回弹法的原理及特点的基础上,对回弹法检测混凝土强度的实际应用进行分析,希望对提高以后的回弹检测工作能有一点帮助。
【关键词】回弹法;混凝土;抗压强度
1、前言
在现阶段的工程检测中对混凝土强度的检测主要包括两种方法:无损检测及局部破损检测。回弹法检测属于无损方法之一,因其快速、准确、经济及无损等特性,容易在较短时间内获取检测数据,在工程检测中越来越受到工程人员的青睐,得到了广泛的应用:工程监督抽检、施工方因未按规定制作混凝土试件或对混凝土结构的强度值有怀疑时都可采用回弹法进行检验。随着回弹法检测的日渐成熟,特别是有效结合测强曲线的使用,更能提高检测结果的准确性。
2、回弹法检测混凝土强度的工作原理
2.1回弹法的工作原理
回弹法属于无损检测范畴,是构建于混凝土抗压强度与回弹值R之间的一种函数关联性,即:fcu=f(R)。如借助相应的公式或曲线加以表达,就是回归方程或校准曲线。只要测出R值,就能借助公式或曲线推算出混凝土的强度值fcu。
回弹法的原理是混凝土被回弹仪重锤冲击后,处于冲击能的作用内,其表层会形成瞬间的弹性变形,而混凝土具备的恢复性能会形成相应的恢复力,从而让重锤弹回,根据重锤弹回的距离来确定回弹值的大小。
回弹法的应用是依据混凝土凝固后其表面的硬度(主要是砂浆的硬度)与其抗压强度值之间存在着某种关系,即用回弹值反映混凝土表面的硬度,再依据混凝土表面的硬度来推测出混凝土的抗压强度。因此混凝土表面的硬度越大,抗压强度值就越高,反之亦然。然后结合碳化深度值的换算,就能较准确的推断出混凝土的强度值。
2.2检测强度曲线
用回弹法检测混凝土强度后,结合测强曲线的使用,往往会提高检测结果的准确性。测强曲线分三种:统一测强曲线、地区测强曲线及专用测强曲线。统一测强曲线是选用全国有代表性的材料、成型工艺制作的混凝土试件,通过试验及分析处理后所建立的测强曲线;地区测强曲线是由本地区常用的材料、成型工艺制作的混凝土试件,通过试验及分析处理后所建立的测强曲线;专用测强曲线是由与构件混凝土相同的材料、成型养护工艺制作的混凝土试件,通过试验所建立的测强曲线。由于我国地域辽阔,各地所用的材料差异较大,所以统一测强曲线的实用性并不强,应优先选用地区测强曲线和专用测强曲线,而专用测强曲线准确性更高。
3、回弹法检测混凝土强度的影响因素
3.1 回弹仪自身的影响
回弹仪自身对检测强度会造成一定的影响,我单位进行过一次比对试验,用2支回弹仪对同一构件进行检测,一支为我单位的回弹仪,一支为施工单位的回弹仪,率定值为:我单位为80;施工单位为82,二者均符合現行《回弹法检测混凝土抗压强度技术规程》中率定值(80±2)的要求。率定值相差2,那么在混凝土实体检测中会相差多少呢?我们在该施工单位在建的一建筑工程八层梁中选定一构件布了10个测区,用上述二支回弹仪在每个测区中分别进行了比对检测,其结果如下表所示。
从上表可以看出,施工单位的回弹值在每一测区都比我单位测得的高,其数值在2.4~5.6Mpa之间,平均高出4.0Mpa,推算成抗压强度值为3.5~6.5Mpa之间,平均高出5.2Mpa,由此可见,即使符合《规程》要求的回弹仪其率定值不同,测试结果也会有差异的。因此回弹法检测不从其它因素考虑,单就仪器本身就存在一定的测试误差。
3.2检测人员因素的影响
