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        工程實(shí)體回彈法與鉆芯法檢測(cè)混凝土強(qiáng)度驗(yàn)證與分析

        2022-05-13 04:16:40孫盛佩許靈勇張興洪郭峰雷
        工程質(zhì)量 2022年3期
        關(guān)鍵詞:芯法碳化修正

        孫盛佩,許靈勇,張興洪,郭峰雷

        (1.臺(tái)州市建設(shè)工程質(zhì)量檢測(cè)中心,浙江 臺(tái)州 318000;2.臺(tái)州市路橋區(qū)建設(shè)工程質(zhì)量檢測(cè)中心有限公司,浙江 臺(tái)州 318000)

        0 引言

        在混凝土強(qiáng)度實(shí)體檢測(cè)中,浙江省臺(tái)州市各檢測(cè)機(jī)構(gòu)普遍采用的是回彈法,有時(shí)直接采用鉆芯法或鉆芯法修正回彈法的方法。在回彈法檢測(cè)時(shí)有的機(jī)構(gòu)選用行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) JGJ/T 23-2011《回彈法檢測(cè)混凝土抗壓強(qiáng)度技術(shù)規(guī)程》[1]的測(cè)強(qiáng)曲線,有的機(jī)構(gòu)選用浙江省標(biāo)準(zhǔn) DB 33/T 1049-2016《回彈法檢測(cè)泵送混凝土抗壓強(qiáng)度技術(shù)規(guī)程》[2]的測(cè)強(qiáng)曲線。根據(jù) JGJ/T 23-2011《回彈法檢測(cè)混凝土抗壓強(qiáng)度技術(shù)規(guī)程》(以下簡(jiǎn)稱(chēng)“JGJ/T 23-2011”)6.1.2 的規(guī)定“有條件的地區(qū)和部門(mén),應(yīng)制定本地區(qū)的測(cè)強(qiáng)曲線或?qū)S脺y(cè)強(qiáng)曲線。檢測(cè)單位宜按專(zhuān)用測(cè)強(qiáng)曲線、地區(qū)測(cè)強(qiáng)曲線、統(tǒng)一測(cè)強(qiáng)曲線的順序選用測(cè)強(qiáng)曲線”,即宜優(yōu)先選用浙江省地區(qū)測(cè)強(qiáng)曲線。

        為了進(jìn)一步驗(yàn)證行標(biāo)曲線和省標(biāo)曲線所測(cè)的混凝土強(qiáng)度哪個(gè)更接近實(shí)際混凝土強(qiáng)度(鉆芯強(qiáng)度),臺(tái)州市建設(shè)工程檢測(cè)行業(yè)協(xié)會(huì)組織臺(tái)州 10 家檢測(cè)機(jī)構(gòu),對(duì)全市范圍內(nèi) 28 家預(yù)拌混凝土生產(chǎn)企業(yè) 30 個(gè)實(shí)體工程的 119 個(gè)構(gòu)件(梁、柱),進(jìn)行同部位混凝土強(qiáng)度鉆芯法、回彈法驗(yàn)證檢測(cè),其中同部位的回彈法強(qiáng)度分別采用行標(biāo)、省標(biāo)的測(cè)強(qiáng)曲線進(jìn)行換算。

        1 數(shù)據(jù)的取得

        在各單位取得的同部位混凝土鉆芯法、回彈法的 119 對(duì)數(shù)據(jù)中,高徑比不符合 5 個(gè),芯樣有原始裂紋且有鋼筋 1 個(gè),行標(biāo)、省標(biāo)回彈強(qiáng)度值>60 MPa 的 4 個(gè),芯樣有氣孔的 1 個(gè),剔除這 11 對(duì)數(shù)據(jù)后,共取得 108 對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行驗(yàn)證與分析,如表 1 所示。

