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寶雞市青少年科技活動(dòng)中心設(shè)計(jì)... 閱讀 5184 次 回彈法測強(qiáng)中碳化深度值探討
回彈法測強(qiáng)中碳化深度值探討
薛國輝
(陜西航天建筑工程檢測中心710021 西安)
現(xiàn)行中國人民共和國行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JGJ／T23--2001《回彈法檢測混凝土抗壓強(qiáng)度技術(shù)規(guī)程》(以下簡稱《規(guī)程》)建立的測強(qiáng)曲線是基于回彈值與碳化深度求得混凝土強(qiáng)度換算值，在工程實(shí)踐中，經(jīng)常發(fā)現(xiàn)早期的混凝土出現(xiàn)較大的碳化深度的情況，從而使混凝土的強(qiáng)度換算值偏低，而根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，由于混凝土的碳化是一個(gè)緩慢的過程，早期混凝土不應(yīng)該有較大的碳化深度，為了弄清楚這個(gè)問題，我們對(duì)現(xiàn)場的混凝土進(jìn)行了隨機(jī)抽查，現(xiàn)就這個(gè)問題分析如下。
1、影響“碳化”深度值的幾個(gè)原因
碳化深度值的測量原理，是根據(jù)水泥水化的產(chǎn)物Ca(OH)2：呈堿性，酚酞溶液遇堿變紅色，而Ca(OH)2與空氣中的C02發(fā)生中和反應(yīng)，生成中性的CaC03，使混凝土不再呈堿性，酚酞遇之不再變紅色，而凡是不變紅色的部分，均認(rèn)為已被碳化，碳化過的混凝土由于有CaC03的影響，表面硬度偏高，因此需要按照測強(qiáng)曲線加以換算。
根據(jù)以上原理，可以分析出導(dǎo)致所測得的“碳化”深度值偏大的幾個(gè)可能的原因。
(1)確實(shí)已被碳化。
(2)水泥水化生成Ca(OH)2，混凝土表面如果接觸其它的酸性物質(zhì)，則可能使混凝土呈中性或弱酸性，酚酞遇之也不變色。
(3)如果混凝土早期失水過多，水化不充分，沒有生成足夠的Ca(OH)2酚酞遇之不變色。
由此看來，《規(guī)程》4.3所述的測量碳化深度的方法，其實(shí)是測量了混凝土表面表現(xiàn)為非堿性的混凝土層的厚度，為了敘述的方便，下文將其姑且稱作“非堿性層”。
2、工程實(shí)例
某工程為四層框架結(jié)構(gòu)，框架柱混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)C40，配合比為：秦嶺P032.5R水泥400k9，中砂632k9，1—3卵石ll23k9，Ⅱ級(jí)粉煤灰80k9，泵送劑8k9，水l63k9，水膠比0.34，坍落度l40mm，現(xiàn)場采用自動(dòng)計(jì)量配料、泵送。2004年4月3日至5月23日施工，5月初我們對(duì)一層柱進(jìn)行了大面積回彈，表現(xiàn)為較高的回彈值、較大的非堿性層厚度和偏低的強(qiáng)度換算值，數(shù)值見表l。針對(duì)回彈的具體情況，現(xiàn)場采取了積極的保濕養(yǎng)護(hù)措施，所有框架柱均采用塑料布圍裹并灌水，并派專人巡查，此時(shí)一層框架柱齡期31d，采用上述措施繼續(xù)養(yǎng)護(hù)l4d；二層框架柱齡期l9d，采用上述措施繼續(xù)養(yǎng)護(hù)14d，三、四層框架柱拆模后隨即采用上述方法養(yǎng)護(hù)l4d。整個(gè)養(yǎng)護(hù)期間目測框架柱表面濕潤。
