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提高混凝土外加劑與水泥適應(yīng)性的工程措施
回彈法檢測(cè)混凝土強(qiáng)度(回彈法間接換算的強(qiáng)度)是通過(guò)彈擊混凝土表面,,根據(jù)回彈值(表面硬度)結(jié)合經(jīng)驗(yàn)公式換算強(qiáng)度,,是間接檢測(cè),反映表面淺層(3~5mm)的強(qiáng)度特性,?;貜棌?qiáng)度需通過(guò)修正公式(考慮碳化深度,、表面狀態(tài)等)換算,結(jié)果受表面因素干擾大,?;貜椃o(wú)需破壞混凝土結(jié)構(gòu),僅通過(guò)彈擊表面獲取數(shù)據(jù),,對(duì)結(jié)構(gòu)完整性無(wú)影響,適用于現(xiàn)役建筑或不宜破損的工程,?;貜椃ú僮骱?jiǎn)單,檢測(cè)速度快,,可在短時(shí)間內(nèi)完成大量測(cè)區(qū)的檢測(cè),,效率高。但回彈法也有一些缺點(diǎn):如,,回彈值受混凝土表面碳化深度,、濕度、平整度,、骨料分布等因素影響,,需修正(如碳化深度測(cè)量),否則誤差較大(誤差約±15%),。僅檢測(cè)表面淺層強(qiáng)度(約3~5mm),,無(wú)法判斷混凝土內(nèi)部缺陷(如蜂窩、裂縫)或深層強(qiáng)度,。
取芯法檢測(cè)混凝土強(qiáng)度是直接鉆取芯樣并進(jìn)行抗壓試驗(yàn),,直接檢測(cè),反映芯樣所取部位的真實(shí)強(qiáng)度(包括內(nèi)部密實(shí)性),。取芯強(qiáng)度是實(shí)測(cè)值,,僅受芯樣加工質(zhì)量(尺寸、平整度)和鉆取位置影響,,可靠性更高,。取芯法通過(guò)芯樣抗壓試驗(yàn)直接測(cè)定混凝土強(qiáng)度,結(jié)果可靠性高,,是混凝土強(qiáng)度檢測(cè)的“金標(biāo)準(zhǔn)”,,誤差通常小于±10%??煞从承緲铀〔课坏恼鎸?shí)強(qiáng)度,,尤其適用于回彈法等間接檢測(cè)結(jié)果存疑時(shí)的驗(yàn)證。能獲取混凝土內(nèi)部一定深度(取決于芯樣長(zhǎng)度)的強(qiáng)度,,且可觀察內(nèi)部密實(shí)性(如骨料分布,、裂縫),。但取芯法也有缺點(diǎn),如需鉆取芯樣(直徑通常75~100mm),,對(duì)結(jié)構(gòu)造成局部損傷,,需修補(bǔ)處理,不適用于重要構(gòu)件或薄壁結(jié)構(gòu),。芯樣尺寸,、垂直度、表面平整度等需符合規(guī)范,,否則影響試驗(yàn)結(jié)果(如高徑比不足導(dǎo)致強(qiáng)度偏高),。
“回彈取芯法”是混凝土強(qiáng)度檢測(cè)中常用的回彈法(非破損檢測(cè))與取芯法(破損檢測(cè))相結(jié)合的綜合檢測(cè)方法,主要用于提高檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性,,尤其適用于對(duì)回彈法檢測(cè)結(jié)果有懷疑或需要精確判定的場(chǎng)景,。以回彈法進(jìn)行初步篩查,對(duì)可疑部位(如強(qiáng)度異常,、表面缺陷)用取芯法驗(yàn)證,。用取芯結(jié)果修正回彈法的系統(tǒng)誤差(如碳化深度影響、測(cè)區(qū)修正),,提高整體檢測(cè)精度,。根據(jù)GB/T50784-2013《混凝土結(jié)構(gòu)現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》或JGJ/T23-2011《回彈法檢測(cè)混凝土抗壓強(qiáng)度技術(shù)規(guī)程》,當(dāng)回彈法檢測(cè)結(jié)果出現(xiàn)以下情況時(shí),,需用取芯法修正或驗(yàn)證:
(1)對(duì)回彈結(jié)果有懷疑(如強(qiáng)度離散性大,、與施工記錄不符);
(2)結(jié)構(gòu)處于潮濕,、高溫,、凍融等復(fù)雜環(huán)境,回彈法適用性降低,;
(3)需對(duì)單個(gè)構(gòu)件或局部區(qū)域的強(qiáng)度進(jìn)行精確判定,。
