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摘要:混凝土结构由于其设计、施工以及使用管理中的种种失误及技术条件限制,会产生各种各样的质量问题;必须对建筑结构进行质量检测与鉴定,本文通过结合笔者从事结构检测实践,针对混凝土结构中的内部缺陷、强度检测及其钢筋检测,分别进行详细探讨,提出可行的检测技术。
关键词:建筑工程;结构检测;质量检测;强度检测
一、建筑工程当前概况
混凝土结构由于其设计、施工以及使用管理中的种种失误及技术条件限制,会产生各种各样的质量问题;必须对建筑结构进行质量检测与鉴定,而这种建筑结构质量检测工作具有不同于施工过程检测工作的特殊性,因为它是在已有结构上进行的直接“取样”,或直接检测。这就要求尽量不损伤和少损伤已有建筑结构且达到规定的检测精度。从工程实践情况来看,对于钢筋混凝土结构的检测主要是包括:混凝土结构外观质量缺陷的检测、混凝土强度的检测、混凝土内部缺陷的检测、混凝土结构钢筋检测。
二、混凝土机结构缺陷检测技术概况
1、外部缺陷检测
针对混凝土结构外观质量缺陷如露筋、蜂窝、空洞、夹渣、疏松、裂缝、连接部位缺陷、外观部位缺陷、外形缺陷和外表缺陷等。其中,裂缝和蜂窝是混凝土结构两种比较常见的外观质量缺陷。通过结合笔者工程实践,分析该两种缺陷的主要检测技术。
(1)混凝土裂缝有直观性,易于被人们发现,而不同的裂缝是由不同原因引起的。因而,裂缝的观察与测量有助于对结构的质量的评判。针对混凝土裂缝检测的项目主要包括:裂缝部位、数量和分布状态;裂缝的走向,如斜向、纵向、沿钢筋方向是否还在发展等;裂缝的宽度、长度和深度;裂缝的形状,如上宽下窄、下宽上窄、中间宽两端窄、八字形、网状形等;裂缝是否贯通、是否有析出物、是否引起混凝土剥落等。在工程中针对裂缝问题可采取检测技术为:裂缝长度可用钢尺或直尺量,宽度可用检验卡,塞尺和20倍的刻度放大镜测定。裂缝深度可用细钢丝或塞尺探测,也可用注射器注入有色液体,待干燥后凿开混凝土观测。
(2)蜂窝面积检测测定。蜂窝现象是混凝土表面缺少水泥砂浆而形成石子外露。蜂窝面积可用钢尺、直尺或百格网进行测量,以面积及蜂窝面积百分比计。对于目前混凝土结构外观质量缺陷检测方法可采用钢尺、直尺、检验卡、塞尺和20倍的刻度放大镜及百格网等工具来测定。
2、混凝土内部缺陷检测
混凝土构件内部缺陷检测包括内部不密实区、不良结合面、损伤层厚度和裂缝深度检测。混凝土构件内部缺陷检测宜对怀疑存在缺陷的构件或区域进行全数检测。当怀疑存在缺陷的构件数量较多时,可选择外观质量缺陷最严重的构件或部位进行检测。目前对于混凝土构件内部缺陷可采用超声法、冲击回波法和电磁波反射法(雷达仪)等非破损检测方法进行检测,对于判别困难的区域宜进行钻芯验证或剔凿验证。而对于目前在我国应用最广泛的是超声脉冲法。另外,对已建混凝土结构作施工质量检测时,要求确定钢筋位置、布筋情况、混凝土保护层厚度并估测钢筋直径,以上项目利用钢筋位置测试仪检测;钢筋锈蚀情况检测是采用有铜—硫酸作为参考电极的半电池探头的钢筋锈蚀测量仪检测仪设置在混凝土中的钢筋材质检测利用收集的现场原始资料分析法检测。
三、混凝土强度检测技术
混凝土的强度是决定混凝土结构和构件受力性能的关键因素,也是评定混凝土结构和构件性能的主要参数,正确确定结构构件混凝土的强度一直是国内外学者关心和研究的课题。对于混凝土的立方体抗压强度是其各种物理力学性能指标的综合反映,它与混凝土轴心抗拉强度、轴心抗压强度、弯曲抗压强度、疲劳强度等有良好的相关性,且其测试方便可靠,因此混凝土的立方体抗压强度是混凝土强度最基本的指标。对已有建筑物混凝土抗压强度的测试方法很多,大致可以分为局部破损法和非破损法两类。局部破损法主要包括取芯法、小圆柱劈裂法、压入法和拔出法等。目前以局部破损法测试结果为依据,对非破损测试数据进行校正的综合评定方法已经占据了主导地位。
