水运工程混凝土实体检测分析

■周捧捧 ■江苏省交通科学研究院股份有限公司，江苏 南京 211112

混凝土是一种制造工艺较为简单、用量较大的建筑材料，是工程建筑的主要材料，因此混凝土的质量非常重要，直接关系到整个工程的安全性和可靠性，尤其是混凝土的强度，在我国所有混凝土工程的设计中，控制性参数中必不可少的就是混凝土强度。随着新型材料和技术的应用与推广，我国的混凝土质量控制工作得到一定的进展，但由于目前我国生产力水平不高、思想意识不足等原因对混凝土的质量造成一定影响，混凝土施工仍然存在较多质量问题，这些问题亟待解决。

1 混凝土实体检测技术

1．1 现场检测的重要性

混凝土质量控制工作包括生产、施工、监督、检测、整改五个环节，在生产和施工过程中，有较多因素会对混凝土最终质量造成影响，在混凝土实体完成前是无法保证混凝土成型后质量的，检测即为核实混凝土质量，而混凝土实体检测技术操作规范性及结果的准确性不仅对工程质量的评定有直接影响，还会影响工程验收等后续工作。通常是通过观察来检查混凝土外观质量，采用裂缝观测仪和直尺来测量表面裂缝宽度和蜂窝麻面面积等，混凝土结构实体强度检测则是混凝土质量检测的重点。

1．2 现场检测方法

混凝土实体强度检测方法主要是回弹法和取芯法，回弹仪主要用来检测材料表面硬度，但材料的硬度与材料的强度并不能完全等同，混凝土的强度是内部各组分协同抵抗破坏性外力的能力，是整体表现。钢材等匀质材料的硬度与强度之间具有线性关系，可以根据硬度推算强度。混凝土属于非匀质性复合材料，根据硬度推定强度具有较大的不确定性。检测中采用回弹法测试硬度时，只能对混凝土表面某一点的硬度进行检测，但混凝土中水泥凝胶体和粗骨料具有不同硬度，所以在现场回弹检测中会出现表面粗骨料含量较大区域的回弹值会大幅度提高的现象，可见采用从表面硬度测试推定强度的检测方法，所得结果具有较大的离散性，误差较大，对于此种误差，一般情况下采用取芯法改进。采用取芯法测试需要在混凝土体上钻取芯样，对所取样品进行抗压试验，但所得混凝土强度数据往往较为离散，加之芯样数量不足的原因，都会对最终强度判定造成影响。此外，取芯法会造成混凝土构件的损坏。

2 强度检测中存在的问题

2．1 配合比

现场施工时，由于现场砂石的含水率不同，实验室的理论配合比在现场施工时需要进行调整，调整不当或加料不准确，会直接影响混凝土质量，若养护方面不注意，也会影响到混凝土质量。这是造成混凝土强度不足的重要原因之一。

2．2 回弹值

在混凝土实体检测中，由于混凝土表面不均匀，导致回弹值低。混凝土表面不均匀的可能原因主要有以下五点:(1)混凝土产生离析现象，粉煤灰上浮，表面松软;(2)养护不到位，混凝土表面水化弱;(3)混凝土的骨料含量低、含气量高，导致混凝土没有良好的密实度，造成弹性模量低;(4)气温较低导致混凝土成熟度不够;(5)检测人员操作误差和仪器测量误差。

2．3 碳化深度

龄期短的混凝土出现较大的碳化深度测量值，有时甚至出现浇捣半个月内就发生了较大碳化，可能原因主要有以下四点:(1)采用酚酞法测得的PH值较低，并不能代表氢氧化钙和二氧化碳发生反应，需要考虑水泥被粉煤灰代替，二次水化不足，氢氧化钙生成量少，碱度原本较低的情况;(2)浮浆造成表面有较多粉煤灰，水化程度低，氢氧化钙生成量少;(3)养护不到位，造成表面层水化不足，氢氧化钙生成量少;(4)酸性脱模剂与混凝土表面的碱度进行了中和反应，碳化测量结果与实际情况不符。

2．4 芯样抗压值

芯样抗压强度测量值具有较大的离散性，可能原因主要有以下三点:(1)结构中各组分各部位经历了不完全相同的环境温湿度，水化程度具有一定差异;(2)混凝土产生离析现象;(3)操作人员技术操作手法不准确、芯样加工方法不规范、仪器测量有误差等。

3 检测的主要影响因素

3．1 碳化深度

碳化是指混凝土中的氢氧化钙与大气中的二氧化碳发生反应，在混凝土表面形成强度更高的碳化层保护壳，在施工过程中，环境湿度、大气中二氧化碳浓度、混凝土外部水分等因素都会对碳化产生影响。相关研究显示，添加粉煤灰的混凝土其碳化值较强度相同没有添加粉煤灰的混凝土的强度更大。目前主要采用酚酞法测量混凝土碳化深度，作为一种间接测试混凝土碳化深度的方法，酚酞法测量结果检测的是混凝土的碱度，并不等同于碳化深度，但是，其误差一般是能够接受的。而实际的工程项目中会使用酸性脱模剂，加之环境、气候、养护、外加剂等因素的影响，易造成混凝土表面碱度低，从而造成“假性碳化”或“异常碳化”的现象。“假性碳化”不仅加大碳化深度，而且使混凝土表面硬度降低。

3．2 芯样加工

回弹法检测结果具有局限性和不精确性，因此在现场检测中，通常采用取芯法进行验证检测或补充检测。现场取芯进行抗压强度试验，其结果更加直观确定，但也不能确保完全准确，芯样大小、位置、尺寸、取芯的质量、钢筋的存在、芯样的加工方法及加工质量等因素均会对其结果造成影响。当现场浇筑振捣不足时会导致构件内外质量不均匀，通过比较芯样的断面可以对振捣程度进行分析判定。如果大直径的骨料集中在芯样的内侧，则会对芯样的抗压强度造成一定的影响，此时，就需要对芯样的形态进行调整。通过去除端面的小粒径骨料，同时去除砂浆层面，能够有效的提高芯样的抗压强度。所以，如果混凝土构件出现内外质量差异时，首先应该考虑端面面层骨料对于质量的影响，在对芯样表面形态进行合理的判断后，再确定切割的位置和加工方案。

总而言之，浮浆、水化不足等问题造成“假性碳化”，不仅会增大碳化深度，而且会使混凝土表面硬度降低，因此要准确判断“假性碳化”现象，可以通过在检测时磨掉碳化层来减少碳化因素的影响，同时要防止裸露石子影响回弹测值。离析和振捣不足不仅会导致混凝土表层不均匀，而且会造成内部质量不均匀，应用取芯法检测时，要充分考虑到混凝土表层质量的影响，芯样加工过程中，最好先判断芯样表观形态，再确定对切割位置和加工方案，所取芯样与混凝土试块在浇筑、养护等过程上存在差异，因此其抗压强度也有差异。另外，取芯会造成混凝土内部损伤，通常会导致通芯样抗压强度值比混凝土试块抗压强度值低。因而，检测过程中，应操作规范并进行合理的分析，避免误判现象。

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