        表1 回彈法/鉆芯法對(duì)比驗(yàn)證表

        續(xù)表1

        續(xù)表1

        從表 1 可見(jiàn),各檢測(cè)機(jī)構(gòu)平均修正系數(shù)有>1 或<1 的情況,但各機(jī)構(gòu)的總平均修正系數(shù)均>1,按省標(biāo)測(cè)強(qiáng)曲線換算比較接近鉆芯強(qiáng)度,按行標(biāo)測(cè)強(qiáng)曲線換算的回彈強(qiáng)度比鉆芯法強(qiáng)度平均降低了 16 %。

        2 混凝土碳化深度與齡期的關(guān)系

        不同齡期段構(gòu)件混凝土的碳化深度如表 2 所示。

        表2 齡期—碳化深度表

        從表 2 碳化深度與齡期之間的關(guān)系來(lái)看,總體上隨著齡期的增加,碳化深度也增加,但離散性較大不成線性關(guān)系,它還跟各混凝土生產(chǎn)企業(yè)所用的原材料、配合比、成型、養(yǎng)護(hù)、環(huán)境及所處的位置等因素有關(guān)。

        3 同批次混凝土回彈法、鉆芯法強(qiáng)度極差情況分析

        把同一生產(chǎn)企業(yè)、同一強(qiáng)度等級(jí)、同一齡期、同一類(lèi)型構(gòu)件作為同一批次,例如臺(tái)州市區(qū)按此分為 5 個(gè)批次,10 家檢測(cè)機(jī)構(gòu)共分為 31 個(gè)同批次,其回彈法、鉆芯法混凝土強(qiáng)度極差情況如表 3 所示。

        由表 3 可見(jiàn),總體上說(shuō)同批次回彈法強(qiáng)度和鉆芯法強(qiáng)度分布不均勻,回彈法的同批次強(qiáng)度極差相對(duì)較小,行標(biāo)平均為 5.6 MPa,省標(biāo)平均值為 5.7 MPa,而鉆芯法的同批次強(qiáng)度極差相對(duì)較大,平均為 9.1 MPa。說(shuō)明同批次混凝土實(shí)際強(qiáng)度(鉆芯強(qiáng)度)存在較大的波動(dòng),而用回彈法即不能反映其真實(shí)的強(qiáng)度波動(dòng)情況。

        表3 同批次混凝土回彈法、鉆芯法檢測(cè)強(qiáng)度極差情況表

        4 鉆芯法與回彈法的相關(guān)性分析

        將表 1 的行標(biāo)回彈強(qiáng)度與芯樣強(qiáng)度及省標(biāo)回彈強(qiáng)度與芯樣強(qiáng)度的各 108 對(duì)數(shù)據(jù)用散點(diǎn)圖表示,如圖 1、圖 2 所示。

        圖1 行標(biāo)強(qiáng)度—鉆芯強(qiáng)度散點(diǎn)圖

        圖2 省標(biāo)強(qiáng)度—鉆芯強(qiáng)度散點(diǎn)圖

        從上述散點(diǎn)圖可知混凝土強(qiáng)度在 30~60 MPa 范圍內(nèi)回彈強(qiáng)度和鉆芯強(qiáng)度相關(guān)性較差,說(shuō)明回彈強(qiáng)度難以反映真實(shí)的混凝土強(qiáng)度,這也是回彈法影響因素較多、檢測(cè)精度不高的原因所在。

        5 鉆芯法—回彈法修正系數(shù)的分析

        5.1 修正系數(shù)的分布分析

        將表 1 的修正系數(shù)fcor/f行、fcor/f省按 0.05 作為區(qū)間段,將其出現(xiàn)的頻數(shù)用方塊圖分別表示如圖 3、圖 4 所示。

        圖3 行標(biāo)—鉆芯修正系數(shù)分布圖

        圖4 省標(biāo)—鉆芯修正系數(shù)分布圖

        從圖 3、圖 4 可知,行標(biāo)、省標(biāo)鉆芯修正系數(shù)基本上服從正態(tài)分布。省標(biāo)修正系數(shù)在 1.00~1.05 出現(xiàn)頻數(shù)最多,平均修正系數(shù)為 1.03;行標(biāo)的修正系數(shù)在 1.15~1.20 出現(xiàn)的頻數(shù)最多,平均修正系數(shù)為 1.16。