我們于7月19日對(duì)一至四層框架柱又進(jìn)行了大面積回彈，結(jié)果顯示一層柱沒有明顯變化，二層框架柱優(yōu)于一層，三至四層柱有比較理想的回彈值、較小的非堿性層厚度和理想的強(qiáng)度換算值，數(shù)值見表2。
分析認(rèn)為，一層柱由于早期養(yǎng)護(hù)稍差，盡管后來采取措施加以補(bǔ)救，但非堿性層厚度較大的狀況不能改變，二層柱l9d以后開始保濕養(yǎng)護(hù)，情況雖有好轉(zhuǎn)，但仍不理想，三至四層柱由于養(yǎng)護(hù)及時(shí)到位，情況就很理想。為了真實(shí)地反映一層框架柱的強(qiáng)度，我們隨機(jī)選取幾根框架柱，將其表面非堿性層約3mm打磨掉，再行回彈，數(shù)值見表3，經(jīng)比較，與三至四層柱的數(shù)值很接近，甚至更優(yōu)。
3、原因分析
那么，究竟是什么原因使得混凝土表面的非堿性層厚度偏大呢?從以上的情況可以看出，在相同的配合比，幾乎相同的施工條件下，出現(xiàn)的這種差異，最有可能是因?yàn)轲B(yǎng)護(hù)條件不同造成的，對(duì)于第一部分中提到的三種可能的原因，我們逐一分析。
(1)確實(shí)已被碳化，這種可能性可以排除，將表1與表2進(jìn)行比較，兩者回彈值接近，說明表面硬度接近，應(yīng)該具有相同的碳化程度，而表2反映的三至四層的框架柱由于養(yǎng)護(hù)及時(shí)到位，碳化很少。
(2)水化生成Ca(OH)2，混凝土表面如果接觸其它的酸性物質(zhì)，則可能使混凝土呈中性或弱酸性，酚酞遇之也不變色，這種可能性也可以排除，在施工過程中沒有任何酸性物質(zhì)。
(3)混凝土早期失水過多，水化不充分，達(dá)不到指示劑變色所要求的pH值，酚酞遇之不變色。水泥的主要成分硅酸三鈣遇水迅速反應(yīng)后，氫氧化鈣晶體很快出現(xiàn)，在未水化的硅酸三鈣顆粒周圍形成了膠態(tài)水化硅酸鈣，水很難再透進(jìn)去，這就是表2反映的一層框架柱雖經(jīng)補(bǔ)充養(yǎng)護(hù)，表層硬度沒有明顯變化的原因。由此可見，混凝土的早期養(yǎng)護(hù)非常重要，如果水泥水化因失水受阻，就會(huì)表現(xiàn)為非堿性，而一旦由于早期養(yǎng)護(hù)不及時(shí)造成失水過多，即使再采取補(bǔ)救措施，也很難使混凝土表面恢復(fù)到正常的弱堿性。
4、結(jié)論
綜上所述，可以得出以下結(jié)論。
(1)對(duì)于《規(guī)程》4.3.2規(guī)定的碳化深度測量方法，其實(shí)是對(duì)非堿性層深度的測量，因此，實(shí)際測量到的“碳化”深度，應(yīng)該根據(jù)現(xiàn)場的具體情況，綜合考慮各方面的因素，來判斷是否真正意義上的碳化，并加以取舍，必要時(shí)，可以打磨掉混凝土表面的非堿性層，取得混凝土強(qiáng)度的真實(shí)值。
(2)混凝土的早期養(yǎng)護(hù)非常關(guān)鍵，在炎熱或干燥環(huán)境下，直接暴露在空氣中的混凝土失水很快，可能使混凝土失去弱堿性，這對(duì)于鋼筋的保護(hù)也是不利的。
附表l
一層框架柱回彈數(shù)據(jù)(早期養(yǎng)護(hù)稍差)，施工日期2004.4.3，回彈日期2004.5.4，齡期31d。
|
測區(qū)編號(hào) |
平均回彈值Rm |
碳化深度dm(mm) |
換算值fccu.i(MPa) |
備注 |
|
1 |
41.7 |
3．O |
34.4 |
《規(guī)程》4.1.6.2條規(guī) |
|
2 |
39.2 |
3.0 |
30.8 |
定，當(dāng)碳化深度值大 |
|
3 |
39.6 |
3.0 |
31.2 |
于2．Omm時(shí)，可采 |
|
4 |
40.4 |
|
32.3 |
