王西峰
(中交二航局第四工程有限公司, 安徽 蕪湖 241000)
在橋梁工程項目建設(shè)的過程中,關(guān)于混凝土強度的檢測是十分的重要與必要的,它的檢測質(zhì)量的優(yōu)劣可以影響到整個工程項目的建設(shè)。為了避免在檢測的過程中對橋梁工程混凝土的主體結(jié)構(gòu)造成一定程度的破壞,在結(jié)合當前的先進科學(xué)技術(shù)和測量混凝土強度通常使用的方法,并分析出它們的優(yōu)缺點,最終得出,使用回彈法測量是十分簡單與方便的方法。回彈法具有簡便、非破損、快捷等優(yōu)秀的特點,在我國的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)工程中被大量的使用,并且表現(xiàn)出十分優(yōu)秀的成績?;貜椃y量的過程中,是通過利用彈簧對重錘施加力度,驅(qū)動重錘彈擊混凝土的表面,然后產(chǎn)生回彈,并分析出回彈的距離,回彈值可以看作為混凝土強度的一個衡量指標,從而推測出混凝土強度。該方法在使用的過程中,主要測量的是混凝土的表面,所以是一種表面硬度法。測量所得的回彈值一定程度上可以反映混凝土的強度,通過建立測強曲線,可以更加直觀的看出混凝土的性能,一般情況,碳化混凝土的強度越大,測量得到的回彈值也就比較高,碳化程度的不同,得到的回彈值也就不同。
在建立混凝土測強曲線的過程中,需要準備混凝土立方體抗壓試件和回彈法所需的測量設(shè)備,并記錄下相關(guān)的試驗數(shù)據(jù),這樣就可以制定出專用的測強曲線,具體實際的操作過程可以分為以下的幾個步驟:(1)將需要進行取樣的混凝土成型(試塊的大小根據(jù)有關(guān)的規(guī)范,一般采用15cm×15cm×15cm的立方體試塊),并將它采用風干處理,風干完畢之后將其放置在壓力機承壓板,然后固定給試塊施加的壓力,壓力大小為40kN,壓力施加的范圍是試塊側(cè)面10cm×10cm面積,在此面積之內(nèi)進行回彈測試,并記錄試驗中得出的相關(guān)數(shù)據(jù)。(2)在分別測量出試塊在風干和濕潤狀態(tài)下的回彈強度之后,可以獲取混凝土立方體試塊的抗壓強度。(3)對試塊進行不同測試區(qū)的分區(qū),然后進行多次的回彈測試,將獲取的回彈值中的最大值和最小值分別去掉三個,然后剩余的值通過數(shù)學(xué)方法計算出它們的平均值。(4)將上述步驟完成之后,就可以正式的建立專用測強曲線,以反映出該試塊的回彈強度和抗壓強度間的關(guān)系曲線。通過公式FNO=a□mbN建立回彈值與立方體抗壓強度的關(guān)系,此公式中,F(xiàn)NO代表的是立方體試塊的抗壓強度值,而mN、 a 和 b分別代表的是回彈抗壓強度值和回歸系數(shù)。
我國已經(jīng)規(guī)定了全國通用的回彈法測強曲線,并給出相應(yīng)的測定混凝土強度的換算表,但是我國的國土面積較大,不同地區(qū)制造混凝土的材料有所差別,所以每個地區(qū)的回彈值換算強度關(guān)系也會有所差異,這需要試驗檢測人員根據(jù)實際的施工現(xiàn)場建立準確的專用測強曲線。
在使用回彈法測量混凝土強度的過程中,通常會受到很多因素的影響,從而導(dǎo)致測量的結(jié)構(gòu)不夠準確,每一次的測量結(jié)果也會有所不同,為保證數(shù)據(jù)的合理性,一般需要將測量結(jié)果的最大值和最小值去掉,通過多次的進行試驗,然后總結(jié)分析出能夠影響混凝土強度測量精確度的因素,通過試驗可知,主要因素主要為以下幾個:
檢測面沒有處于垂直的狀態(tài)時,為獲取準確的測量結(jié)果,需將器軸線和檢測面保持垂直,使回彈儀和混凝土檢測面之間形成一個角度。但是回彈儀彈擊錘會因為受到地球引力的作用,從而產(chǎn)生不同角度出現(xiàn)不同的回彈值的現(xiàn)象。