一、操作流程與要點(diǎn)
(1)回彈法檢測(cè)
按規(guī)范選取測(cè)區(qū)(每個(gè)構(gòu)件≥10個(gè),,測(cè)區(qū)面積0.04㎡),,避開鋼筋密集區(qū)、缺陷部位,。測(cè)量回彈值(每個(gè)測(cè)區(qū)16點(diǎn),,剔除3個(gè)最大值和最小值,取剩余10點(diǎn)平均值),,檢測(cè)碳化深度(酚酞酒精溶液滴定),。
(2)取芯法驗(yàn)證
取芯法優(yōu)先選擇回彈測(cè)區(qū)內(nèi)或強(qiáng)度可疑區(qū)域,避開主筋和預(yù)埋件,,芯樣直徑一般為100mm(不小于骨料最大粒徑2倍),,高度與直徑比1:1,。芯樣加工時(shí)要端面平整(平整度≤0.1mm/100mm),垂直度≤2°,,避免芯樣裂縫,、疏松。按標(biāo)準(zhǔn)方法加載,,計(jì)算芯樣抗壓強(qiáng)度(需考慮尺寸修正系數(shù),,如直徑75mm芯樣修正系數(shù)0.9)。
二,、合格判定
取芯法檢測(cè)混凝土強(qiáng)度的合格判定需根據(jù)工程類型,、檢測(cè)目的及相關(guān)規(guī)范綜合確定,核心依據(jù)為GB/T50784-2013《混凝土結(jié)構(gòu)現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》,、CECS03:2007《鉆芯法檢測(cè)混凝土強(qiáng)度技術(shù)規(guī)程》和GB50204-2015《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》,。
(一)日常質(zhì)量檢測(cè)(規(guī)范依據(jù):CECS03:2007第3.2.5條)
芯樣數(shù)量:
(1)單個(gè)構(gòu)件:不少于3個(gè)芯樣,;
(2)較小構(gòu)件(如截面尺寸<300mm)可減少至2個(gè)芯樣,。
合格標(biāo)準(zhǔn):
(1)取芯樣強(qiáng)度的最小值作為推定值,該值需≥設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí),。例如,,設(shè)計(jì)強(qiáng)度為C30時(shí),芯樣強(qiáng)度最小值需≥30MPa,。若芯樣尺寸為非標(biāo)準(zhǔn)(如直徑75mm),,需乘以尺寸修正系數(shù)(通常為0.95)后再與設(shè)計(jì)值對(duì)比。
(二)結(jié)構(gòu)實(shí)體檢驗(yàn)驗(yàn)收(GB50204-2015附錄D.0.7條)
芯樣數(shù)量:
按GB50204-2015附錄D要求,,采用回彈-取芯法時(shí),,每個(gè)強(qiáng)度等級(jí)抽取3個(gè)芯樣(對(duì)應(yīng)3個(gè)最小回彈測(cè)區(qū))。
合格標(biāo)準(zhǔn):
平均值≥設(shè)計(jì)值的88%,,且最小值≥設(shè)計(jì)值的80%,。例如:設(shè)計(jì)強(qiáng)度為C30時(shí),芯樣強(qiáng)度平均值需≥26.4MPa,,最小值需≥24MPa,。
特殊要求:
芯樣需避開主筋、預(yù)埋件,,且高度與直徑之比(高徑比)需在0.95~1.05范圍內(nèi),,端面平整度誤差≤0.1mm/100mm,垂直度偏差≤1°,。
(三)規(guī)范沖突時(shí)的優(yōu)先順序
結(jié)構(gòu)驗(yàn)收:優(yōu)先執(zhí)行GB50204-2015的回彈-取芯法標(biāo)準(zhǔn),。
日常檢測(cè):按CECS03:2007執(zhí)行,當(dāng)結(jié)果爭(zhēng)議時(shí)以取芯法為最終依據(jù),。
地方或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn):如公路工程(JTGE60-2008)要求芯樣直徑150mm,、高徑比2:1,,需按對(duì)應(yīng)規(guī)范執(zhí)行。
三,、芯樣強(qiáng)度低的原因
(一)施工與養(yǎng)護(hù)缺陷