用同條件試件或鉆 |
|
5 |
38.4 |
|
31.0 |
取混凝土芯樣進(jìn)行 |
|
6 |
39.1 |
|
30.7 |
修正。本文僅討混凝 |
|
7 |
40.2 |
|
32.0 |
土表面的非堿性層 |
|
8 |
36.5 |
|
27.0 |
厚度問題，并非對(duì)混 |
|
9 |
38.5 |
|
30．O |
凝土強(qiáng)度作檢驗(yàn)，因 |
|
10 |
40.1 |
2.5 |
31.8 |
此未作修正。 |
|
11 |
38.8 |
3.0 |
30.4 |
|
|
12 |
39.2 |
3.0 |
30.8 |
|
|
13 |
40.5 |
|
32.4 |
|
|
14 |
39.6 |
|
31.2 |
|
|
15 |
39.6 |
|
31.2 |
|
|
16 |
38.9 |
|
30.5 |
|
|
17 |
41.5 |
3．O |
34.0 |
|
|
18 |
40.5 |
|
32.4 |
|
|
19 |
40.3 |
|
32.2 |
|
|
20 |
40.5 |
|
32.4 |
|
|
21 |
39.5 |
3.0 |
31.1 |
|
|
22 |
39.8 |
|
31.4 |
|
|
23 |
39.1 |
|
30.7 |
|
|
24 |
38.1 |
3.0 |
29.4 |
|
|
25 |
40.1 |
|
31.8 |
|
|
26 |
39.9 |
|
31.6 |
|
|
27 |
41.1 |
|
33.4 |
|
|
28 |
42.1 |
|
35．O |
|
|
29 |
39.5 |
|
31.1 |
|
|
30 |
39.6 |
3．O |
31.2 |
|
|
|
|
平均3.0 |
|
|
附表2
一至四層框架柱回彈數(shù)據(jù)
1、一層框架柱(施工31d后保濕養(yǎng)護(hù)14d)，施工日期2004.4.3，回彈日期2004.7.19，齡期107d。
|
測區(qū)編號(hào) |
平均回彈值Rm |
碳化深度dm（mm) |
換算值fccu.i(MVa) |
備注 |
|
1 |
41.3 |
|
35.2 |
《規(guī)程》4.1.6.2條規(guī) |
|
2 |
41.0 |
|
34.8 |
定，當(dāng)碳化深度值 |
|
3 |
39.5 |
3．O |
32.6 |
大于2.0mm時(shí)，可 |
|
4 |
39.1 |
|
32.0 |
采用同條件試件或 |
|
5 |
41.7 |
2.5 |
35.8 |
鉆取混凝土芯樣進(jìn) |
|
6 |
39.4 |
2.5 |
32.4 |
行修正。本文僅討 |
|
7 |
39.6 |
|
32.7 |
混凝土表面的非堿 |
|
8 |
39.6 |
|
32.7 |
性層厚度問題，并非 |
|
9 |
38.5 |
|
31.0 |
對(duì)混凝土強(qiáng)度作檢 |
|
10 |
40.3 |
|
33.8 |
驗(yàn)，因此未作修正。 |
|
11 |
40.5 |
|
35.6 |
|
|
12 |
38.8 |
3．O |
31.5 |
|
|
13 |
39.2 |
|
32.1 |
|
|
14 |
39.6 |
|
32.7 |
|
|
15 |
39.6 |
3.0 |
32.7 |
|
|
16 |
39.9 |
2.5 |
33.2 |
|
|
17 |
41.5 |
|
35.6 |
|
|
18 |
40.5 |
|
34.0 |
|
|
19 |
41.3 |
|
35.2 |
|
|
20 |
39.1 |
|
32．O |
|
|
21 |
40.1 |
3．O |
33.4 |
|
|
22 |
42.1 |
2.0 |
36.4 |