回弹法检测是要依靠检测人员来进行操作的,操作过程是否规范,读取数值是否准确,都会对检测结果的准确性造成影响。检测时回弹仪一定要垂直于检测面,缓慢施压,读取数值后快速回调,要避开孔洞及疏松的地方,亦要避开外露的石子,读数时要正对数值指针。这就要求检测人员责任心强,工作认真负责。
3.3混凝土表面不良因素的影响
进行回弹法检测,要求被测构件的表面为原浆面,应清洁、平整,如混凝土表面存在麻面、疏松层等情况,应在检测前进行处理,用小型砂轮磨把疏松的表面浮浆清除后方可进行,否则采集到的回弹值会偏低,影响检测结果的准确性。另外,如果混凝土表面潮湿,采集到的回弹值也会偏低,从而导致检测结果产生较大偏差。因此,在进行混凝土强度检测前,应当确保被测构件达到检测要求后方可进行。
3.4碳化深度测试取值的影响
碳化深度值的测量准确与否跟回弹值一样会影响推定混凝土强度的准确性。碳化深度的测量应为垂直距离,且凿孔深度要大于碳化层的深度。测量前应要把孔洞内的粉尘清除干净,否则区分不清已碳化和未碳化的界线,给测量的准确性造成影响,清除粉尘时不得用水来清洗。用于测量碳化深度的仪器应当符合要求,严禁使用目测的方式来取值。
3.5混凝土成型方式的影响
目前商品混凝土因质量稳定、易于控制,在工程建筑中得到广泛的普及和应用。但因泵送混凝土要增大流动性,所选用粗骨料的粒径较小,其级配一般为5~25mm,这就增大了用砂率,造成混凝土成型后表面硬度较低,用回弹法检测时得到的强度值会比实际混凝土值偏低。因此对于泵送成型的混凝土回弹值要进行修正,才能真实反映出被测混凝土的实际强度。此外,如果检测时回弹仪不是处于水平状态(即检测面不是构件的侧面),还要进行角度修正。修正的顺序为:先泵送修正,然后角度修正,再检测面修正,这个顺序不能改变,否则得到的数值就不准确。
4、回弹法检测混凝土强度的要求
4.1对回弹仪的要求
回弹仪的质量及性能对回弹法检测混凝土强度的准确性影响较大,因此要定期检定,并且在每次检测前都应进行率定,确保其性能符合要求。回弹仪的率定要在标准钢砧上进行,垂直向下弹击三次所得的平均值。率定时应分四个方向进行,在每个方向弹击前,弹击杆都要旋转90度。每个方向的回弹值都应为80±2方为合格。 4.2检测区域的选择
布置测区时应首选10个,且要均匀分布,当不能满足要求时,测区数可适当减少,但不应少于5个;测区离构件的端部或施工缝的距离不宜大于0.5m,且不宜小于0.2m;检测面宜选在混凝土的两个对称浇筑侧面上(操作方便且不用进行数值修正),当不能满足要求时亦可布置于同一测面上;在构件的重要部位及薄弱部位应布置测区,并要避开预埋件;当需要对薄壁或小型构件进行检测时,应要加固后进行。
4.3回弹值的测定
在测定回弹值时,要确保回弹仪垂直于检测面,弹杆落点要避开气孔等疏松部位和石子外露的区域,在测区内均匀分布,各测点间的距离要大于2cm。当测区布置在对称的两个测面时,宜在相对应的测面上各取8个测点,合并为一测区。当测区只能布置于同一测面上时,每一测区均匀选取16个测点。检测时检测人员要认真负责,准确读取数值。
4.4混凝土碳化深度的测定
构件的回弹取值完成后应测量碳化深度值,在有代表性的测区内凿出直径约15mm的孔洞,其深度要大于碳化深度界面。清理粉末和碎屑后把浓度为1%~2%酚酞酒精溶液喷洒在孔洞内壁处,当碳化界面清晰后使用碳化深度测量仪进行测量。每一点测量3次,每次读数精确至0.25mm,然后取其平均值,平均值修约至0.5mm。当碳化深度值极差大于2.0mm时,该构件的每一测区都应测量碳化深度值。需要注意的是,碳化深度值应是垂直距离的测量值。
