初探建筑工程混凝土结构的现场检测技术2

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  【摘 要】 混凝土结构存在着自重过重、易生成裂缝、以及钢筋构造易锈蚀等问题,对建筑工程的质量构成了一定的影响。为有效控制混凝土工程质量,避免设计施工过程中可能产生的安全缺陷,必须严格依照相关标准对其进行现场检测,及时发现问题,追查原因,并采取必要的整改措施,确保其达到技术要求,杜绝安全事故的发生。检测中常用的技术包括:回弹法、超声脉冲法、超声-回弹综合检测法、钻芯法和后装拔出法,不同检测技术的应用,须根据其技术特点结合被测结构的具体情况而定。
  【关键词】 建筑工程;混凝土结构;现场检测
  1 引言
  混凝土的现场检测主要包括对混凝土结构强度、钢筋位置及锈蚀问题、以及混凝土是否存在表面裂缝与内部缺陷等内容。检测中应结合混凝土结构的使用情况编制检测方案,加强对重点结构及构件的强制性检测。检测前应做好准备工作。首先,承担检测任务的应是具有独立检测资质的单位,检测人员必须持证上岗,并具备相应的工作能力和职业道德。其次,在检测设备方面,应尽可能使用与高新技术相匹配的设备,对各种仪器设备应精心维护、定期检修,以确保检查结果的准确性。检测完成后,还应认真填写设备的使用和维护记录。
  2 混凝土结构强度的测试方法分析
  2.1现场测试的重要性
  强度是混凝土结构性能中最大的质量影响因素,虽然相关制度对混凝土原料的“见证取样”鉴定制度作出了相应规定,即制作边长为150mm的立方体标准试件,在温度(20±3)℃,相对湿度>90%的条件下,养护至28d,用标准试验方法测得的抗压强度值称为混凝土立方体抗压强度。然而,由于实际工程中施工环境、施工工艺、试块制作及养护、实际承压等环节往往与技术规程具有一定偏差,因此取样所提供的情况可能与实际情况存在出入。为准确测得结构实体中混凝土的实际强度,确保建筑工程的整体质量,必须做好施工现场的混凝土结构强度检测工作。
  2.2不同检测技术的特点及其应用分析
  检测人员必须在熟悉各种方法适用范围及操作要点的前提下,以认真负责的态度开展工作。检测方法的选择应以避免其他因素的影响,尽可能提高检测精度为原则。通常情况下,被测混凝土的表层质量不具有代表性,或其龄期或抗压强度超过回弹法、超声-回弹综合检测法或后装拔出法等相应技术规程限定的范围时,可采用钻芯法或钻芯修正法。在回弹法、超声回弹综合法或后装拔出法适用的条件下,则应进行钻芯修正或利用同条件养护立方体试块的抗压强度进行修正。
  2.2.1回弹法测试的特点及其技术规程
  回弹法是以回弹仪重锤回弹能量的变化测定混凝土表面硬度,并根据硬度与强度之间的关系确定其抗压强度的方法。回弹法技术应用较早,目前已经相当成熟可靠,具有检测效率高、成本低、易于操作等优点,但由于该检测结果受到检测角度、混凝土碳化程度等很多因素的影响,因此对所测试的混凝土有一定的条件限制,主要体现在:首先,混凝土施工应采取普通成型工艺和标准化模板,材料、拌合物用水须符合相关规范。其次,混凝土不可掺加外加剂,且应经7d以上的自然养护,表层为干燥状态。此外,混凝土龄期应在14d~1000d内,抗压强度以10MPa~60MPa为宜。
  2.2.2超声脉冲法的特点及其技术规程
  超声脉冲法主要是利用超声仪,通过超声脉冲、冲击脉冲等机械波对混凝土的内部缺陷进行探测和确定。检测也可通过x射线等穿透辐射法进行,但考虑到其穿透能力的局限和可能给技术人员造成的人身危害,该方法目前在实际工程中的应用还比较少。2.2.3超声-回弹综合检测法的特点及其技术规程超声回弹综合法本质上就是利用回弹仪及超声仪,将回弹法和超声脉冲法相结合的综合检测模式。以超声-回弹综合法检测混凝土强度,是目前我国使用较广的一种结构中混凝土结构强度非破损检测方法。其最大优点是能较全面地反映构成混凝土强度的各种因素,并且能抵消部分影响强度与物理量相关关系的因素,提高了混凝土强度检测的精度和可靠性。但超声回弹综合法不适用于下列情况的混凝土构件:(1)遭受冻害、化学侵蚀、火灾、高温损伤;(2)被测构件厚度<100mm;(3)结构表面温度低于-4℃或高于60℃的情况。