混凝土强度检测中非破损法主要有表面压痕法、回弹法、超声脉冲法、超声回弹综合法、振动法、射线法等。而至于混凝土的半破损检验法是以在不影响结构物承载能力的前提下,在结构物上直接进行局部破坏试验,或直接取样将试验所得的值换算成特征强度,作为检测结果,常用的有钻芯法、拔出法、拔脱法、拔折法、射击法等,而目前应用较多的是钻芯法和拔出法。
四、混凝土抗压强度检测技术
混凝土的抗压强度检测应提供结构混凝土在检测龄期相当于 150mm立方体抗压强度特征值的推定值。目前,对于检测混凝土抗压强度可采用回弹法、超声-回弹综合法、后装拔出法等间接方法进行检测,也可采用直接检测抗压强度的钻芯法进行检测。
(1)通过采用回弹法检测结构混凝土强度,是根据混凝土的表面硬度与抗压强度之间存在着一定的相关性而发展起来的一种混凝土强度测试方法。测试时,用具有规定动能的重锤弹击混凝土表面,弹击后,初始动能发生再分配,一部分能量被混凝土吸收。剩余的能量则回传给重锤。被混凝土吸收的能量取决于混凝土表面的硬度。混凝土表面硬度低,受弹击后表面塑性变形和残余变形大,被混凝土吸收的能量就多,回传给重锤的能量就少;相反,混凝土表面硬度高,受弹击后的塑性变形小,吸收的能量少,而传给重锤的能量多,因而回弹值就高,从而间接反映了混凝土的抗压强度。经过试验而建立的回弹值与混凝土强度之间的关系称为测强曲线。由于受回弹法所必需的测强曲线代表性的限制,因此要求回弹法只适用于龄期为14~1000d范围内自然养护、评定强度在10~50MPa的普通混凝土,不适用于内部有缺陷或遭化学腐蚀、火灾、冰冻的混凝土和其他品種混凝土。
(2)采用回弹法测定混凝土强度,回弹仪应始终与测试面垂直,并不得打在气孔和外露石子上。每个测区的两个侧面用回弹仪各弹击8点,共16点。回弹宜在侧面范围内均匀分布,点与点间距不得小于20mm,回弹点距构件边缘或外露钢筋的距离不得小于30mm。同一回弹点只允许弹击一次,每一测点的回弹值读数精确到1mm。
(3)当采用回弹法等间接方法检测混凝土抗压强度时,宜采取直接方法进行修正,也可采取直接方法进行验证。采取直接方法进行修正时,直接方法的样本宜进行异常值判别和处理。同时在批量检测混凝土抗压强度时,应当采取分层抽样的方案,先抽取构件,再在每个抽检的构件上均匀布置相同数量的测区,样本容量为测区总数。
(4)进行混凝土结构强度检测时,对混凝土抗压强度的推定是相当重要的环节。当混凝土强度推定区间上限与下限差值小于5.0MPa和0.1mΔf两者之间的较大值时,检验批混凝土抗压强度可规范相关公式进行推定;当推定区间上限与下限差值大于5.0MPa 和0.1mΔf两者之间的较大值时,宜采取下列措施之一进行处理:剔出异常值,重新计算,适当增加样本容量,进行补充检测;细分检验批,进行重新检测。
结束语
从工程实践表明,要对建筑结构进行经济、合理、有效的加固处理,必须明了建筑结构的破损机理,必须对建筑结构进行全面的质量检测与鉴定,而这种建筑结构混凝土强度检测工作具有不同于施工质量检测工作的特殊性,因为它是在已有结构上进行的检测,这就要求尽量不损伤和少损伤已有建筑结构且达到规定的检测精度。
参考文献:
[1] 徐添财.双面结构检测试片及其检测装置[J].民营科技,2011(12).
[2] 闫锋,姜欣.某框架结构检测与抗震鉴定[J].特种结构,2009(11).
