史興波

（山東華邦建設(shè)集團(tuán)有限公司， 山東 濰坊 262500）

1 不同條件下水泥混凝土強(qiáng)度差異

在不同條件下，水泥混凝土的強(qiáng)度也存在一定差異。第一，不同的混凝土試件養(yǎng)護(hù)條件會(huì)導(dǎo)致強(qiáng)度檢測(cè)結(jié)果存在一定差異。標(biāo)準(zhǔn)條件下的養(yǎng)護(hù)需要采用標(biāo)準(zhǔn)的測(cè)試條件，而施工條件下的養(yǎng)護(hù)的實(shí)際性更強(qiáng)，可以保證和施工現(xiàn)場(chǎng)養(yǎng)護(hù)條件一致。

第二，評(píng)定方式。在標(biāo)準(zhǔn)條件下需要以統(tǒng)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)差對(duì)比法和非統(tǒng)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)差對(duì)比法評(píng)定實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。而施工條件下需要保證和施工環(huán)境一致檢測(cè)和評(píng)定試件的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。

第三，試驗(yàn)結(jié)果目的。標(biāo)準(zhǔn)條件下是希望通過(guò)試驗(yàn)準(zhǔn)確地判斷混凝土材料的強(qiáng)度是否達(dá)標(biāo)，可以為公路項(xiàng)目竣工驗(yàn)收提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，而施工條件下的數(shù)據(jù)需要對(duì)應(yīng)各個(gè)施工環(huán)節(jié)，從而追蹤質(zhì)量強(qiáng)度[1]。

2 混凝土強(qiáng)度的影響因素

公路水泥混凝土強(qiáng)度受到多方面因素的影響，通過(guò)明確各個(gè)影響因素能夠更好地開(kāi)展施工過(guò)程控制，采取合理的施工技術(shù)方案，將混凝土強(qiáng)度提高。

2.1 混凝土施工對(duì)強(qiáng)度的影響

在拌和、運(yùn)輸、澆筑、養(yǎng)護(hù)水泥混凝土階段，工作技術(shù)水平都會(huì)影響混凝土的強(qiáng)度，為此，需要保證混凝土原材料攪拌均勻、配合比科學(xué)合理，加強(qiáng)對(duì)離析、泌水等不良問(wèn)題的控制。在運(yùn)輸階段需要注意做好運(yùn)輸路線選擇避免降低混凝土材料的強(qiáng)度。在完成澆筑作業(yè)后需要及時(shí)開(kāi)展養(yǎng)護(hù)，尤其重視溫濕度方面的控制。

2.2 施工環(huán)境對(duì)混凝土強(qiáng)度產(chǎn)生影響

公路工程水泥混凝土施工中，結(jié)構(gòu)強(qiáng)度會(huì)從很大程度上受到環(huán)境條件的影響。比如在冬季施工會(huì)受到低溫的影響導(dǎo)致原材料強(qiáng)度降低、混凝土凝結(jié)時(shí)間延長(zhǎng)，如果沒(méi)有采取保溫、加熱等方式還可能導(dǎo)致出現(xiàn)溫度裂縫，嚴(yán)重影響水泥混凝土結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度。夏季高溫時(shí)間段施工可能會(huì)由于入模溫度過(guò)高，水泥混凝土的內(nèi)外溫差較大，結(jié)構(gòu)表面水分散失過(guò)快，出現(xiàn)溫度裂縫或者干縮裂縫[2]。

2.3 模板施工技術(shù)

如果沒(méi)有牢固地支撐模板工程那么會(huì)導(dǎo)致構(gòu)筑物發(fā)生變形等不良問(wèn)題，甚至對(duì)混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)質(zhì)量產(chǎn)生不良影響，最終降低水泥混凝土結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度。

2.4 實(shí)驗(yàn)條件影響強(qiáng)度檢測(cè)結(jié)果

時(shí)間、溫濕度、加載方式、受壓米阿尼都會(huì)對(duì)混凝土試件試驗(yàn)時(shí)的最終強(qiáng)度結(jié)果產(chǎn)生影響。壓在同壓力試驗(yàn)的前提下，試件強(qiáng)度測(cè)試結(jié)果會(huì)隨著試件尺寸的縮小而增加，這主要是因?yàn)樯喜繅毫梢詫?duì)小試件的上下面產(chǎn)生更加明顯的保護(hù)作用。為此，應(yīng)當(dāng)采用不同的系數(shù)修正不同尺寸的抗壓試件。又如，同一批同標(biāo)號(hào)的多組試件，如果受壓面采用立方體試件的磨光面，那么比選擇側(cè)面測(cè)得的抗壓強(qiáng)度值會(huì)偏小，大約相差2～5MPa。水泥混凝土強(qiáng)度檢測(cè)結(jié)果還會(huì)受到加載速率的影響，強(qiáng)度隨著加載速率的加快而升高，這主要是由于試件沒(méi)有充足的時(shí)間反應(yīng)較快的加載速率變化，導(dǎo)致發(fā)生荷載承受能力更高的假象[3]。