4.5回弹数据处理
回弹值的计算:把每個测区所取得的数值中,去除三个最大值和三个最小值,将剩下的10个数取其平均值,并按要求进行修约。
回弹值的修正:根据所测构件的成型方式、检测时的回弹角度、检测面所处的位置等进行修正。如需修正,修正的顺序为:先泵送修正,然后角度修正,再检测面修正,这个顺序不能改变。
碳化深度的计算:在同一构件上所测的碳化深度值再平均,以此值作为该构件的碳化深度值。
检测强度曲线的应用:在有专用测强曲线的情况下优先选用,在没有专用测强曲线时可选用地区测强曲线,全国统一的测强曲线应根据实际情况选用。
结语:
检测混凝土强度的方法有很多,常用的有回弹法、钻芯法、射击法及超声法等,由于回弹法检测较为灵活方便,能在短时间内完成,且检测可靠性较高,又属无损检测,所以在工程检测中应用最广。本文分析了回弹法在实际应用中的影响因素及其需要注意之处,检测人员应予以重视,在以后的检测工作中应多总结经验,不断提高检测技能,才能确保检测结果的准确性。
参考文献:
[1]刘利先,赵岩枫,吕龙.昆明地区回弹法检测混凝土抗压强度测强曲线的研究[J].建筑科学,2015,09(20):103-106.
[2]张荣胜,高祥斌.绿色高性能混凝土微观结构对回弹法检测其抗压强度影响分析[J].科技经济导刊,2015,12(25):1162-1164.
[3]李俊兰.回弹法与钻芯法现场检测混凝土强度的技术与应用[J].四川水泥,2015,04(15):636-638.
[4]《回弹法检测混凝土抗压强度技术规程》JGJ/T23-2011.
【关键词】回弹法;混凝土;抗压强度
1、前言
在现阶段的工程检测中对混凝土强度的检测主要包括两种方法:无损检测及局部破损检测。回弹法检测属于无损方法之一,因其快速、准确、经济及无损等特性,容易在较短时间内获取检测数据,在工程检测中越来越受到工程人员的青睐,得到了广泛的应用:工程监督抽检、施工方因未按规定制作混凝土试件或对混凝土结构的强度值有怀疑时都可采用回弹法进行检验。随着回弹法检测的日渐成熟,特别是有效结合测强曲线的使用,更能提高检测结果的准确性。
2、回弹法检测混凝土强度的工作原理
2.1回弹法的工作原理
回弹法属于无损检测范畴,是构建于混凝土抗压强度与回弹值R之间的一种函数关联性,即:fcu=f(R)。如借助相应的公式或曲线加以表达,就是回归方程或校准曲线。只要测出R值,就能借助公式或曲线推算出混凝土的强度值fcu。
回弹法的原理是混凝土被回弹仪重锤冲击后,处于冲击能的作用内,其表层会形成瞬间的弹性变形,而混凝土具备的恢复性能会形成相应的恢复力,从而让重锤弹回,根据重锤弹回的距离来确定回弹值的大小。
回弹法的应用是依据混凝土凝固后其表面的硬度(主要是砂浆的硬度)与其抗压强度值之间存在着某种关系,即用回弹值反映混凝土表面的硬度,再依据混凝土表面的硬度来推测出混凝土的抗压强度。因此混凝土表面的硬度越大,抗压强度值就越高,反之亦然。然后结合碳化深度值的换算,就能较准确的推断出混凝土的强度值。
2.2检测强度曲线