        從上 108 對(duì)全市修正系數(shù)的統(tǒng)計(jì)分析可知,總體上按省標(biāo)測(cè)強(qiáng)曲線(地區(qū)測(cè)強(qiáng)曲線)換算的混凝土強(qiáng)度比較接近于實(shí)際混凝土強(qiáng)度,按行標(biāo)測(cè)強(qiáng)曲線(統(tǒng)一測(cè)強(qiáng)曲線)換算的混凝土強(qiáng)度偏低于實(shí)際混凝土強(qiáng)度。

        近年來(lái),國(guó)內(nèi)許多學(xué)者提出了和現(xiàn)行回彈法標(biāo)準(zhǔn)碳化修正相反的觀點(diǎn),認(rèn)為大礦物摻合料前期未保養(yǎng)好的混凝土碳化深度越大,碳化修正系數(shù)要乘以大于 1.0 的系數(shù),此觀點(diǎn)認(rèn)為大礦物摻合料前期未養(yǎng)護(hù)好的混凝土表面因水泥未完全水化存在一層疏松層,并非是 CaCO3硬殼層而使回彈值偏低。我們?cè)?XRD 圖譜對(duì)大礦物摻合料的 C50 混凝土進(jìn)行分析,發(fā)現(xiàn)其表面礦物種類(lèi)相對(duì)增多,成分復(fù)雜,不能把其表面層完全看作 CaCO3的硬殼層。

        5.2 修正系數(shù)隨混凝土強(qiáng)度的變化

        將表 1 的fcor/f行、fcor/f省作為縱坐標(biāo),鉆芯強(qiáng)度為橫坐標(biāo),得出修正系數(shù)隨混凝土強(qiáng)度變化的散點(diǎn)圖如圖 5、圖 6 所示。

        圖5 fcor/f行隨強(qiáng)度變化圖

        圖6 fcor/f省隨強(qiáng)度變化圖

        從圖 5、圖 6 可以看出,隨著混凝土強(qiáng)度的提高,無(wú)論行標(biāo)、省標(biāo)鉆芯—回彈的修正系數(shù)(fcor/f行、fcor/f省)也隨之增大。說(shuō)明混凝土強(qiáng)度越高,回彈法檢測(cè)出的強(qiáng)度越會(huì)偏低,從上兩圖看出,混凝土強(qiáng)度>40.0 MPa 左右修正系數(shù)>1.0 的概率就越高。因此大家目前在用回彈法檢測(cè)高等級(jí)混凝土?xí)r,要考慮到檢測(cè)結(jié)果會(huì)偏低的情況[3-4]。

        6 結(jié)論和建議

        通過(guò)本次回彈法、鉆芯法檢測(cè)混凝土強(qiáng)度的驗(yàn)證與分析提出如下結(jié)論和建議。

        1)混凝土的碳化深度不能單獨(dú)考慮齡期的因素,還與其他許多因素有關(guān)。

        2)回彈法檢測(cè)不能完全反映同批次實(shí)體混凝土強(qiáng)度的勻質(zhì)性。同批次實(shí)體混凝土鉆芯強(qiáng)度存在較大的離散性。

        3)回彈法檢測(cè)和鉆芯法檢測(cè)的混凝土強(qiáng)度相關(guān)性較差,建議各檢測(cè)機(jī)構(gòu)日常檢測(cè)中多加強(qiáng)鉆芯法、回彈法的對(duì)比驗(yàn)證。

        4)鉆芯-回彈法修正系數(shù)總體上服從正態(tài)分布,且隨著混凝土強(qiáng)度的提高,修正系數(shù)也隨之提高,在檢測(cè)高等級(jí)混凝土?xí)r要考慮到回彈法檢測(cè)結(jié)果偏低的概率會(huì)增大。

        5)地區(qū)回彈測(cè)強(qiáng)曲線換算的混凝土強(qiáng)度相對(duì)接近混凝土實(shí)際強(qiáng)度,建議各檢測(cè)機(jī)構(gòu)應(yīng)按 JGJ/T 23-2011 中“6.1.2”條的規(guī)定執(zhí)行。Q

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