3 水泥混凝土強(qiáng)度常用檢測(cè)方法

3.1 鉆芯取樣法

公路工程水泥混凝土路面強(qiáng)度檢測(cè)的常用方法之一就是鉆芯取樣法，該方法主要鉆芯取樣的目標(biāo)主要為已經(jīng)成型的水泥混凝土構(gòu)筑物。鉆芯取樣法需要應(yīng)用專(zhuān)用的鉆機(jī)從水泥混凝土結(jié)構(gòu)中鉆取芯樣，并且進(jìn)行芯樣強(qiáng)度的檢測(cè)，明確水泥混凝土結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度。如圖1為鉆芯取樣檢測(cè)現(xiàn)場(chǎng)圖。鉆芯取樣法有著準(zhǔn)確可靠、直觀檢測(cè)等優(yōu)勢(shì)，當(dāng)前已經(jīng)在很多公路工程中應(yīng)用，可以用于檢測(cè)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、混凝土裂縫、孔洞等。不過(guò)此方法會(huì)從一定程度上破壞公路水泥混凝土的整體結(jié)構(gòu)，屬于有損檢測(cè)方式，相比于無(wú)損檢測(cè)方式，需要消耗較長(zhǎng)的時(shí)間和較高的費(fèi)用，容易受到試件取樣的限制。通常在具體檢測(cè)中需要和其他無(wú)損檢測(cè)方式相配合，主要是驗(yàn)證其他無(wú)損檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性[4]。

圖1 公路工程水泥混凝土鉆芯取樣

3.2 無(wú)損檢測(cè)

無(wú)損檢測(cè)不會(huì)破壞公路工程水泥混凝土結(jié)構(gòu)，這種檢測(cè)方式有著較為便捷的操作方式，具有較高的測(cè)量精確度，可以為后續(xù)施工提供參考數(shù)據(jù)。無(wú)損檢測(cè)主要是檢測(cè)水泥混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性、受力情況等，明確施工結(jié)果是否能夠和規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)相符合。和傳統(tǒng)的檢測(cè)方法相比，無(wú)損檢測(cè)基本不會(huì)影響檢測(cè)物質(zhì)的性能，有著較為精確的檢測(cè)數(shù)據(jù)。當(dāng)前無(wú)損檢測(cè)技術(shù)經(jīng)過(guò)多年發(fā)展已經(jīng)存在諸多方式。

第一，回彈法。公路工程施工現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度通常會(huì)采用回彈法，如圖2為回彈法檢測(cè)示意圖。在采用回彈法進(jìn)行測(cè)試時(shí)，容易受到多方面因素影響。①需要考慮當(dāng)檢測(cè)地區(qū)的濕度，如果濕度大會(huì)影響檢測(cè)結(jié)果準(zhǔn)確性，可以通過(guò)增加實(shí)驗(yàn)測(cè)試次數(shù)修正該濕度下檢測(cè)數(shù)據(jù)，將檢測(cè)結(jié)果準(zhǔn)確性提高。②混凝土碳化深度對(duì)回彈法測(cè)定的結(jié)果會(huì)產(chǎn)生一定的影響，在檢測(cè)中需要注意考慮混合料、表面涂層等方面因素的影響，將數(shù)據(jù)片面性降低。在測(cè)試時(shí)可以先將碳化層去除再進(jìn)行檢測(cè)，如果碳化深度較大那么需要綜合使用鉆芯法修正檢測(cè)數(shù)據(jù)。

圖2 回彈法

在評(píng)定公路工程水泥混凝土結(jié)構(gòu)強(qiáng)度過(guò)程中主要指標(biāo)就是抗壓強(qiáng)度，公路質(zhì)量的驗(yàn)收需要通過(guò)多次、多點(diǎn)評(píng)定明確其整體性能。在評(píng)定結(jié)構(gòu)抗壓強(qiáng)度時(shí)，可以在近似相同測(cè)量條件下進(jìn)行采樣和測(cè)試，按照相關(guān)檢驗(yàn)規(guī)定隨機(jī)采樣，降低地域性因素影響[5]。

第二，超聲回彈法。在公路工程水泥混凝土強(qiáng)度檢測(cè)中，超聲回彈是一種常用的十分簡(jiǎn)單的操作方式。在檢測(cè)中需要應(yīng)用兩種工具，分別為回彈儀和超聲儀器，對(duì)水泥混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行綜合分析，從兩個(gè)角度測(cè)評(píng)混凝土的強(qiáng)度，分別是回彈值和超聲波速。通過(guò)結(jié)合應(yīng)用兩種方式能夠?qū)?qiáng)度檢測(cè)結(jié)果的精確度提高。在測(cè)量中，檢測(cè)人員首先需要在待測(cè)區(qū)域選擇一塊混凝土，分別對(duì)該區(qū)域的回彈值大小和超聲值進(jìn)行測(cè)量并且核算。通常在水泥混凝土強(qiáng)度檢測(cè)中，利用回彈儀就可以測(cè)定較為準(zhǔn)確的結(jié)果，但是并不能精確地估計(jì)混凝土內(nèi)部的承載力，而超聲波能夠向內(nèi)部發(fā)射超聲，利用聲波的傳播速度對(duì)混凝土內(nèi)部情況進(jìn)行客觀判斷，對(duì)水泥混凝土的強(qiáng)度情況有更加準(zhǔn)確清晰的了解，可以更加客觀地評(píng)定公路工程的強(qiáng)度[6]。