用回弹法检测混凝土强度后,结合测强曲线的使用,往往会提高检测结果的准确性。测强曲线分三种:统一测强曲线、地区测强曲线及专用测强曲线。统一测强曲线是选用全国有代表性的材料、成型工艺制作的混凝土试件,通过试验及分析处理后所建立的测强曲线;地区测强曲线是由本地区常用的材料、成型工艺制作的混凝土试件,通过试验及分析处理后所建立的测强曲线;专用测强曲线是由与构件混凝土相同的材料、成型养护工艺制作的混凝土试件,通过试验所建立的测强曲线。由于我国地域辽阔,各地所用的材料差异较大,所以统一测强曲线的实用性并不强,应优先选用地区测强曲线和专用测强曲线,而专用测强曲线准确性更高。
3、回弹法检测混凝土强度的影响因素
3.1 回弹仪自身的影响
回弹仪自身对检测强度会造成一定的影响,我单位进行过一次比对试验,用2支回弹仪对同一构件进行检测,一支为我单位的回弹仪,一支为施工单位的回弹仪,率定值为:我单位为80;施工单位为82,二者均符合現行《回弹法检测混凝土抗压强度技术规程》中率定值(80±2)的要求。率定值相差2,那么在混凝土实体检测中会相差多少呢?我们在该施工单位在建的一建筑工程八层梁中选定一构件布了10个测区,用上述二支回弹仪在每个测区中分别进行了比对检测,其结果如下表所示。
从上表可以看出,施工单位的回弹值在每一测区都比我单位测得的高,其数值在2.4~5.6Mpa之间,平均高出4.0Mpa,推算成抗压强度值为3.5~6.5Mpa之间,平均高出5.2Mpa,由此可见,即使符合《规程》要求的回弹仪其率定值不同,测试结果也会有差异的。因此回弹法检测不从其它因素考虑,单就仪器本身就存在一定的测试误差。
3.2检测人员因素的影响
回弹法检测是要依靠检测人员来进行操作的,操作过程是否规范,读取数值是否准确,都会对检测结果的准确性造成影响。检测时回弹仪一定要垂直于检测面,缓慢施压,读取数值后快速回调,要避开孔洞及疏松的地方,亦要避开外露的石子,读数时要正对数值指针。这就要求检测人员责任心强,工作认真负责。
3.3混凝土表面不良因素的影响
进行回弹法检测,要求被测构件的表面为原浆面,应清洁、平整,如混凝土表面存在麻面、疏松层等情况,应在检测前进行处理,用小型砂轮磨把疏松的表面浮浆清除后方可进行,否则采集到的回弹值会偏低,影响检测结果的准确性。另外,如果混凝土表面潮湿,采集到的回弹值也会偏低,从而导致检测结果产生较大偏差。因此,在进行混凝土强度检测前,应当确保被测构件达到检测要求后方可进行。
3.4碳化深度测试取值的影响
碳化深度值的测量准确与否跟回弹值一样会影响推定混凝土强度的准确性。碳化深度的测量应为垂直距离,且凿孔深度要大于碳化层的深度。测量前应要把孔洞内的粉尘清除干净,否则区分不清已碳化和未碳化的界线,给测量的准确性造成影响,清除粉尘时不得用水来清洗。用于测量碳化深度的仪器应当符合要求,严禁使用目测的方式来取值。
3.5混凝土成型方式的影响
目前商品混凝土因质量稳定、易于控制,在工程建筑中得到广泛的普及和应用。但因泵送混凝土要增大流动性,所选用粗骨料的粒径较小,其级配一般为5~25mm,这就增大了用砂率,造成混凝土成型后表面硬度较低,用回弹法检测时得到的强度值会比实际混凝土值偏低。因此对于泵送成型的混凝土回弹值要进行修正,才能真实反映出被测混凝土的实际强度。此外,如果检测时回弹仪不是处于水平状态(即检测面不是构件的侧面),还要进行角度修正。修正的顺序为:先泵送修正,然后角度修正,再检测面修正,这个顺序不能改变,否则得到的数值就不准确。
