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公路水运工程混凝土结构强度检测相关技术的分析

发表时间：2020/8/19 来源：《基层建设》2020年第10期作者：钟学良

[导读] 摘要：高强度、高性能的混凝土能够在道路工程的具体施工过程中有效地改善施工条件、车辆舒适度等。

        杭州大正建设工程检测有限公司浙江杭州 311254
        摘要：高强度、高性能的混凝土能够在道路工程的具体施工过程中有效地改善施工条件、车辆舒适度等。此外，还可以在一定程度上延长道路的使用寿命，减少道路运行过程中的维修，降低加固成本等。道路工程混凝土结构强度试验技术分析。
        关键词：公路施工；混凝土；强度试验
        在道路施工中，混凝土结构的稳定性直接决定了整个工程的可靠性和耐久性。然而，由于混凝土结构涉及的试件数量众多，仅通过简单的试验和试验方法是无法获得准确可靠的数据的。因此，应以混凝土结构强度试验技术的应用为例。
        一、公路工程混凝土强度试验及评定现实状况
        对于混凝土结构，通常以强度为对混凝土质量进行评价的重要标准，这是因为强度会对结构耐久性与安全性造成直接影响。在现行检验标准当中，要求对于实体工程而言，需要对和结构安全有关的关键部位实施实体检验.如保护层厚度与棍凝土强度，还包括合同文件中规定的其他项目。实际的强度检验工作中，要在浇筑施工现场制备和实体相同的试件，将其强度作为实体强度.至于强度检验手段，既可以按照合同的要求采用无损手段或局部损坏手段来进行，也可以完全按照现行要求来进行。
        二、公路水运工程混凝土结构强度检测技术
        1.无损检测的技术特点。无损检测是指不损坏被测物体，其基本原则是不损坏被测物体的原始性质。不会对物体的内部组织和结构造成干扰。在此基础上,检测方法、结构的表面状态、缺陷类型的物体的尺寸和位置,以及改变光学、电学和声学磁异常引起的表面或物体的内部结构,结合检测方法的表面和内部结构现状、缺陷类型、尺寸和位置的物体,通过物理和化学等基础学科的手段。在混凝土强度试验中，采用了无损检测技术。该技术具有以下特点:(1)非破坏性，采用无损检测技术对混凝土进行检测，不会破坏混凝土结构的完整性。(2)全面性，因为混凝土的检测不会造成损伤，如果有必要，混凝土的每一部分都可以首先对所有需要测试的地方进行测试。(3)全程性，采用无损检测技术，不影响混凝土性能。如果在不同的中间阶段的检查过程中发现了缺陷，可以及时纠正，以避免最终产品的使用结果受到影响，并最终有效地降低生产成本。
        2.超声回弹合成法检测。综合检测技术主要包括应用超声脉冲检测技术对混凝土材料和混凝土构件进行无损检测，并对所得结果进行检验。在混凝土强度和结构强度之间建立了相应的关系。超声反反射方法的简单性、可移植性和低成本的应用，使其成为工程检测中应用最广泛的检测方法，提高了检测质量。（1）检测原理:超声检测设备可采用脉冲超声检测技术，该技术包括对混凝土材料和混凝土构件进行无损检测，是一种智能仪器。还说明了控制结构。(2)回弹检测原理:在回弹仪的使用中，基本原理如下:借助弹簧，带动回弹杆，将回弹锤打在混凝土表面。此时，测量回弹值。在具体测试回弹法的过程中，应考虑混凝土表面碳化引起的误差值。碳化会增加混凝土表面的硬度，但不会增加混凝土表面的强度。通过相关试验发现，混凝土的碳化深度在一定程度上可以反映结构的年龄和环境。(3)超声波回弹强度的原理、超声波搅拌合成方法主要是通过超声波穿透试件内部的声速值，充分反映试件表面的硬度回弹值，对混凝土结构的抗压强度进行综合测试。然后通过声速和回弹值这两个能反映混凝土试件表面的参数来评价混凝土的强度。借助超声波回弹法进行检测，因为超声波可以通过混凝土内部，不仅可以促进混凝土弹性得到充分的体现，还可以显示出混凝土内部的缺陷。
        3.公路水运工程检测中的基桩低应变动检测技术。在实际应用当中，基桩低应变动检测技术在实际应用中更加经济、快速，也是当今公路水运工程检测中的最为普遍的检测方法之一。（1）基本原理。桩基低应变动检测技术主要以一种连续杆振动理论为基础，待到桩顶受到一定的动力后，应力会沿着桩身向下传播，待到遇到桩身某一波阻抗界面时，部分能量就会反射到桩顶，通过在桩顶安装拾振器来接受应力反射数据，并对所接受的信号进行分析处理，从而判定桩身是否存在缺陷以及缺陷位置。（2）桩基低应变动检测技术应用要点。

