浅析钢筋混凝土材料的检测

浅析钢筋混凝土材料的检测

仲伟俊

摘要：钢筋混凝土作为结构材料应用是在19世纪后半叶开始的，但很快在房屋建筑和土木工程中广泛应用，而且在材料、设计方法、制作工艺、施工技术等方面有很大发展。目前，钢筋混凝土已成为我国主要的结构材料，所以在施工中，钢筋混凝土的质量已成为影响结构安全和耐久性的重要问题。就其检测和控制谈几点粗浅的想法。

关键词：钢筋混凝土；检测；质量控制1钢筋混凝土的基本概念

钢筋混凝土，工程上常被简称为钢筋砼。是指通过在混凝土中加入钢筋与之共同工作来改善混凝土力学性质的一种组合材料。为加劲混凝土最常见的一种形式。混凝土是水泥（通常硅酸盐水泥）与骨料的混合物。当加入一定量水分的时候，水泥水化形成微观不透明晶格结构从而包裹和结合骨料成为整体结构。通常混凝土结构拥有较强的抗压强度（大约3，000磅/平方英寸，35MPa）。但是混凝土的抗拉强度较低，通常只有抗压强度的十分之一左右，任何显著的拉弯作用都会使其微观晶格结构开裂和分离从而导致结构的破坏。而绝大多数结构构件内部都有受拉应力作用的需求，故未加钢筋的混凝土极少被单独使用于工程。相较混凝土而言，钢筋抗拉强度非常高，一般在200MPa以上，故通常人们在混凝土中加入钢筋等加劲材料与之共同工作，由钢筋承担其中的拉力，混凝土承担压应力部分，钢筋混凝土构件截面可以根据工程需要制成不同的形状和大小。

它的主要优点是：钢筋和混凝土共同作用，提高了构件的抗拉强度和耐久性，并且具有耐火性、整体性、可塑性，混凝土所用的砂石可就地取材。钢筋与混凝土之间存在良好的粘结作用；钢筋和混凝土的温度线膨胀系数几乎相同，在温度变化时不致破坏钢筋混凝土结构的整体性；钢筋被混凝土包裹着，使钢筋不会因大气的侵蚀而生锈变质。缺点是：自重大、抗裂性能差、施工时模板费用高。

2钢筋混凝土工程质量问题产生原因及其控制途径

钢筋混凝土施工质量问题归纳起来有几个方面，即：材料原因，如选用的水、水泥、砂、石、外加剂、钢筋、焊条等不当，或质量不符合要求等；设计原因，如设计安全度不足，荷载选用不当，结构布局与构造不合理，计算有误等；施工原因，如配料不准，搅拌不匀，运送时间过久，浇筑不符合规范，振捣不实，模板变形，跑浆，过早拆模等；环境原因，如冻害、高温、高热、腐蚀介质作用，自然风化等。

一是结构表面损伤，缺棱掉角。产生原因：模板表面未涂隔离剂，表面未清理干净，沾有混凝土；模板表面不平，翘曲变形；振捣不良，边角处未振实；拆模时间过早，混凝土强度不够；撞击敲打，强撬硬别，损坏棱角；拆模后结构被碰撞等。

二是麻面、蜂窝、露筋、孔洞，内部不密实。产生原因：模板拼缝不严，板缝处跑浆；模板未涂隔离剂；模板表面未清理干净；振捣不密实、漏振；混凝土配合比设计不当或现场计量有误；混凝土搅拌不匀，和易性不好。一次投料过多，没有分层捣实。底模未放垫块，或垫块脱落，导致钢筋紧贴模板；拆模时撬坏混凝土保护层；钢筋混凝土节点处，由于钢筋密集，混凝土的石子粒径过大，浇筑困难，振捣不仔细等。

三是在梁、板、墙、柱等结构接缝处和施工接缝处产生烂根、烂脖、烂肚。产生原因：施工缝的位置留的不当，不好振捣；模板安装完毕后，接缝处清理不干净；对施工缝的老混凝土表面未作处理，或处理不当，形成冷缝；接缝处模板拼缝不严、跑浆等。