摘要:混凝土结构由于其设计、施工以及使用管理中的种种失误及技术条件限制,会产生各种各样的质量问题;必须对建筑结构进行质量检测与鉴定,本文通过结合笔者从事结构检测实践,针对混凝土结构中的内部缺陷、强度检测及其钢筋检测,分别进行详细探讨,提出可行的检测技术。
关键词:建筑工程;结构检测;质量检测;强度检测
一、建筑工程当前概况
混凝土结构由于其设计、施工以及使用管理中的种种失误及技术条件限制,会产生各种各样的质量问题;必须对建筑结构进行质量检测与鉴定,而这种建筑结构质量检测工作具有不同于施工过程检测工作的特殊性,因为它是在已有结构上进行的直接“取样”,或直接检测。这就要求尽量不损伤和少损伤已有建筑结构且达到规定的检测精度。从工程实践情况来看,对于钢筋混凝土结构的检测主要是包括:混凝土结构外观质量缺陷的检测、混凝土强度的检测、混凝土内部缺陷的检测、混凝土结构钢筋检测。
二、混凝土机结构缺陷检测技术概况
1、外部缺陷检测
针对混凝土结构外观质量缺陷如露筋、蜂窝、空洞、夹渣、疏松、裂缝、连接部位缺陷、外观部位缺陷、外形缺陷和外表缺陷等。其中,裂缝和蜂窝是混凝土结构两种比较常见的外观质量缺陷。通过结合笔者工程实践,分析该两种缺陷的主要检测技术。
(1)混凝土裂缝有直观性,易于被人们发现,而不同的裂缝是由不同原因引起的。因而,裂缝的观察与测量有助于对结构的质量的评判。针对混凝土裂缝检测的项目主要包括:裂缝部位、数量和分布状态;裂缝的走向,如斜向、纵向、沿钢筋方向是否还在发展等;裂缝的宽度、长度和深度;裂缝的形状,如上宽下窄、下宽上窄、中间宽两端窄、八字形、网状形等;裂缝是否贯通、是否有析出物、是否引起混凝土剥落等。在工程中针对裂缝问题可采取检测技术为:裂缝长度可用钢尺或直尺量,宽度可用检验卡,塞尺和20倍的刻度放大镜测定。裂缝深度可用细钢丝或塞尺探测,也可用注射器注入有色液体,待干燥后凿开混凝土观测。
(2)蜂窝面积检测测定。蜂窝现象是混凝土表面缺少水泥砂浆而形成石子外露。蜂窝面积可用钢尺、直尺或百格网进行测量,以面积及蜂窝面积百分比计。对于目前混凝土结构外观质量缺陷检测方法可采用钢尺、直尺、检验卡、塞尺和20倍的刻度放大镜及百格网等工具来测定。
2、混凝土内部缺陷检测
混凝土构件内部缺陷检测包括内部不密实区、不良结合面、损伤层厚度和裂缝深度检测。混凝土构件内部缺陷检测宜对怀疑存在缺陷的构件或区域进行全数检测。当怀疑存在缺陷的构件数量较多时,可选择外观质量缺陷最严重的构件或部位进行检测。目前对于混凝土构件内部缺陷可采用超声法、冲击回波法和电磁波反射法(雷达仪)等非破损检测方法进行检测,对于判别困难的区域宜进行钻芯验证或剔凿验证。而对于目前在我国应用最广泛的是超声脉冲法。另外,对已建混凝土结构作施工质量检测时,要求确定钢筋位置、布筋情况、混凝土保护层厚度并估测钢筋直径,以上项目利用钢筋位置测试仪检测;钢筋锈蚀情况检测是采用有铜—硫酸作为参考电极的半电池探头的钢筋锈蚀测量仪检测仪设置在混凝土中的钢筋材质检测利用收集的现场原始资料分析法检测。
三、混凝土强度检测技术
混凝土的强度是决定混凝土结构和构件受力性能的关键因素,也是评定混凝土结构和构件性能的主要参数,正确确定结构构件混凝土的强度一直是国内外学者关心和研究的课题。对于混凝土的立方体抗压强度是其各种物理力学性能指标的综合反映,它与混凝土轴心抗拉强度、轴心抗压强度、弯曲抗压强度、疲劳强度等有良好的相关性,且其测试方便可靠,因此混凝土的立方体抗压强度是混凝土强度最基本的指标。对已有建筑物混凝土抗压强度的测试方法很多,大致可以分为局部破损法和非破损法两类。局部破损法主要包括取芯法、小圆柱劈裂法、压入法和拔出法等。目前以局部破损法测试结果为依据,对非破损测试数据进行校正的综合评定方法已经占据了主导地位。