  2.2.4钻芯法的特点及其技术规程
  钻芯法测试是指以专用的钻芯机从被测混凝土结构实体中取圆柱形芯样,并直接通过该芯样的抗压试验结果确定混凝土结构的强度。该方法可以真实、直接地反映结构的实际强度,一般在抗压强度≤80MPa的情况下均可使用,且对混凝土龄期没有限制,因此在现场测试中应用甚广,经常用于配合其他间接测试方法,及对间接测试结果进行修正的场合。然而,作为一种半破损的检测方法,钻芯法也有其局限性。一方面,由于取芯位置的差异,检测结果可能与实际强度存在一定偏差,加之取芯过程会对芯样产生扰动或损伤积累,可能进一步对混凝土强度的判断产生影响;另一方面,取芯过程对混凝土结构本身也具有伤害作用,由于所取芯样较大、较深,对构件断面削弱较大,在一定程度上影响了构件的承载能力,因而不宜用于较薄、较小的混凝土构件上。
  2.2.5后装拔出法的特点及其技术规程
  作为另一种半破损检测方法,后装拔出法也可能对结构构件的强度产生一些影响。该方法主要是在已硬化的混凝土表面钻孔、磨槽、嵌入锚固并安装拔出仪进行拔出试验,测定极限拔出力,根据预先建立的抗拔力与混凝土强度之间的相关关系检测混凝土强度。混凝土结构的强度及其抗拔力都是其固有的力学特性,且存在很好的相关性(相关系数r=0.980~0.986),而利用这一相关性推断混凝土的抗压强度,其相对误差(仅±8.5%左右)明显低于其他间接方法检测所得的结构。操作中应注意使测试面平整、清洁、干燥,对饰面层、浮浆等应及时清除,必要时还应进行磨平处理。
  3 混凝土表面裂缝的现场检验方法
  虽然混凝土表面裂缝较易被发现,但检测中仍须对裂缝的具体情况进行详细的测量,以作为对混凝土结构质量评判和制定修补加固对策的可靠依据。其主要检测内容有:裂缝发生的部位及其分布和数量,裂缝的形状(主要有网状、集中宽缝形、八字形、上下宽窄程度等),裂缝的长度、宽度、以及深度,裂缝是否还在发展及其走向趋势(如沿钢筋方向、纵向、斜向等),裂缝是否贯通、是否有析出物、是否引起混凝土剥落。对于较直观的项目,仅采用一般测量方法即可,如对裂缝长度可以直接用钢尺测定,对其宽度则可采取检验卡或20倍的刻度放大镜测量;而对于其深度、走向等情况,则可采取超声-脉冲法、声发射法、以及光纤传感网络监测等方法进行检测。以最常见的超声-脉冲法为例,该方法是将超声波作为媒介,来获取被测物内部信息的。由于混凝土结构组成颗粒小密度大,密度分布均匀,声波能很好地传播,因此对其内部缺陷及其位置等都能准确地检测出来。测定裂缝深度是,基本上都是将发射探头和接收探头,布置__在混凝土同一面上的裂缝附近,但由于所选用的波形种类和声学参数不同,还可以将其分为很多中具体方法。
  值得注意的是,近年来,光线传感网络监测技术因其精度高、抗干扰、适应性强等优点被各国竞相采用和开发。目前研究人员已针对混凝土裂缝的生成特点,研制出基于光时域反射技术的光纤裂缝传感网络,凡混凝土裂缝与光纤传感网络相交,均可感知,并可定宽、定位、定向。目前该技术的运用和推广已成为混凝土结构裂缝检测的又一大趋势。
  4 结语
  综上所述,作为工程质量控制的重要环节,混凝土结构的现场检测涉及多门学科和多种工艺,研究内容广泛,影响因素复杂,是工程施工的重点和难点之一,也是确保工程安全性、耐久性的必要控制途径。在这一背景下,检测人员必须熟练掌握不同检测技术的特点、适应范围、以及操作要点,能根据实际工程的具体条件优选测试方案,并通过对检测结果的科学推定和修正及时发现问题、解决问题。实践证明,灵活运用现场检测技术,对消除安全隐患,提高建筑质量,实现工程的经济价值和社会效益都具有非常重大的现实意义。
  参考文献:
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