回彈法測量的是混凝土的表面,在實際的應(yīng)用過程中,配置混凝土的材料較多,澆筑的橋梁構(gòu)件的底面具有較多的石子,石子會增加混凝土的強度,導(dǎo)致回彈值偏高。同時,澆筑橋梁的頂面的水灰比較高,所以面層相較于其它地方較為的疏松,導(dǎo)致回彈值偏低,所以測量橋梁的頂面和底面得到的回彈值都會和側(cè)面的回彈值有所不同。所以在進行回彈檢測之時,需要對取樣的混凝土澆筑面進行修正,以減小測量誤差。
水泥是配置混凝土的主要材料之一,它在水化的過程中產(chǎn)生劇烈的化學(xué)反應(yīng),生成氫氧化鈣,這對混凝土硬化有著十分重要的影響。初凝的混凝土會與空氣中存在的二氧化碳氣體相結(jié)合,生成碳酸鈣,這種生成物的硬度較高,會增加混凝土的硬度,這過程也就是所謂的碳化現(xiàn)象。但是,當混凝土的硬度達到一定的程度之后,就會產(chǎn)生瓶頸,經(jīng)過這段時間之后,混凝土的硬度不會發(fā)生較大的改變,所以在進行測量的過程中需要保證混凝土碳化程度,并修正已經(jīng)碳化的混凝土,獲取其回彈推算值。
通過對多次的回彈法試驗進行總結(jié)分析得出,回彈法檢測混凝土的回彈值與混凝土鈣化的程度有所關(guān)聯(lián),而碳化程度又與混凝土在空氣中的擱置時間有關(guān)系。根據(jù)國家出臺的有關(guān)規(guī)定,混凝土的檢測標準中,回彈法測量混凝土強度適合的工程齡期在14~1000d的范圍,抗壓強度在10~60MPa之間。而且,如果測量的目標表面和內(nèi)部質(zhì)量有著較為明顯的差異,或者是內(nèi)部缺陷嚴重,也不能采用回彈法進行檢測。
進行測量之時,需要重點注意測量目標的表面,它需要保持干燥、清潔、平整,而且進行分布測區(qū)之時需要保證均勻,并且需要分別在主要受力部位與受力薄弱部位設(shè)置測區(qū)。如果測量的目標為柱身混凝土,這樣的混凝土回彈值一般都呈現(xiàn)兩端大、中間小的測量結(jié)果,這是因為梁中間的位置的混凝土部位截面上部經(jīng)常受壓,而下部受到的是拉力,梁兩端1/4位置受到的是剪力,如果按照測量要求進行測區(qū)設(shè)置,一般都可以將構(gòu)件受力和薄弱的部位包含進來。但是在實際的測量中,試驗檢測人員為了盡快完成檢測,測區(qū)的分布不規(guī)范,導(dǎo)致得到的回彈數(shù)值的代表性不夠,混凝土測強精度也受到影響。
在進行回彈值檢測之時,回彈儀軸線需要一直與檢測面保持垂直,并緩緩施壓,這樣可以保證測量結(jié)果的精準,得到結(jié)果讀數(shù)后立即復(fù)位。測點均勻分布,兩個相鄰測點之間需要保持20cm以上的距離,操作回彈儀的過程中,雖然看起來較為的簡單,但是仍然存在很多測量不規(guī)范的現(xiàn)象,很多的檢測單位人力資源匱乏,導(dǎo)致測量回彈值的時候回彈儀軸線與混凝土檢測面無法控制垂直,測量結(jié)果出現(xiàn)誤差。
回彈儀檢測完成后,需要選擇面積不小于檢測面 30%的測區(qū)進行碳化深度值的測量。通常不要選擇在模板的接縫處進行碳化深度的測量,主要是因為混凝土在搗制的過程中,會產(chǎn)生漏漿現(xiàn)象,漏漿處測量碳化深度沒有代表性。在進行碳化深度測量時,采用相應(yīng)工具在檢測區(qū)表面鑿出直徑為 15mm的孔洞,其深度必須大于混凝土的碳化深度,不得采用沖擊鉆孔方式,避免出現(xiàn)碳化深度界面不清的問題。在測量時,保證有3次以上的測量數(shù)值。
應(yīng)用回彈法檢測混凝土強調(diào)有利有弊,但是回彈法作為無損檢測法,在實際的橋梁工程中的應(yīng)用仍然十分的廣泛。混凝土專用測強曲線的研究對于橋梁工程具有十分重要的意義,需要相關(guān)試驗檢測人員加強重視,建立專用測強曲線,提高測量精度,對于橋梁工程的質(zhì)量有著積極的促進的作用。