四是结构发生裂缝。产生原因：模板及其支撑不牢固，产生变形或局部沉降；拆模不当，引起开裂；养护不好引起裂缝；混凝土和易性不好，浇筑后形成分层，产生裂缝；大面积现浇混凝土由于收缩温度产生裂缝。

五是混凝土冻害。产生原因：混凝土凝结后，尚未达到足够强度时受冻，产生胀裂；混凝土密实性差，孔隙多而大，吸水后气温下降达到负温时，水变成冰，体积膨胀，使混凝土破坏；混凝土抗冻性能未达到设计要求，产生破坏等。

3混凝土结构检测内容及方法

3.1检测内容

一是检测结构构件混凝土强度值；

二是检测结构构件混凝土内部缺陷如混凝土裂缝、不密实区和孔洞、混凝土结合面质量、混凝土损伤层等；

三是检测几何尺寸如钢筋位置、钢筋保护层厚度、板面、道面、墙面厚度等；

四是结构工程混凝土强度质量的匀质性检测和控制；五是建筑热工、隔声、防水等物理特性的检测。

3.2钢筋混凝土结构检测方法

一是回弹法（表面硬度法）。混凝土强度与硬度有密切关系，回弹法是一种测量混凝土表面硬度的方法。回弹仪是用冲击动能测量回弹锤撞击混凝土表面后的回弹量，确定混凝土表面硬度，用试验方法建立表面硬度与混凝土强度的关系曲线，从而推断混凝土的强度值。这种方法受混凝土的表面状况影响较大，如混凝土的碳化情况、干湿状况，甚至粗骨料对表面的影响都很大，所以测出的强度需要进行校准。我国已制定回弹仪测试混凝土强度的技术标准，使用比较普遍。

二是拔出法（半破损法）。使用拔出仪拉拔埋在混凝土表面层内的锚杆，根据混凝土的拉拔强度，推算混凝土抗压强度。这种方法是直接测定混凝土的力学特性，所以测出的数据较可靠，我国也已制定标准。埋在混凝土表层内的锚杆，可以是预埋的，也可以是后埋的。后埋法使用方便、灵活，但在钻孔、埋入锚杆等作业时，会损伤混凝土；或埋设不当，会影响测值。粗骨料对拔出法的测值也有影响。

三是超声波法（声波法）。用超声波发射仪，从一侧发射一列超声脉冲进入混凝土中，在另一侧接收经过混凝土介质传送的超声脉冲波，同时测定其声速、振幅、频率等参数，判断混凝土的质量。超声波法可以测定混凝土的强度，混凝土的强度与声速的相关性受混凝土组成材料的品种、骨料粒径、湿度等影响，需要用该种混凝土的试件或取芯样来测定强度与声波的关系。超声波法还可以探测混凝土内部的缺陷、裂缝、灌浆效果、结合面质量等，是目前测缺陷使用最普遍的方法。我国已制定出技术规程。超声波法也可测量板的厚度、表面裂缝的深度等。

超声波法与回弹法结合评定混凝土强度，称为超声回弹综合法。这两种方法的结合，可以减少或抵消某些影响因素对单一方法测定强度的误差，从而提高测试精度。这个方法我国也已制定规程，应用较广。

3.3各种混凝土检测方法应注意其适用条件

结构混凝土强度检测方法可分为非破损法和局部破损法，其中常用的非破损测强方法有回弹法和超声－回弹综合法，局部破损测强方法有钻芯法和拔出法。各种方法都有各自的优、缺点，象回弹法操作简单，使用方便，但测试精度相对较差；钻芯法操作复杂，又需水源、电源，但测试精度高。检测混凝土强度需工程具体情况和具体条件来选取一种或二种方法，对于长龄期的混凝土，不能单一用回弹法测强，而必须用钻芯法进行修正。

回弹法测强时，必须注意回弹仪的检定和碳化深度的测量。回弹仪必须是在标准状态下，按规定要求进行检定后，才能使用。另外，碳化深度直接影响构件强度的推定，当碳化深度为1mm时，强度降低5％～8％；当碳化深度为6mm时，强度降低32％～40％。可见，对混凝土碳化深度的测量需引起足够的重视。