淺論鋼筋混凝土施工質量及其檢測
鋼筋混凝土作為結構材料應用始于19世紀后半葉,后很快在房屋建筑和土木工程中廣泛應用,并在材料、設計方法、制作工藝、施工技術等方面有很大發(fā)展。目前,鋼筋混凝土已成為我國主要的結構材料。在施工中,鋼筋混凝土的質量已成為影響結構安全和耐久性的重要問題。
鋼筋混凝土施工質量問題歸納起來有幾個方面,即:材料原因,如選用的水、水泥、砂、石、外加劑、鋼筋、焊條等不當,或質量不符合要求等;設計原因,如設計安全度不足,荷載選用不當,結構布局與構造不合理,計算有誤等;施工原因,如配料不準,攪拌不勻,運送時間過久,澆筑不符合規(guī)范,振搗不實,模板變形,跑漿,過早拆模等;環(huán)境原因,如凍害、高溫、高熱、腐蝕介質作用,自然風化等。根據多年施工積累總結的經驗,筆者認為,其中因施工中的原因造成的工程質量問題較為突出,比較典型,為此,就施工中如何控制、檢測以及修補加固進行探討。
一、鋼筋混凝土工程質量問題產生原因及其控制途徑
1.結構表面損傷,缺棱掉角。產生原因:模板表面未涂隔離劑,表面未清理干凈,沾有混凝土;模板表面不平,翹曲變形;振搗不良,邊角處未振實;拆模時間過早,混凝土強度不夠;撞擊敲打,強撬硬別,損壞棱角;拆模后結構被碰撞等。
2.麻面、蜂窩、露筋、孔洞,內部不密實。產生原因:模板拼縫不嚴,板縫處跑漿;模板未涂隔離劑;模板表面未清理干凈;振搗不密實、漏振;混凝土配合比設計不當或現場計量有誤;混凝土攪拌不勻,和易性不好。一次投料過多,沒有分層搗實。底模未放墊塊,或墊塊脫落,導致鋼筋緊貼模板;拆模時撬壞混凝土保護層;鋼筋混凝土節(jié)點處,由于鋼筋密集,混凝土的石子粒徑過大,澆筑困難,振搗不仔細等。
3.在梁、板、墻、柱等結構接縫處和施工接縫處產生爛根、爛脖、爛肚。產生原因:施工縫的位置留的不當,不好振搗;模板安裝完畢后,接縫處清理不干凈;對施工縫的老混凝土表面未作處理,或處理不當,形成冷縫;接縫處模板拼縫不嚴、跑漿等。
4.結構發(fā)生裂縫。產生原因:模板及其支撐不牢固,產生變形或局部沉降;拆模不當,引起開裂;養(yǎng)護不好引起裂縫;混凝土和易性不好,澆筑后形成分層,產生裂縫;大面積現澆混凝土由于收縮溫度產生裂縫。
5.混凝土凍害。產生原因:混凝土凝結后,尚未達到足夠強度時受凍,產生脹裂;混凝土密實性差,孔隙多而大,吸水后氣溫下降達到負溫時,水變成冰,體積膨脹,使混凝土破壞;混凝土抗凍性能未達到設計要求,產生破壞等。
二、質量檢測方法
鋼筋混凝土質量檢測可分成三類。一是外觀檢查。對于混凝土外表產生的質量問題,可用此法,如尺寸偏差、蜂窩麻面、表面損傷、缺棱掉角、裂縫、凍害等;二是預留試塊檢測。這種方法有一定的誤差,如預留試塊的取樣不當,試塊與結構沒有同條件養(yǎng)護,試塊的振搗方法與結構的施工方法相差過大,則試塊就沒有代表性;三是在結構本體上進行檢測。這種檢測內容有:混凝土的強度和缺陷、鋼筋混凝土結構質量問題的常用手段,其測試結果可作為判斷結構安全問題的重要依據。后者稱為破損檢驗,是在非破損檢測尚無法確定其承載能力時使用,或對新結構需要分解其受力性能時使用。
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幾種常用較成熟的非破損檢測方法和適用范圍。
1.回彈法(表面硬度法)
混凝土強度與硬度有密切關系,回彈法是一種測量混凝土表面硬度的方法?;貜梼x是用沖擊動能測量回彈錘撞擊混凝土表面后的回彈量,確定混凝土表面硬度,用試驗方法建立表面硬度與混凝土強度的關系曲線,從而推斷混凝土的強度值。這種方法受混凝土的表面狀況影響較大,如混凝土的碳化情況、干濕狀況,甚至粗骨料對表面的影響都很大,所以測出的強度需要進行校準。我國已制定回彈儀測試混凝土強度的技術標準,使用比較普遍。
2.拔出法(半破損法)
使用拔出儀拉拔埋在混凝土表面層內的錨桿,根據混凝土的拉拔強度,推算混凝土抗壓強度。這種方法是直接測定混凝土的力學特性,所以測出的數據較可靠,我國也已制定標準。埋在混凝土表層內的錨桿,可以是預埋的,也可以是后埋的。后埋法使用方便、靈活,但在鉆孔、埋入錨桿等作業(yè)時,會損傷混凝土;或埋設不當,會影響測值。粗骨料對拔出法的測值也有影響。
3.超聲波法(聲波法)
用超聲波發(fā)射儀,從一側發(fā)射一列超聲脈沖進入混凝土中,在另一側接收經過混凝土介質傳送的超聲脈沖波,同時測定其聲速、振幅、頻率等參數,判斷混凝土的質量。超聲波法可以測定混凝土的強度,混凝土的強度與聲速的相關性受混凝土組成材料的品種、骨料粒徑、濕度等影響,需要用該種混凝土的試件或取芯樣來測定強度與聲波的關系。超聲波法還可以探測混凝土內部的缺陷、裂縫、灌漿效果、結合面質量等,是目前測缺陷使用最普遍的方法。我國已制定出技術規(guī)程。超聲波法也可測量板的厚度、表面裂縫的深度等。
超聲波法與回彈法結合評定混凝土強度,稱為超聲回彈綜合法。這兩種方法的結合,可以減少或抵消某些影響因素對單一方法測定強度的誤差,從而提高測試精度。這個方法我國也已制定規(guī)程,應用較廣。
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