薄壁小型構(gòu)件混凝土強度試驗方法及影響因素試驗研究

　　摘要：薄壁小型構(gòu)件因其結(jié)構(gòu)的特殊性，回彈法檢測混凝土強度彈擊能損失過大，故回彈法及超聲回彈綜合法均不適用于其混凝土強度試驗。依托山東沿海某浮碼頭結(jié)構(gòu)檢測項目，對薄壁混凝土結(jié)構(gòu)強度試驗方法進行研究，對比了回彈法與小直徑鉆芯法，并對小直徑鉆芯法影響因素進行試驗分析。結(jié)果表明，小直徑鉆芯法檢測混凝土強度結(jié)果更為準確，建議薄壁小型構(gòu)件混凝土強度檢測采用小直徑鉆芯法。

　　關鍵詞：薄壁小型構(gòu)件;混凝土強度;回彈法;小直徑鉆芯法

　　引言

　　對于混凝土結(jié)構(gòu)，混凝土質(zhì)量關系到整個建筑物的安全，混凝土抗壓強度是重要指標。常用的結(jié)構(gòu)實體混凝土強度試驗方法主要有：回彈法、超聲回彈綜合法、取芯法、拔出法等，其中以回彈法、超聲回彈綜合法及取芯法較為常用，并制定了相應的國家標準及行業(yè)標準�；貜椃ㄒ蚱浜啽阋仔�、試驗成本較低，且對被測結(jié)構(gòu)無損害等優(yōu)點而被廣泛應用，但亦存在一定的不適用性，如薄壁小型混凝土構(gòu)件。

　　建筑論文投稿刊物：《建筑與裝飾》雜志是經(jīng)國家新聞出版總署批準，天津出版?zhèn)髅郊瘓F有限公司主管，天津科學技術出版社有限公司主辦的國內(nèi)公開發(fā)行的建筑工程設計于一體的綜合性期刊。

　　薄壁混凝土結(jié)構(gòu)廣泛用于水利、市政及交通等建筑行業(yè)，尤其是薄壁小型構(gòu)件，因其獨特的結(jié)構(gòu)形式，混凝土厚度偏小，彈擊過程中存在顫動，彈擊能損失較大，回彈法及超聲回彈綜合法不適用于混凝土結(jié)構(gòu)強度檢測，相應標準對其亦有明確規(guī)定。為準確對薄壁小型構(gòu)件混凝土結(jié)構(gòu)強度進行測定，本文結(jié)合山東沿海某浮碼頭檢測項目，對比回彈法及小直徑鉆芯法，并對其影響因素進行試驗分析，對薄壁小型構(gòu)件混凝土結(jié)構(gòu)強度試驗方法進行研究。

　　1工程概況

　　山東省沿海某浮碼頭自建成投入使用至今已超過10年，碼頭主體結(jié)構(gòu)及附屬設施相繼出現(xiàn)老化、過度耗損等情況。浮碼頭面層混凝土存在局部破損，面層局部露石、較多橫向、縱向裂縫，雖經(jīng)修補，但仍存在較大的安全隱患，故進行結(jié)構(gòu)實體混凝土強度檢測。浮碼頭混凝土設計強度C30，混凝土標準試塊抗壓強度為35.8~40.1MPa，混凝土面層厚100mm，下部結(jié)構(gòu)為泡沫�；炷�土強度試驗采用回彈法及小直徑鉆芯法對比試驗，確定兩種方法的準確性，并對小直徑鉆芯法的影響因素進行試驗分析。

　　2試驗方法

　　2.1回彈法

　　依據(jù)JTS239—2015《水運工程混凝土結(jié)構(gòu)實體檢測技術規(guī)程》進行碳化深度試驗及回彈法試驗，具體試驗過程為：(1)檢測回彈儀彈擊拉簧是否處于自由狀態(tài)，彈擊錘與彈擊桿碰撞瞬間，彈擊錘起跳點是否對應于指針刻度尺上的“0”處;(2)檢測前，按標準方法進行回彈儀的率定，率定宜在室溫5~35℃的條件下進行;(3)依據(jù)標準要求，按比例抽取構(gòu)件，布置測區(qū)，每個樣本測區(qū)數(shù)不應少于5個，相鄰測區(qū)的間距不宜大于2m，靠近構(gòu)件端部或施工縫邊緣的測區(qū)距構(gòu)件端部或施工縫邊緣不宜大于0.5m且不宜小于0.2m，進行回彈法混凝土強度檢測及碳化深度檢測，并記錄回彈值;(4)依據(jù)標準JTS239—2015進行回彈法混凝土強度計算，并確定混凝土強度推定值。

