混凝土结构实体与回弹法及钻芯法的优劣分析

2020-11-26王刚

商品与质量 2020年49期

关键词：芯法泵送碳化

王刚

阜阳市建设工程质量检测站安徽阜阳 236000

1 关于钻芯法的分析

钻芯法，是中国工程建设标准化协会批准出版的一本图书。作者为中国建筑科学研究院。这种方法是利用专用钻机，从结构混凝土中钻取芯样以检测混凝土强度或观察混凝土内部质量的方法。由于它对结构混凝土造成局部损伤，因此是一种半破损的现场检测手段。

2 回弹法技术原理

现场检测混凝土强度的检测方法很多，如钻芯法、拔出法、压痕法、射击法、回弹法、超声法、回弹超声综合法、超声衰减综合法，射线法落球法等，其中以回弹法、超声回弹综合法是应用最广的无损检测方法。混凝土试块的抗压强度与无损检测的参数之间建立起来的关系曲线称为测强曲线，它是无损检测推定混凝土强度的基础。测强曲线根据材料来源，分为统一测强曲线、地区测强曲线和专用测强曲线三类。利用回弹仪检测普通混凝土结构构件抗压强度的方法简称回弹法。由于混凝土的抗压强度与其表面硬度之间存在某种相关关系，而回弹仪的弹击锤被一定的弹力打击在混凝土表面上，其回弹高度与混凝土表面硬度成一定的比例关系。因此以回弹值反映混凝土表面硬度，根据表面硬度则可推求混凝土的抗压强度。

3 回弹法基本功能

回弹仪法就是根据弹性物质回弹值的大小与表面硬度有关的原理而设计的。回弹值是弹簧加载锤撞击混凝土表面回弹的刻盘读数。回弹仪应该在光滑表面上使用，最好是模制面。对于非模制面和不同的弹射角度，回弹值是不相同的，应该加以修正。此法实际上是测定混凝土表面的硬度，无法对混凝土内部的强度测试。虽然混凝土的硬度和强度之间并无确切的关系，但对相同的混凝土来说，通过试验可以确定该硬度和强度的经验关系。根据混凝土表面硬度确定强度的方法，还有钢球撞痕法和圆盘仪撞痕法。

4 从回弹法检测原理及泵送混凝土特点分析其检测误差

回弹法的检测原理是，利用弹簧驱动一个重锤，以规定的能量冲击混凝土表面，混凝土受到冲击后会产生塑性变形和弹性变形，其中弹性变形的能量驱动重锤反弹，重锤反弹与击发距离之比称为回弹值，通过该回弹值可以量化反应混凝土的表面硬度，而混凝土表面硬度与强度具有相关关系，因此可以计算混凝土抗压强度。根据上述检测原理，为了保证混凝土强度检测的精度，必须在检测中对影响到混凝土表面硬度其它与强度无关的因素加以排除，否则这些无关的因素，会对回弹法检测产生干扰。这些因素诸如混凝土表面的石子、气孔、金属预埋件等，检测标准均要求在检测时应避开。除此之外，混凝土的碳化对混凝土表面硬度的影响是最大的。混凝土碳化是指混凝土中的氢氧化钙与空气中的水分和二氧化碳反应生成碳酸钙的过程。该反应过程实质上是碱性的氢氧化钙被碳酸中和，因此在日本等国家称之为 “中性化”。

反应产物碳酸钙硬度比氢氧化钙高，但是氢氧化钙生成碳酸钙除了使混凝土表面硬度提高外，并不能使混凝土强度得到同步的提高，但是却造成了回弹值的提高，所以必须予以修正。我国规范中规定的修正方法是进行混凝土碳化深度的测量，在计算混凝土强度时，将碳化深度值代入换算曲线进行计算。相应地在换算曲线中必须引入碳化深度这个参数，并且随着混凝土碳化深度的增大，对于同样的回弹值，其混凝土换算强度值是递减的。从泵送混凝土的特点看，为便于泵送，采用较小粒径的石子( 粗骨料)；对于商品混凝土，考虑到运输过程中的坍落度损失，外加剂掺量较大；由于现在的主体结构配筋率较大，为便于混凝土的浇筑，需要更好的工作性( 和易性、保水性等)，因此还要掺加掺合料如粉煤灰、矿粉等，而且掺量较普通混凝土大；从混凝土的主要原材料-- 水泥看，有些水泥厂商在国标允许的15% 的掺量范围内加大了掺合料掺量，而在混凝土拌制过程中还要掺加掺合料，最后总的掺合料掺量大大提高了，甚至可以高达水泥用量的50%。上述的特点都影响到泵送混凝土的表面硬度，从而影响其回弹值。

在养护不足时，泵送混凝土碳化深度较大，回弹值明显较低。从回弹法的检测原理可知，回弹法是利用混凝土表面硬度计算其强度的，并且需要事先建立回弹值与强度值之间的相关关系式，称之为换算曲线。当混凝土与换算曲线制定时的条件存在较大差异时，必然会导致检测误差增大。因此，无论是统一测强曲线，还是省地方测强曲线，在泵送混凝土的回弹法检测中都具有较大的误差。在2001 年修订的《回弹法检测混凝土抗压强度技术规程》中，已经考虑了该问题，提出对于泵送混凝土直接对测区强度换算值进行修正补偿的方法，但是该补偿值仅针对碳化深度不大于2．0mm 的情况，当碳化深度大于2．0mm 时，必须采用钻芯法进行修正，不便于使用，因此2011 年新版的回弹法规程中发布了泵送混凝土测强曲线，方便了泵送混凝土的检测，有利于提高回弹法检测泵送混凝土抗压强度的精度，获得了广泛的欢迎。