4、回弹法检测混凝土强度的要求
4.1对回弹仪的要求
回弹仪的质量及性能对回弹法检测混凝土强度的准确性影响较大,因此要定期检定,并且在每次检测前都应进行率定,确保其性能符合要求。回弹仪的率定要在标准钢砧上进行,垂直向下弹击三次所得的平均值。率定时应分四个方向进行,在每个方向弹击前,弹击杆都要旋转90度。每个方向的回弹值都应为80±2方为合格。 4.2检测区域的选择
布置测区时应首选10个,且要均匀分布,当不能满足要求时,测区数可适当减少,但不应少于5个;测区离构件的端部或施工缝的距离不宜大于0.5m,且不宜小于0.2m;检测面宜选在混凝土的两个对称浇筑侧面上(操作方便且不用进行数值修正),当不能满足要求时亦可布置于同一测面上;在构件的重要部位及薄弱部位应布置测区,并要避开预埋件;当需要对薄壁或小型构件进行检测时,应要加固后进行。
4.3回弹值的测定
在测定回弹值时,要确保回弹仪垂直于检测面,弹杆落点要避开气孔等疏松部位和石子外露的区域,在测区内均匀分布,各测点间的距离要大于2cm。当测区布置在对称的两个测面时,宜在相对应的测面上各取8个测点,合并为一测区。当测区只能布置于同一测面上时,每一测区均匀选取16个测点。检测时检测人员要认真负责,准确读取数值。
4.4混凝土碳化深度的测定
构件的回弹取值完成后应测量碳化深度值,在有代表性的测区内凿出直径约15mm的孔洞,其深度要大于碳化深度界面。清理粉末和碎屑后把浓度为1%~2%酚酞酒精溶液喷洒在孔洞内壁处,当碳化界面清晰后使用碳化深度测量仪进行测量。每一点测量3次,每次读数精确至0.25mm,然后取其平均值,平均值修约至0.5mm。当碳化深度值极差大于2.0mm时,该构件的每一测区都应测量碳化深度值。需要注意的是,碳化深度值应是垂直距离的测量值。
4.5回弹数据处理
回弹值的计算:把每個测区所取得的数值中,去除三个最大值和三个最小值,将剩下的10个数取其平均值,并按要求进行修约。
回弹值的修正:根据所测构件的成型方式、检测时的回弹角度、检测面所处的位置等进行修正。如需修正,修正的顺序为:先泵送修正,然后角度修正,再检测面修正,这个顺序不能改变。
碳化深度的计算:在同一构件上所测的碳化深度值再平均,以此值作为该构件的碳化深度值。
检测强度曲线的应用:在有专用测强曲线的情况下优先选用,在没有专用测强曲线时可选用地区测强曲线,全国统一的测强曲线应根据实际情况选用。
结语:
检测混凝土强度的方法有很多,常用的有回弹法、钻芯法、射击法及超声法等,由于回弹法检测较为灵活方便,能在短时间内完成,且检测可靠性较高,又属无损检测,所以在工程检测中应用最广。本文分析了回弹法在实际应用中的影响因素及其需要注意之处,检测人员应予以重视,在以后的检测工作中应多总结经验,不断提高检测技能,才能确保检测结果的准确性。
参考文献:
[1]刘利先,赵岩枫,吕龙.昆明地区回弹法检测混凝土抗压强度测强曲线的研究[J].建筑科学,2015,09(20):103-106.
[2]张荣胜,高祥斌.绿色高性能混凝土微观结构对回弹法检测其抗压强度影响分析[J].科技经济导刊,2015,12(25):1162-1164.
[3]李俊兰.回弹法与钻芯法现场检测混凝土强度的技术与应用[J].四川水泥,2015,04(15):636-638.
[4]《回弹法检测混凝土抗压强度技术规程》JGJ/T23-2011.