　　2.2小直徑鉆芯法

　　依據(jù)JTS236—2019《水運工程混凝土試驗檢測技術規(guī)范》進行鉆芯法混凝土強度試驗，確定混凝土強度，具體試驗過程為：(1)現(xiàn)場鉆取混凝土芯樣;(2)芯樣鋸切并磨平，試件的高徑比范圍為0.95~1.05，端面不平整度不小于0.1mm，垂直度誤差±1°;(3)依據(jù)標準JTS236—2019進行芯樣抗壓試驗;(4)抗壓強度值按下式計算：f=4aF/πd2式中：f—芯樣試件的抗壓強度值(MPa)，精確至0.1MPa;a—系數(shù)，芯樣為直徑100mm標準芯樣，a=1;芯樣直徑小于100mm，a=1.12;F—芯樣試件最大荷載(kN)，精確至1kN;d—芯樣直徑(mm)，精確至0.5mm。

　　2.3鉆芯法影響因素試驗分析

　　(1)高徑比為1，選取不同直徑的芯樣，確定芯樣直徑對混凝土強度的影響;(2)芯樣直徑為50mm，分別選取高徑比為1和2，確定高徑比對混凝土強度的影響。其中，芯樣抗壓強度試驗與2.2節(jié)一致。

　　3試驗結(jié)果

　　3.1回彈法試驗結(jié)果

　　回彈法測定的混凝土抗壓強度試驗，混凝土抗壓強度為16.7~22.8MPa，其最大值僅為設計強度的76%，且與混凝土標準試樣強度值差值較大，不滿足設計要求。混凝土結(jié)構(gòu)所處環(huán)境的濕度常年>50%，年溫度變化范圍-10℃~+30℃，混凝土強度仍處于緩慢增長階段，回彈法試驗結(jié)果無法測得混凝土強度真值。因彈擊過程中，回彈能消耗過大，回彈法不適用于薄壁小型混凝土構(gòu)件混凝土強度試驗。

　　3.2小直徑鉆芯法試驗結(jié)果

　　小直徑鉆芯法測定的混凝土抗壓強度試驗，混凝土抗壓強度為33.5~41.8MPa，變異系數(shù)為0.049，離散性較小。小直徑鉆芯法試驗結(jié)果更接近混凝土標準試樣強度值，同比回彈法，其具有更高的準確度;因取芯過程、制樣過程受人為因素影響較大，同組芯樣強度試驗結(jié)果可能存在較大差異，應有效控制芯樣質(zhì)量，避免芯樣存在較大裂紋、出現(xiàn)偏心受壓及剪切破壞現(xiàn)象。

　　3.3鉆芯法影響因素試驗分析

　　影響鉆芯法試驗結(jié)果的主要因素有芯樣質(zhì)量(平整度、垂直度及缺陷)、試樣直徑及高徑比。隨機加工技術成熟，芯樣質(zhì)量較易控制，故本節(jié)主要對試樣直徑、高徑比兩因素進行試驗分析。

　　3.3.1芯樣直徑對混凝土強度試驗結(jié)果的影響

　　高徑比為1，不同直徑混凝土芯樣抗壓強度試驗結(jié)果見表3。由表3可知，混凝土芯樣直徑越大，受尺寸效應影響，混凝土抗壓強度越低，當芯樣直徑為構(gòu)件厚度的60%左右時，小直徑取芯法試驗結(jié)果更接近混凝土強度真值。

　　3.3.2高徑比對混凝土強度試驗結(jié)果的影響

　　芯樣直徑為50.0mm，不同高徑比混凝土芯樣抗壓強度試驗結(jié)果，同一混凝土構(gòu)件，高徑比為1的混凝土抗壓強度大于高徑比為2的混凝土抗壓強度，差值近5MPa，但高徑比為2的混凝土抗壓強度更接近真值。考慮薄壁混凝土構(gòu)件厚度尺寸均偏小，建議芯樣高徑比為1進行試驗較為合理。

　　結(jié)論

　　(1)回彈法檢測薄壁小型構(gòu)件混凝土抗壓強度結(jié)果與真值偏差較大，且數(shù)值離散，不適用于此類結(jié)構(gòu)混凝土強度試驗。(2)小直徑鉆芯法檢測薄壁小型構(gòu)件混凝土抗壓強度結(jié)果更接近真值，且數(shù)值離散性較小，具有較高的準確度;故薄壁小型構(gòu)件混凝土抗壓強度試驗推薦采用小直徑鉆芯法。(3)小直徑鉆芯法檢測薄壁小型構(gòu)件混凝土抗壓強度建議試樣直徑為構(gòu)件厚度尺寸的60%，試樣高徑比為1。

　　參考文獻：

　　[1]楊兆民,李乃平.小直徑芯樣在檢驗結(jié)構(gòu)砼抗壓強度中的應用[J].西安建筑科技大學學報(自認科學版),2002(4):407-409.

　　[2]原有芬.小直徑鉆芯法在檢測薄壁構(gòu)件強度中的應用[J].東北水利水電,2019(1):58-60.

　　[3]許顏雄.薄壁混凝土面觀質(zhì)量控制淺談[J].建材與裝飾,2017(44):41.

　　[4]中華人民共和國交通部.水運工程混凝土結(jié)構(gòu)實體檢測技術規(guī)程:JTS239—2015[S].北京:人民交通出版社股份有限公司出版,2015.

　　作者：白軍營

轉(zhuǎn)載請注明來自發(fā)表學術論文網(wǎng)：http:///jzlw/23168.html