本文摘要：摘要：薄壁小型構件因其結構的特殊性，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構檢測項目，對薄壁混凝土結構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
摘要：薄壁小型構件因其結構的特殊性，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構檢測項目，對薄壁混凝土結構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。結果表明，小直徑鉆芯法檢測混凝土強度結果更為準確，建議薄壁小型構件混凝土強度檢測采用小直徑鉆芯法。
關鍵詞：薄壁小型構件;混凝土強度;回彈法;小直徑鉆芯法
引言
對于混凝土結構，混凝土質量關系到整個建筑物的安全，混凝土抗壓強度是重要指標。常用的結構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標準。回彈法因其簡便易行、試驗成本較低，且對被測結構無損害等優點而被廣泛應用，但亦存在一定的不適用性，如薄壁小型混凝土構件。
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薄壁混凝土結構廣泛用于水利、市政及交通等建筑行業，尤其是薄壁小型構件，因其獨特的結構形式，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構強度檢測，相應標準對其亦有明確規定。為準確對薄壁小型構件混凝土結構強度進行測定，本文結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，對薄壁小型構件混凝土結構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，碼頭主體結構及附屬設施相繼出現老化、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，雖經修補，但仍存在較大的安全隱患，故進行結構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，下部結構為泡沫。混凝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JTS239—2015《水運工程混凝土結構實體檢測技術規程》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，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)依據標準要求，按比例抽取構件，布置測區，每個樣本測區數不應少于5個，相鄰測區的間距不宜大于2m，靠近構件端部或施工縫邊緣的測區距構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JTS236—2019《水運工程混凝土試驗檢測技術規范》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，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節一致。
3試驗結果
3.1回彈法試驗結果
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。混凝土結構所處環境的濕度常年>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件混凝土強度試驗。
3.2小直徑鉆芯法試驗結果
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，變異系數為0.049，離散性較小。小直徑鉆芯法試驗結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果可能存在較大差異，應有效控制芯樣質量，避免芯樣存在較大裂紋、出現偏心受壓及剪切破壞現象。
3.3鉆芯法影響因素試驗分析
影響鉆芯法試驗結果的主要因素有芯樣質量(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，芯樣質量較易控制，故本節主要對試樣直徑、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，當芯樣直徑為構件厚度的60%左右時，小直徑取芯法試驗結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果，同一混凝土構件，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。
結論
(1)回彈法檢測薄壁小型構件混凝土抗壓強度結果與真值偏差較大，且數值離散，不適用于此類結構混凝土強度試驗。(2)小直徑鉆芯法檢測薄壁小型構件混凝土抗壓強度結果更接近真值，且數值離散性較小，具有較高的準確度;故薄壁小型構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件混凝土抗壓強度建議試樣直徑為構件厚度尺寸的60%，試樣高徑比為1。
參考文獻：
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[4]中華人民共和國交通部.水運工程混凝土結構實體檢測技術規程: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
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