|
|
23 |
39.4 |
|
32.4 |
|
|
24 |
39.9 |
2.5 |
33.2 |
|
|
25 |
40.5 |
|
34．O |
|
|
26 |
39.5 |
|
32.6 |
|
|
27 |
39.8 |
|
33.0 |
|
|
28 |
39.1 |
|
32.0 |
|
|
29 |
39.9 |
|
33.2 |
|
|
30 |
41．O |
2.5 |
34.8 |
|
|
|
|
平均2.5 |
|
|
2、二層框架柱(施工l9d后保濕養(yǎng)護(hù)14d)，施工日期2004.4.15，回彈日期2004.7.19，齡期95d。
|
測區(qū)編號(hào) |
平均回彈值Rm |
碳化深度dm(mm) |
換算值fccui(MPa) |
泵送修正K(MPa) |
修正后值(MPa) |
備注 |
|
1 |
41.5 |
|
39.0 |
+0.3 |
39.3 |
|
|
2 |
41.6 |
|
39.2 |
+0.3 |
39.5 |
|
|
3 |
39.2 |
1.5 |
35．O |
+1.5 |
36.5 |
|
|
4 |
41.8 |
1.5 |
39.5 |
+0.1 |
39.6 |
|
|
5 |
39.7 |
1．O |
35.8 |
+1.2 |
37.0 |
|
|
6 |
39.7 |
1.5 |
35.8 |
+1.2 |
37．O |
|
|
7 |
40.4 |
|
36.9 |
+0.9 |
37.8 |
|
|
8 |
40.6 |
|
39.2 |
+0.3 |
39.5 |
|
|
9 |
39.3 |
|
35.2 |
+1.5 |
36.7 |
|
|
10 |
39.7 |
1.5 |
35.8 |
+1.2 |
37.0 |
|
|
11 |
40.0 |
|
36.2 |
+1.2 |
37.4 |
|
|
12 |
41.5 |
|
39.0 |
+0.3 |
39.3 |
|
|
13 |
41.4 |
1.5 |
38.7 |
+0.4 |
39.1 |
|
|
14 |
39.2 |
|
35．O |
+1.5 |
36.5 |
|
|
15 |
38.9 |
|
34.6 |
+1.6 |
36.2 |
|
|
16 |
39.7 |
|
35.8 |
+1.3 |
37.1 |
|
|
17 |
40.6 |
1.0 |
37.2 |
+0.8 |
38.0 |
|
|
18 |
39.5 |
|
35.5 |
+1.4 |
36.9 |
|
|
19 |
39.4 |
|
35.3 |
+1.4 |
36.7 |
|
|
20 |
38.6 |
|
34.1 |
+1.8 |
35.9 |
|
|
21 |
42.1 |
1.5 |
40.1 |
+0．O |
40.1 |
|
|
22 |
39.5 |
1.5 |
35.5 |
+1.4 |
36.9 |
|
|
23 |
40.5 |
1.5 |
36.2 |
+1.2 |
37.4 |
|
|
24 |
39.6 |
|
35.6 |
+1.3 |
36.9 |
|
|
25 |
39.1 |
|
34.8 |
+1.6 |
36.4 |
|
|
26 |
40.1 |
|
36.4 |
+1.1 |
37.5 |
|
|
27 |
40.2 |
|
36.5 |
+1.1 |
37.6 |
|
|
28 |
40.1 |
|
36.4 |
+1.1 |
37.5 |
|
|
29 |
40.2 |
|
36.5 |
+1.1 |
37.6 |
|
|
30 |
41.1 |
|
38.2 |
+0.5 |
38.7 |
|
|
|
|
平均l．5 |
|
|
|
|
3、三層框架柱(脫模后即保濕養(yǎng)護(hù)l4d)，施工日期2004.5.11，回彈日期2004.7.19，齡期69d。