混凝土澆筑過(guò)程中,,出現(xiàn)漏振、過(guò)振或振搗時(shí)間不足,,導(dǎo)致芯樣內(nèi)部存在蜂窩,、孔洞、氣泡(芯樣表觀可見疏松層或貫通裂縫,,規(guī)范要求剔除此類芯樣),。
養(yǎng)護(hù)條件不達(dá)標(biāo):
(1)早期缺水。標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)要求濕度≥95%,,若自然養(yǎng)護(hù)覆蓋不足,,混凝土脫水導(dǎo)致水化不充分(強(qiáng)度損失可達(dá)20%~30%)。
(2)低溫施工,。溫度<5℃時(shí)未采取保溫措施,,水泥水化減緩,取芯齡期(如28天)強(qiáng)度未達(dá)到設(shè)計(jì)值(GB50666-2011冬期施工規(guī)范),。
(3)齡期不足,。提前取芯(如14天齡期),混凝土強(qiáng)度未完全發(fā)展(普通混凝土28天強(qiáng)度約為設(shè)計(jì)值的85%~100%,,具體需結(jié)合強(qiáng)度增長(zhǎng)曲線),。
(二)檢測(cè)操作不當(dāng)導(dǎo)致芯樣代表性不足
(1)取樣位置不合理
在裂縫、疏松層,、施工縫或蜂窩麻面處取芯,,直接導(dǎo)致芯樣強(qiáng)度偏低(規(guī)范要求避開明顯缺陷區(qū))。芯樣靠近主筋(保護(hù)層厚度不足,,邊緣距鋼筋<10mm),,鉆孔過(guò)程損傷鋼筋或?qū)е禄炷辆植勘懒眩緲雍∪踅缑?。在梁柱?jié)點(diǎn),、懸挑構(gòu)件等應(yīng)力集中區(qū)域取芯,混凝土可能因受力損傷導(dǎo)致強(qiáng)度下降,。
(2)鉆芯過(guò)程損傷芯樣
取芯樣過(guò)程中,,未使用冷卻水(流量<3L/min)或鉆進(jìn)速度>500mm/min,摩擦生熱導(dǎo)致混凝土表層軟化,、內(nèi)部微裂紋擴(kuò)展(JGJ/T384要求勻速鉆進(jìn)并持續(xù)冷卻),。鉆機(jī)固定不牢,振動(dòng)過(guò)大導(dǎo)致芯樣與鉆頭接觸時(shí)發(fā)生偏移,造成邊緣破損或內(nèi)部微裂縫(規(guī)范要求用膨脹螺栓固定鉆機(jī),,垂直度偏差≤0.5°),。芯樣取出方式不當(dāng),強(qiáng)行敲擊或拉扯芯樣,,導(dǎo)致端面破損或內(nèi)部產(chǎn)生新裂縫(應(yīng)使用專用夾具平穩(wěn)取出),。
(三)芯樣加工不符合規(guī)范
高徑比(H/d)<0.95或>1.05,導(dǎo)致抗壓時(shí)端部約束效應(yīng)變化(標(biāo)準(zhǔn)芯樣H/d=1,,偏差過(guò)大需修正或剔除),。端面平整度>0.1mm/100mm,或垂直度>1°,,加載時(shí)產(chǎn)生偏心受力,,強(qiáng)度測(cè)試值偏低(規(guī)范要求磨平或補(bǔ)平處理)。
使用低強(qiáng)度硫磺膠泥(強(qiáng)度<芯樣強(qiáng)度)補(bǔ)平,,或補(bǔ)平厚度>2mm,,導(dǎo)致受壓時(shí)補(bǔ)平層先破壞,影響整體強(qiáng)度(推薦使用高強(qiáng)環(huán)氧膠泥),。
芯樣含直徑>10mm鋼筋或鋼筋距端面<10mm,,未剔除或修正,鋼筋削弱有效受力面積(規(guī)范允許單根≤10mm且距端面≥10mm的鋼筋,,需在計(jì)算時(shí)扣除鋼筋面積),。
(四)試驗(yàn)條件與操作誤差
試驗(yàn)設(shè)備精度不足,,荷載傳感器未校準(zhǔn)(精度>±1%),,或量程選擇不當(dāng)(破壞荷載<量程20%或>80%),導(dǎo)致讀數(shù)偏差(GB/T50081要求量程匹配),。試驗(yàn)過(guò)程中速率過(guò)快(如>1.0MPa/s對(duì)C60混凝土),,混凝土來(lái)不及應(yīng)力重分布,提前破壞,,強(qiáng)度值偏低,;速率過(guò)慢(如<0.3MPa/s對(duì)C30混凝土),可能因徐變導(dǎo)致長(zhǎng)期荷載下提前破壞(規(guī)范明確不同強(qiáng)度等級(jí)的加載速率范圍),。