混凝土强度检测中非破损法主要有表面压痕法、回弹法、超声脉冲法、超声回弹综合法、振动法、射线法等。而至于混凝土的半破损检验法是以在不影响结构物承载能力的前提下,在结构物上直接进行局部破坏试验,或直接取样将试验所得的值换算成特征强度,作为检测结果,常用的有钻芯法、拔出法、拔脱法、拔折法、射击法等,而目前应用较多的是钻芯法和拔出法。
四、混凝土抗压强度检测技术
混凝土的抗压强度检测应提供结构混凝土在检测龄期相当于 150mm立方体抗压强度特征值的推定值。目前,对于检测混凝土抗压强度可采用回弹法、超声-回弹综合法、后装拔出法等间接方法进行检测,也可采用直接检测抗压强度的钻芯法进行检测。
(1)通过采用回弹法检测结构混凝土强度,是根据混凝土的表面硬度与抗压强度之间存在着一定的相关性而发展起来的一种混凝土强度测试方法。测试时,用具有规定动能的重锤弹击混凝土表面,弹击后,初始动能发生再分配,一部分能量被混凝土吸收。剩余的能量则回传给重锤。被混凝土吸收的能量取决于混凝土表面的硬度。混凝土表面硬度低,受弹击后表面塑性变形和残余变形大,被混凝土吸收的能量就多,回传给重锤的能量就少;相反,混凝土表面硬度高,受弹击后的塑性变形小,吸收的能量少,而传给重锤的能量多,因而回弹值就高,从而间接反映了混凝土的抗压强度。经过试验而建立的回弹值与混凝土强度之间的关系称为测强曲线。由于受回弹法所必需的测强曲线代表性的限制,因此要求回弹法只适用于龄期为14~1000d范围内自然养护、评定强度在10~50MPa的普通混凝土,不适用于内部有缺陷或遭化学腐蚀、火灾、冰冻的混凝土和其他品種混凝土。
(2)采用回弹法测定混凝土强度,回弹仪应始终与测试面垂直,并不得打在气孔和外露石子上。每个测区的两个侧面用回弹仪各弹击8点,共16点。回弹宜在侧面范围内均匀分布,点与点间距不得小于20mm,回弹点距构件边缘或外露钢筋的距离不得小于30mm。同一回弹点只允许弹击一次,每一测点的回弹值读数精确到1mm。
(3)当采用回弹法等间接方法检测混凝土抗压强度时,宜采取直接方法进行修正,也可采取直接方法进行验证。采取直接方法进行修正时,直接方法的样本宜进行异常值判别和处理。同时在批量检测混凝土抗压强度时,应当采取分层抽样的方案,先抽取构件,再在每个抽检的构件上均匀布置相同数量的测区,样本容量为测区总数。
(4)进行混凝土结构强度检测时,对混凝土抗压强度的推定是相当重要的环节。当混凝土强度推定区间上限与下限差值小于5.0MPa和0.1mΔf两者之间的较大值时,检验批混凝土抗压强度可规范相关公式进行推定;当推定区间上限与下限差值大于5.0MPa 和0.1mΔf两者之间的较大值时,宜采取下列措施之一进行处理:剔出异常值,重新计算,适当增加样本容量,进行补充检测;细分检验批,进行重新检测。
结束语
从工程实践表明,要对建筑结构进行经济、合理、有效的加固处理,必须明了建筑结构的破损机理,必须对建筑结构进行全面的质量检测与鉴定,而这种建筑结构混凝土强度检测工作具有不同于施工质量检测工作的特殊性,因为它是在已有结构上进行的检测,这就要求尽量不损伤和少损伤已有建筑结构且达到规定的检测精度。
参考文献:
[1] 徐添财.双面结构检测试片及其检测装置[J].民营科技,2011(12).
[2] 闫锋,姜欣.某框架结构检测与抗震鉴定[J].特种结构,2009(11).