|
測區(qū)編號(hào) |
平均回彈值Rm |
碳化深度dm(mm) |
換算值fccui(MPa) |
泵送修正K(MPa) |
修正后值(MPa) |
備注 |
|
1 |
39.5 |
|
39.0 |
+4.5 |
43.5 |
|
|
2 |
40.0 |
|
39.9 |
+4.5 |
44.4 |
|
|
3 |
41.3 |
|
42.5 |
+3.8 |
46.3 |
|
|
4 |
40.2 |
1 |
40.3 |
+4.4 |
44.7 |
|
|
5 |
40.4 |
|
40.7 |
+4.3 |
45.0 |
|
|
6 |
39.1 |
|
38.4 |
+4.5 |
42.9 |
|
|
7 |
41.6 |
0.5 |
43.2 |
+3.5 |
46.7 |
|
|
8 |
39．S |
1 |
39．O |
+4.5 |
43.5 |
|
|
9 |
39.5 |
0.5 |
39.0 |
+4.5 |
43.5 |
|
|
10 |
41.3 |
|
42.5 |
+3.8 |
46.3 |
|
|
11 |
41.4 |
0.5 |
42.7 |
+3.7 |
46.4 |
|
|
12 |
39．O |
1 |
38.2 |
+4.5 |
42.7 |
|
|
13 |
38.7 |
|
37.7 |
+4.5 |
42.2 |
|
|
14 |
40.0 |
|
39.9 |
+4.5 |
44.4 |
|
|
15 |
40.0 |
|
39.9 |
+4.5 |
44.4 |
|
|
16 |
41.0 |
|
42．O |
+3.9 |
45.9 |
|
|
17 |
39．O |
|
38.2 |
+4.5 |
42.7 |
|
|
18 |
40.1 |
|
40.1 |
+4.5 |
44.6 |
|
|
19 |
40.0 |
|
39.9 |
+4.5 |
44.4 |
|
|
20 |
42.1 |
|
44.2 |
+3.2 |
47.5 |
|
|
21 |
39.3 |
|
38.6 |
+4.5 |
43.1 |
|
|
22 |
40.3 |
|
42.5 |
+3.7 |
46.2 |
|
|
23 |
39.4 |
|
38.8 |
+4.5 |
43.3 |
|
|
24 |
39.2 |
|
38.5 |
+4.5 |
43．O |
|
|
25 |
38.4 |
|
37.2 |
+4.5 |
41.7 |
|
|
26 |
39.5 |
|
39.0 |
+4.5 |
43.5 |
|
|
27 |
40.4 |
0.5 |
40.7 |
+4.3 |
45.0 |
|
|
28 |
39.3 |
0.5 |
38.6 |
+4.5 |
43.1 |
|
|
29 |
41.2 |
1 |
42.3 |
+3.8 |
46.1 |
|
|
30 |
39．O |
0.5 |
38.2 |
+4.5 |
42.7 |
|
|
|
|
平均l．5 |
|
|
|
|
4、四層框架柱(脫模后即保濕養(yǎng)護(hù)l4d)，施工日期2004．5．22，回彈日期2004．7．19，齡期58d。
|
測區(qū)編號(hào) |
平均回彈值Rm |
碳化深度dm(mm) |
換算值fccui(MPa) |
泵送修正K(MPa) |
修正后值(MPa) |
備注 |
|
1 |
41.0 |
|
42.0 |
+3.9 |
45.9 |
|
|
2 |
39.2 |
|
38.5 |
+4.5 |
43.0 |
|
|
3 |
39.9 |
|
39.8 |
+4.5 |
44.3 |
|
|
4 |
39.9 |
0.5 |
39.8 |
+4.5 |
44.3 |
|
|
5 |