試驗(yàn)過(guò)程中芯樣未居中:軸線與壓力機(jī)軸線偏差>2°,,產(chǎn)生偏心受壓,邊緣先破壞,,實(shí)測(cè)強(qiáng)度低于軸心抗壓強(qiáng)度(規(guī)范要求嚴(yán)格對(duì)中),。此外,芯樣潮濕狀態(tài)芯樣未干燥(如直接浸泡后試驗(yàn)),,水分降低水泥石強(qiáng)度,;或干燥過(guò)度(60℃烘干>48h)導(dǎo)致混凝土收縮開裂(試驗(yàn)前需統(tǒng)一濕度狀態(tài),自然干燥或飽和面干)。
四,、不合格處理與爭(zhēng)議解決
(1)初步復(fù)核,。檢查芯樣加工記錄、試驗(yàn)設(shè)備校準(zhǔn)情況,,排除操作誤差,;
(2)擴(kuò)大檢測(cè)。增加芯樣數(shù)量至15個(gè)以上,,或采用聲波透射法檢測(cè)內(nèi)部密實(shí)度,;
(3)第三方鑒定。委托具有資質(zhì)的檢測(cè)機(jī)構(gòu)進(jìn)行全面評(píng)估,,必要時(shí)進(jìn)行結(jié)構(gòu)安全性驗(yàn)算,;
(4)工程處理。當(dāng)強(qiáng)度偏差≤10%:采用表面加固(如碳纖維布),;當(dāng)強(qiáng)度偏差>10%:拆除重建或設(shè)計(jì)復(fù)核后采取加固措施(如增大截面法),。
(5)爭(zhēng)議處理。當(dāng)回彈推定值與取芯結(jié)果差異>15%時(shí),,需擴(kuò)大取芯范圍或采用其他方法(如超聲—回彈綜合法)驗(yàn)證,。若樣本芯樣標(biāo)準(zhǔn)差>5MPa或變異系數(shù)>15%,需重新劃分檢測(cè)批或增加芯樣數(shù)量,。
五,、取芯強(qiáng)度低的處理
混凝土取芯強(qiáng)度低于設(shè)計(jì)要求時(shí),需遵循“先檢測(cè)驗(yàn)證,、再分析原因,、后分級(jí)處理”的原則,結(jié)合規(guī)范要求和工程實(shí)際制定方案,。若涉及結(jié)構(gòu)加固,,需由專業(yè)單位設(shè)計(jì)并審核,避免盲目處理引發(fā)二次隱患,。
(一)局部強(qiáng)度不足(單個(gè)構(gòu)件或局部區(qū)域)
(1)表面修補(bǔ)與增強(qiáng),。對(duì)強(qiáng)度偏差較小(設(shè)計(jì)值85%以上)且不影響結(jié)構(gòu)安全的部位,,可采用高強(qiáng)度聚合物砂漿(如M30級(jí))修補(bǔ)表面缺陷,。
(2)灌漿加固。若芯樣顯示內(nèi)部疏松,,采用壓力灌注環(huán)氧樹脂或水泥基灌漿料,,填充孔隙并提高整體性(適用于蜂窩、空洞等缺陷),。
(3)粘貼加固,。對(duì)受彎構(gòu)件(梁、板),可粘貼碳纖維布(≥300g/㎡)或鋼板(厚度≥3mm),,通過(guò)界面劑增強(qiáng)粘結(jié)力,,提高承載力(需按《混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)規(guī)范》GB 50367設(shè)計(jì))。
(二)大面積強(qiáng)度不足或結(jié)構(gòu)安全隱患
(1)結(jié)構(gòu)安全評(píng)估,。委托第三方檢測(cè)機(jī)構(gòu),,通過(guò)鉆芯取樣、荷載試驗(yàn)等確定實(shí)際強(qiáng)度,,由設(shè)計(jì)院復(fù)核承載力,,判斷是否需加固或降級(jí)使用。
(2)整體加固方案,。增大截面法,,對(duì)柱、梁等構(gòu)件外包混凝土,,提高截面尺寸和配筋率(適用于強(qiáng)度嚴(yán)重不足的承重構(gòu)件),。
(3)預(yù)應(yīng)力加固。對(duì)梁,、板施加體外預(yù)應(yīng)力,,分擔(dān)荷載并抵消部分變形(適用于跨度較大的構(gòu)件)。
(4)置換混凝土,。鑿除強(qiáng)度不合格的混凝土,,重新澆筑C30及以上高強(qiáng)混凝土(需支模并養(yǎng)護(hù),適用于局部深層缺陷),。
(5)極端情況,。若強(qiáng)度低于設(shè)計(jì)值70%且無(wú)法加固,需拆除重建(需專家論證并履行審批程序),。
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