虽然混凝土的抗压强度在实验室中很容易确定,但在现场估计硬化混凝土的强度值仍然是一个挑战。混凝土强度的现场评估是现有基础设施状况评估的主要挑战。这些设施的所有者和管理者更倾向于采用非破坏性的方法,以避免对已经陷入困境的结构造成进一步的损害。
什么是混凝土的抗压强度?
混凝土的抗压强度是通过经典的压缩试验确定的。混凝土圆柱体或立方体放置在压缩机中。应力逐渐增大,直至混凝土试件断裂。这通常被认为是混凝土试样的强度。在设计规范中,混凝土试件的龄期强度为28天认为浇注后的最小抗压强度。这是用于新结构设计的价值。
对于现有的结构,岩心样品取自现有的元素,并进行抗压强度测试。这被认为是估计抗压强度最可靠的方法。但该方法存在一定的局限性,主要原因是:
1)它是破坏性的。它不仅破坏混凝土的完整性,还可能影响钢筋混凝土结构中的钢筋。需要钢筋定位工具来避免这个问题。
2)选择考试地点可能会很困难。选择最佳岩心位置是相对主观的。
3)堆芯位置需要修复。
4)对于重要结构的所有者来说,取芯不是一个选择,特别是当担心进一步破坏结构时。
如何用无损检测方法评估混凝土强度?
多年来,人们发展了无损检测方法来估计混凝土的强度。下面简要回顾了这些试验方法,它们的应用和限制可靠预测混凝土强度。
退出测试
这种方法背后的概念是,从其附着的表面拉金属圆盘和一层混凝土所需的拉力与混凝土的抗压强度有关。拉拔试验通常用于强度问题的早期诊断。然而,它可以用来评估现有结构中的混凝土强度。拉拔测试包括将一小块设备连接到外部螺栓、螺母、螺钉或固定装置上。然后将其拉到指定的应力载荷水平,以确定固定的强度和安全程度。
拉拔试验的优点
1)相对容易使用。
2)如果建立了强度的关系,该方法可以提供稳健的测试结果。
拉拔试验的缺点
1)涉及混凝土的破碎和破坏
回弹锤
基于回弹原理的方法包括测量弹簧锤冲击混凝土后的回弹量。自1948年推出以来,该测试已被广泛使用。它流行的主要原因是它的简单,便于现场应用。用回弹锤评定表面硬度。Malhotra (2004)认为“混凝土强度与锤击回弹数之间几乎没有明显的理论关系。然而,在一定范围内,已经建立了强度特性和反弹数据之间的经验相关性。”测试方法已经标准化了ASTM C 805.为了使用这种试验方法来估计强度,有必要建立给定混凝土和给定设备的强度与回弹数之间的关系。这种关系可以通过将在结构上测量到的回弹数与关联来建立
从相应位置测得的岩心强度。
回弹锤的优点
1)适用于大多数现场应用。
2)该试验可用于研究混凝土均匀性
反弹锤的缺点
1)方法很主观
2)表面条件、钢筋的存在、次表面空洞的存在都会影响试验结果
超声脉冲速度(UPV)
超声脉冲速度(UPV)是混凝土材料质量控制和检测结构构件损伤的有效方法。UPV方法传统上用于材料的质量控制,主要是均匀材料,如金属和焊接接头。随着传感器技术的发展,该试验已被广泛应用于混凝土材料的试验中。测试程序已标准化为“混凝土脉冲速度的标准测试方法”(Astm c 597, 2016).这项技术背后的概念是测量声波在介质中的传播时间,并将它们与材料的弹性性质和密度相关联。超声波的传播时间反映了检测区域的内部状况。一些研究人员试图建立强度和波速之间的关系。阅读更多关于UPV方法的信息
UPV的优点
1) UPV可用于检测其他地下缺陷
缺点UPV
1)该方法受钢筋、空隙和裂缝的影响。
2)在现场,没有足够的结果来评估该方法的可靠性。
5 -相结合的方法
组合方法包括结合NDT方法来预测混凝土的现场强度。多位研究者对UPV与回弹锤的组合进行了研究。综合的方法通常会带来更全面的结果。采用考虑水泥类型、水泥掺量、岩石骨料类型、细骨料组分、骨料最大粒径等因素影响的修正因子,提高了强度预测的精度。回弹锤和超声波脉冲速度组合的准确性提高了估算混凝土抗压强度的准确性(Hannachi和Guetteche, 2012年)
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还有一种方法可以得到混凝土的抗压强度。
试验和真实的方法,测量阻力的力量和绘图变形与负载。
我已经确定最佳穿透载荷头是由PJ Robbins在ACI SP-82“点载荷测试”中描述的。一个测压元件测量液压锤产生的力,一个传感器测量加载时负载头的位移,完成绘制割线模量所需的所有工作。可用于任何有两个相对面的空隙;封堵管道,电气,消防隔水管或4英寸芯样孔。
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戴尔·h·菲茨,教育学硕士
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