第三，頻譜分析法。該方法中喲啊利用瑞雷面波法，以介質(zhì)中波的傳播過(guò)程為參考檢測(cè)水泥混凝土內(nèi)部波的傳播特性，進(jìn)而對(duì)結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度進(jìn)行判斷。波動(dòng)理論是頻譜分析的理論基礎(chǔ)，以此為基礎(chǔ)對(duì)水泥混凝土結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和瑞雷波速的聯(lián)系進(jìn)行計(jì)算。

4 公路水泥混凝土結(jié)構(gòu)強(qiáng)度檢測(cè)與評(píng)定

某公路工程為水泥混凝土路面，采用頻譜分析方法判定混凝土結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度。在公路某段區(qū)域選用垂直錘擊的方式檢測(cè)水泥混凝土結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，用檢波器接收垂直方向的信號(hào)，然后用采集系統(tǒng)收集相關(guān)信號(hào)，通過(guò)轉(zhuǎn)換信號(hào)測(cè)得數(shù)據(jù)并且存儲(chǔ)在儀器中。在檢測(cè)過(guò)程中可以首先用小的鐵板鋪設(shè)在公路上，用鐵錘錘擊小鐵板將散射曲線獲取并且測(cè)定激發(fā)頻率。該工程在檢測(cè)水泥混凝土強(qiáng)度過(guò)程中按照1024 Hz的頻率確定信號(hào)采集裝置，并且用低頻式傳感器作為檢波器。對(duì)混凝土路面的深度情況進(jìn)行綜合考慮確保合理設(shè)置檢波器位置。通常按照檢波器頻率的 2 倍確定兩者間距。導(dǎo)線是整個(gè)測(cè)試系統(tǒng)中連接各個(gè)儀器的關(guān)鍵，所以在檢測(cè)過(guò)程中盡量不要?導(dǎo)線，將導(dǎo)線之間的距離盡量縮小以免在檢測(cè)過(guò)程中發(fā)生抖動(dòng)等問(wèn)題，對(duì)檢測(cè)結(jié)果準(zhǔn)確性產(chǎn)生不良影響，盡量將結(jié)果準(zhǔn)確性提高。如表1為檢測(cè)結(jié)果。

表1 檢測(cè)結(jié)果

以檢測(cè)結(jié)果為基礎(chǔ)展開(kāi)計(jì)算分析，對(duì)該路段的水泥混凝土強(qiáng)度是否符合標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行推測(cè)。根據(jù)路段制定的標(biāo)準(zhǔn)對(duì)道路修筑標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行評(píng)定，確認(rèn)強(qiáng)度達(dá)到規(guī)定要求。但是為了將結(jié)果的準(zhǔn)確性進(jìn)一步提高，需要在測(cè)量前明確這種方式是否會(huì)損壞路面。

水泥配比是對(duì)水泥混凝土強(qiáng)度影響較大的因素，通常在配比合理的前提下如果水泥強(qiáng)度高那么也就能夠得到較高強(qiáng)度的混凝土結(jié)構(gòu)，可見(jiàn)，在公路水泥混凝土結(jié)構(gòu)施工中起著決定性作用的就是水泥，而且剛性路面檢測(cè)方式通常選用瑞雷面波，不會(huì)損害已經(jīng)成型的路面，和鉆芯法相比，此種測(cè)量方式只要保證操作規(guī)范性就能夠提高水泥混凝土強(qiáng)度檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性，保證順利開(kāi)展公路工程施工作業(yè)[7]。

5 結(jié)束語(yǔ)

在公路工程中，水泥混凝土結(jié)構(gòu)是十分常見(jiàn)的施工形式，通過(guò)檢測(cè)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度能夠明確公路工程施工質(zhì)量情況能夠間接追蹤施工材料是否合格，有助于施工過(guò)程的管控，能夠明確公路質(zhì)量變化情況。為了保證公路工程施工的效果，不但要加強(qiáng)材料控制，還要做好公路工程施工過(guò)程檢測(cè)、竣工驗(yàn)收檢測(cè)，客觀地評(píng)價(jià)公路工程的強(qiáng)度情況，判斷公路使用壽命，及時(shí)調(diào)整管理養(yǎng)護(hù)措施，提升公路工程建設(shè)的整體效果，保證公路工程更好地服務(wù)于國(guó)民。