40.1 |
|
40.1 |
+4.5 |
44.6 |
|
|
6 |
39.0 |
|
38.2 |
+4.5 |
42.7 |
|
|
7 |
41.3 |
|
42.5 |
+3.8 |
46.3 |
|
|
8 |
39.2 |
|
38.5 |
+4.5 |
43.0 |
|
|
9 |
39.3 |
0.5 |
38.6 |
+4.5 |
43.1 |
|
|
10 |
41．O |
|
42.0 |
+3.9 |
45.9 |
|
|
11 |
41.0 |
0.5 |
42.0 |
+3.9 |
45.9 |
|
|
12 |
39．O |
1 |
38.2 |
+4.5 |
42.7 |
|
|
13 |
38.8 |
0.5 |
37.9 |
+4.5 |
42.4 |
|
|
14 |
39．O |
0.5 |
38.2 |
+4.5 |
42.7 |
|
|
15 |
39.8 |
|
39.6 |
+4.5 |
44.1 |
|
|
16 |
40.0 |
|
39.6 |
+4.5 |
44.4 |
|
|
17 |
39.2 |
|
38.5 |
+4.5 |
43.0 |
|
|
18 |
40.0 |
|
39.9 |
+4.5 |
44.4 |
|
|
19 |
40.0 |
|
39.9 |
+4.5 |
44.4 |
|
|
20 |
41.8 |
|
43.6 |
+3.4 |
47.0 |
|
|
21 |
39.0 |
|
38.2 |
+4.5 |
42.7 |
|
|
22 |
40.0 |
0.5 |
39.9 |
+4.5 |
44.4 |
|
|
23 |
39.1 |
|
38.4 |
+4.5 |
42.9 |
|
|
24 |
38.9 |
0.5 |
39.8 |
+4.5 |
44.3 |
|
|
25 |
38.1 |
0.5 |
36.6 |
+4.5 |
41.1 |
|
|
26 |
39.2 |
|
38.5 |
+4.5 |
43.0 |
|
|
27 |
40.1 |
|
40.1 |
+4.5 |
44.6 |
|
|
28 |
39．O |
|
38.2 |
+4.5 |
42.7 |
|
|
29 |
40.9 |
1 |
41.8 |
+4．O |
45.8 |
|
|
30 |
38.8 |
|
37.9 |
+4.5 |
42.4 |
|
|
|
|
平均0.5 |
|
|
|
|
附表3
一層框架柱混凝土表面打磨約3mm后的回彈數(shù)據(jù)(回彈日期2004．7．19，齡期107d。)
|
測區(qū)編號(hào) |
平均回彈值Rm |
碳化深度dm（mm） |
換算值fccui(MPa) |
泵送修正K(MPa) |
修正后值(MPa) |
備注 |
|
1 |
42．O |
|
45.9 |
+2.7 |
48.6 |
|
|
2 |
40.2 |
|
42．O |
+3.9 |
45.9 |
|
|
3 |
41.9 |
|
45.6 |
+2.8 |
48.4 |
|
|
4 |
42.9 |
|
47.8 |
+2.2 |
50．O |
|
|
5 |
41.2 |
|
44.1 |
+3.3 |
47.4 |
|
|
6 |
39.8 |
|
41.2 |
+4.1 |
45.3 |
|
|
7 |
41.2 |
|
44.1 |
+3.3 |
47.4 |
|
|
8 |
41.3 |
|
44.3 |
+3.2 |
47.5 |
|
|
9 |
41.1 |
|
43.9 |
+3.3 |
47.2 |
|
|
10 |
42．O |
|
45.9 |
+2.7 |
48.6 |
|
(本文來源：陜西省土木建筑學(xué)會(huì) 文徑網(wǎng)絡(luò)：文徑 尹維維 編輯 劉真 審核)