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第一，需要对桩头进行预处理，击振点和桩头传感器所安装的部位必须要磨平，保证安装面的平整性。第二，接受传感器安装过程中需要保持与桩顶面垂直，所安装的部位需要保持混凝土表面平整、无松动、耦合剂粘结尽量保持牢固，这样才能够避免在击振时产生附件振动；第三，击振设备选择需要结合桩长、地层情况、预设缺陷位置合理选择击振脉冲频率。在实际操作中，长桩击振频率尽量降低，短桩击振频率要高；硬底层中长桩击振陪频率尽量降低，所检测的潜在部位缺陷击振频率尽量要高。第四，击振频率通常与锤头材质和面积有着直接关系，如果是软材质、大面积的锤头其产生的击振脉宽宽频率较低，同时，不同材料的锤头垫在很大程度上可以调节冲击脉冲宽度，需要合理使用。
        4.公路水运工程试验检测管理中的钢筋保护层测试技术。在整个地基结构中，钢筋混凝土结构是非常重要的框架结构，其直接影响着整个路基的抗压性、抗剪性、抗震性、抗冲击性等。（1）钢筋保护层测试技术原理。该项技术主要是依托于磁场，仪器设备通过传感器在检测结构内部发射电磁场，同时接受磁场覆盖范围中的铁磁性钢筋产生的磁场，并将磁场信息转化为可视信号，整个终端系统会不断分析、处理内部信号，并以数字、图形等形式呈现出来，这样即可精准的判断钢筋所在位置、钢筋直径、保护层厚度、钢筋间距等信息。（2）实际应用中的检测方法和注意事项。第一，正确选择检测区域，在正式进行测试前，需要将探头远离铁磁性物质，采用钢筋检测仪器来分析钢筋走向和分布走势，并采用记号笔在结构上进行标记，在测试过程中尽量可以避开钢筋。第二，由于钢筋仪探头具有指向性特点，如果探头轴线在钢筋轴线的上方时，其电磁感应信号最为强烈。在正式检测过程中，需要先保持探头轴线与钢筋平行，并逐渐向与钢筋垂直方向移动，观察仪器信号变化情况。第三，如果被测钢筋保护层厚度较低时，为了能够保障测试精度可以在测试部位放置一块有机玻璃板，之后在检测过程中，将检测总量减去玻璃板厚度即可得到保护层厚度。
        三、超声回弹综合法在公路混凝土检测中的应用
        在超声背反射法在路面混凝土检测中的应用研究中，详细介绍了相应的检测方法:
        1.现场测试块验证。在道路的情况下，从野外实验室生产的试验块中提取出不同年龄和强度的试验块，对这些试验块进行测试，使每组有3个以上的试验块。然后对这些试验块进行超声波冲击试验，并按照规范的要求进行试验。将监测得到的超声值与冲击值相结合，绘制相应的回归曲线。
        2.现场钻心验证。对于设备、混凝土和测试程序的要求，使用相同的测试块进行验证测试时，需要钻孔的岩心结构和构件龄期大于28天。对于每个测量区域，技术人员应根据具体情况确定冲击强度值，并使用超声波确定。然后代入该区域的横向强度曲线代替它来计算外推强度，并计算其误差。如果能够抗压强度曲线意味着抗压强度大于这个标准抗压强度等级、28d。在这种情况下,我们认为是正确的移除这个假设,且该样品的抗压,不能反映在计算相对误差。如果测量曲线预期较高,抗压抗压强度的标准这类、28d抗压强度则由岩心样品测量70MPa的岩心样本数据,那么可以考虑在计算误差。
        3.实地取芯验证的数据和结果。从道路工程桥梁试验柱中提取岩心，共获得15个有效岩心样品进行验证。测试分别为C30和C40测试块的抗压强度，以及区域曲线的预测值和国家曲线的预测值。技术人员对取芯结果曲线的建立进行了误差分析，而国家曲线的相对误差为6.47%。综上所述，超声冲击合成法对混凝土强度和精度的预测比国线预测更为准确。
        在道路施工中应用混凝土强度试验时，应使用超声波传感器，利用超声波脉冲确定混凝土材料和构件的抗拉强度。此外，在确定混凝土结构表面的冲击强度值时，试验人员应使用弹簧冲击杆装置，使重锤的冲击力作用于混凝土表面。只有这样，最有用的混凝土结构才能应用于道路建设，从而优化其所处的技术环境。
        参考文献：
        [1]周荣学. 公路施工中混凝土的强度试验研究[J].低碳世界,2018(09):245-246.
        [2]钟华生. 公路施工中混凝土强度试验分析[J].低碳世界,2018(02):226-227.