混凝土材料性能的現場檢測

   日期：2017-06-05

    在之前的文章中，我們多次介紹了混凝土強度的檢測方法，但這些文章多數是從理論角度講解如何計算混凝土強度，而本文主要從實踐角度，講解現場檢測混凝土強度，該如何劃分單元、抽樣取點等。

一、混凝土現場檢測單元劃分、抽樣取點和布點原則

01 檢測單元劃分

    一般情況下可按房屋的層劃分為檢測單元，當不同類型構件的混凝土力學性能檢測值相差較大時，也可按房屋構件的類型劃分檢測單元。

    當房屋的層數較多，且確知混凝土的強度設計等級時，也可將混凝土設計強度相同的若干層合并作為一個檢測單元。

02 抽樣取點

    《建筑結構檢測技術標準》（GB/T 50344-2004）第 3.3.13 條，建筑結構檢測中，檢測批的最小樣本容量不宜小于表 3.3.13 的限定值；第 3.3.19 條和 3.3.20 條，計算抽樣檢測批具有 95%保證率的最小樣本容量為 5 個。

    《既有建筑物結構檢測與評定標準》（DG/TJ08-804-2005）第 4.1.3 條，·····對材料強度的檢測，同一檢測單元中的抽樣數量（檢測單體數量）不應少于 5 個，樣本應均勻分布于整個檢測單元中并具有代表性。

    ① 回彈法：《回彈法檢測混凝土抗壓強度技術規程》（JGJ/T 23-2011）第 4.1.3 條，檢測數量不宜少于同批構件總數的 30%且不宜少于 10 件。

    回彈檢測方法：

    每個構件選取10個雙面測區，每個測區一般為20×20＝400㎝，用砂輪磨光混凝土表面后，每個單面測區內均勻布置8個測點，同一相對位置測區雙面共16個測點, 是否取芯，當檢測條件與相應測強曲線的適用條件有較大差異時，應采用鉆取芯樣進行修正（每個檢測單元芯樣試件的數量宜為3~6個），如果取芯，需要在芯樣修正里輸入芯樣高度，直徑（建議芯樣高度與直徑相等），破壞荷載，每組數據得到平均回彈值，角度修正值，側面修正值，混凝土強度，芯樣修正值（如果沒有取芯為0），修正后的換算值（修正后的強度），總的得出測區平均強度，測區強度最小值，測區強度標準差，構件強度推定值，芯樣修正值，用HT225型混凝土回彈儀測量回彈值。

    ② 超聲回彈綜合法：《超聲回彈綜合法檢測混凝土強度技術規程》（CECS 02：2005）第 5.1.2條，檢測數量不宜少于同批構件總數的 30%且不應少于 10 件。
超聲聲速值的測量與計算：

    測量回彈值完畢的同時每個單面測區布置3個測點，相對面的同一位置也布置3個測點，用TICO型非金屬超聲波檢測儀測量構件相對面間的聲速。用鋼卷尺測量聲波傳遞距離，角測法須計算測距。

a. 測試的聲時值應精確至0.1μs,聲速值應精確至0.01ｋｍ/s。超聲測距的測量誤差應不大于±1%。
b. 在每個測區內的相對測試面上,應各布置3個測點，且發射和接收換能器的軸線應在同一軸線上。
c. 測區聲速應按下列公式計算z v=1/tm和tm=(t1+t2+t3〉/3,式中v一一測區聲速值km/s, l一-超聲測距mm, tm一測區平均聲時值μs,  t1,t2,t3-一分別為測區中3個測點的聲時值。

    ③ 鉆芯法：《鉆芯法檢測混凝土強度技術規程》（CECS 02：2007）第 3.3.2 條 1 款，標準芯樣的數量不應少于 6 個，小直徑芯樣的試件數量不宜少于 9 個。

    1）鉆取部位

a.結構或構件受力較小的部位；
b.混凝土強度質量具有代表性的部位；
c.便于鉆芯機安放與操作的部位；
d. 避開主筋、預埋件和管線的位置，并盡量避開其他鋼筋；
e. 用鉆芯法和非破損法綜合測定強度時，應與非破損法取統一測區。

    2）芯樣數量規則

a. 檢測單個構件，每個構件的芯樣數量不少于三個；對于較小的構件，可以去兩個；
b. 鉆取的芯樣直徑一般不小于骨科最大粒徑的三倍，在任何情況下不得小于骨科最大粒徑的兩倍；
c. 鉆芯機使用，鉆機固定，防止工作時產生偏移；安裝鉆頭前，檢測主軸旋轉方向；鉆取時，正向轉動操作手柄，使鉆頭慢慢接觸混凝土表面，待鉆頭刃部入槽穩定后施壓，到達預定深度后，方向旋轉操作手柄，取出鉆頭致混凝土表面，關閉鉆芯機；
d. 鉆取的芯樣應標上清晰的標記。

    《既有建筑物結構檢測與評定標準》（DG/TJ08-804-2005）第 4.6.7 條，采用回彈法或超聲回彈綜合法檢測混凝土強度時，······，應鉆取混凝土芯樣進行修正，每一檢測單元芯樣試件的數量宜為 3~6 個。

03 布點原則

    隨機抽樣、均勻分布并具有代表性，可根據現場條件適當調整。


二、現場檢測內容、方法和依據

    混凝土抗壓強度的檢測，可采用回彈法、超聲回彈綜合法或鉆芯法等方法，檢測操作和材料強度評定應按表 2.1.1 中相應規程的規定執行；現場檢測應綜合考慮結構特點、現狀和現場檢測條件，宜優先選用超聲回彈綜合法、回彈法等非破損方法進行檢測，若不適合采用非破損
方法時，宜采用鉆芯法。



三、常見問題和注意事項

a. 梁柱等構件的混凝土酥松、強度很低，如屬個別現象，可以將此類構件按結構損傷考慮要求加固處理，不參與材料強度的檢測與評定。
b. 對于房屋有加固歷史的情況下，應將原結構混凝土和加固用混凝土強度檢測劃分為不同的檢測單元。
c. 檢測材料強度時宜以幢為檢測單元，而不能幾幢房屋一起評定。因為各幢房屋的施工、設計等情況均不完全一致。
d. 對于房屋加建、擴建部分的材料強度檢測，應與原結構劃分為不同的檢測單元，并根據材料強度等級的分類另行劃分檢測單元。
e. 對于個別回彈值較低的數據，應分析原因，如屬異常，現場應核實剔除后補點；現場完成后數據處理時發現個別點較低剔除時，評定混凝土強度應復核公式和計算系數 k c 。
f. 如果構件數量少于 5 個，直接按最小值評定，評定表格中不存在第二步的標準差參數和綜合評定情況。
g. 現場檢測數據離散性較大，樣本的變異性大于 0.2 時，應分析原因，如屬異常，宜剔除部分特異值，并適當增加樣本數量。
h. 對于表面有界面劑的情況，回彈法測量往往比設計值偏小，建議按鉆芯法取樣或超聲綜合回彈法復核一遍。