回彈法以其簡易快捷、方便測量的特點,被眾多質檢單位用來推定現(xiàn)齡期混凝土抗壓強度。回彈法統(tǒng)一測強曲線由回彈平均值和碳化深度值共同作用,碳化深度的測量準確與否,直接影響混凝土的推定強度。碳化邊界的選擇因此也顯得尤為重要。碳化邊界選擇不正確,極易產生人為誤差,造成碳化深度值測量不準確,從而影響混凝土的推定強度,最終帶來生產方(施工單位)工程項目質量的風險。本文將通過工程實例對碳化邊界的正確選擇進行探討。
《回彈法檢測混凝土抗壓強度技術規(guī)程》JGJ/T23-2001(以下簡稱《回彈規(guī)程》)第4.3.2條規(guī)定碳化深度值測量采用濃度為1%的酚酞酒精溶液滴在孔洞內壁的邊緣處,當已碳化與未碳化界限清楚時,再用深度測量工具測量已碳化與未碳化混凝土交界面到混凝土表面的垂直距離。
《建筑結構檢測技術標準》GB/T50344-2004(以下簡稱《標準》)中第4.6.8條,測量混凝土中性化(碳化或酸性物質的影響)的深度可用濃度為1%的酚酞酒精溶液(含20%的蒸餾水)測定,將酚酞酒精溶液滴在新暴露的混凝土面上,以混凝土變色與未變色的交接處作為混凝土中性化的界面。
某工程首層一、二層墻柱混凝土強度均為C40,三層—五層為C35,商品混凝土泵送澆筑,未進行裝修抹灰,構件表面平整、密實。至我單位對其四層進行檢測時為止,混凝土齡期4個月左右。
筆者從該工程四層抽取30%且不少于10個的構件進行回彈,每個構件10個測區(qū),采用如下方法測量碳化深度:用釬子在構件表面均勻的打3個坑兒,每個坑兒尺寸為Φ1.5cm×1.0cm(如右圖所示);再吹凈浮塵,滴酚酞試液,對其立即變紅處與未變色的邊界進行不少于3次的深度測量,每次的讀數(shù)精確至0.5mm,極差不大于2.0mm,取其深度平均值6.0mm為該構件每測區(qū)的碳化深度值?；貜椃ㄍ贫ɑ炷翉姸冗^程如下:
檢測10個構件,計100個測區(qū)。檢測批回彈統(tǒng)計結果為:mf■■=20.8MPa, Sf■■=1.50MPa;
置信度為0.9時具有95%保證率的推定區(qū)間:取k■=1.01730,k■=2.91096;
Z=(k■-k■)Sf■■=2.8MPa; X■=mf■■-k■Sf■■=19.3MPa; X■=mf■■-k■Sf■■=16.4MPa;
X■<C35,低于設計要求。
本工程采用鉆芯修正回彈,計算如下:
抽取6個芯樣,其統(tǒng)計結果為:mf■■=47.6MPa,Sfccu=3.10MPa;
置信度取0.85時的芯樣推定區(qū)間:取k1=0.82264,k2=0.60253;
Z=(k2+k1)Sfccu=4.4MPa;10個構件的回彈換算抗壓強度均值mfccu,e=19.2MPa。
總體修正量Δ=47.6-19.2=28.4MPa。
使用總體修正量Δ修正100個測區(qū)后檢測批的統(tǒng)計結果為:mfccu=49.2MPa, Sfccu=1.50MPa;
置信度為0.9時具有95%保證率的推定區(qū)間:取k1=1.01730,k2=2.91096;
Z=(k■-k■)Sfccu=2.8MPa; Xk,1=mfccu-k1Sfccu=47.7MPa; Xk,2=mfccu-k2Sfccu=44.8MPa;
X■>C35,符合設計要求。
可是混凝土的顏色變化引起了筆者的注意從而進行了另一項分析研究:本來滴酚酞試液后打坑兒深處立即變紅,周圍不變色,也即為筆者測量的變色與未變色處,經過1~2分鐘后,用釬子打坑兒的混凝土自然脫落面顏色無變化,可釬子壓實面的混凝土顏色逐漸由無色轉為淺粉色,最淺處達到構件表面。筆者用釘子劃過構件表面,深度約0.2mm,吹凈浮塵,滴酚酞試液后,不久同樣看到淺粉色。筆者在鉆取出的混凝土芯樣內部和表面分別刮下部分粉末作PH值試驗。結果表明,混凝土構件由表面至內部PH值增加,堿性增強。酚酞試液的指示范圍為:無色7.4~10.0紅色。PH在7.4~10.0之間酚酞試液的顏色不變,當PH到達臨界點時酚酞試液的顏色突變。即假如PH值為6.0,酚酞試液為無色,當PH值逐漸增大到10.0時,酚酞試液突然由無色變?yōu)榧t色。筆者將芯樣(構件)表面的粉末制成溶液,加入酚酞試液后顏色立即變?yōu)榧t色,不像滴在混凝土上等片刻才變?yōu)闇\粉色,這或許是顏色在溶液中比在固體上更易觀察。所以,只要酚酞遇混凝土"變色",PH值最小為10.0。而當PH值為10.0時,根據(jù)碳化機理,混凝土還"未碳化"。筆者據(jù)此將現(xiàn)有回彈數(shù)據(jù)中的混凝土碳化深度值調為0mm(精確至0.5mm),計算如下:
檢測10個構件,共計100個測區(qū),檢測批的統(tǒng)計結果為:mf■■決=39.1MPa,Sf■■=2.63MPa;
置信度為0.9時具有95%保證率的推定區(qū)間:取k■=1.01730,k■=2.91096;
Z=(k■-k■)Sf■■=5.0MPa; X■=mf■■-k■Sf■■=36.4MPa; X■=mf■■-k■Sf■■=31.4MPa;
X■>C35,符合設計要求。
該工程采用回彈法、鉆芯修正回彈、碳化深度調為0mm后的回彈法三種方法推定了現(xiàn)齡期混凝土抗壓強度。實踐證明:采用將碳化深度值調為0mm后回彈法的結果較真實的反映了工程現(xiàn)齡期混凝土抗壓強度,取得了符合設計要求決,接近鉆芯法的結果。
筆者通過多個齡期半年內的工程進行驗證,發(fā)現(xiàn)混凝土被工具所壓實面的碳化深度值淺于混凝土自然脫落面的碳化深度值。經過鉆芯修正回彈,發(fā)現(xiàn)采用淺的碳化深度值提高了回彈法的檢測精度。
因此可得結論:《回彈規(guī)程》中所書碳化與未碳化混凝土交界面與《標準》中所書混凝土變色與未變色的交接處應為同一邊界,即檢測時混凝土被工具所壓實面滴酚酞試液后無色與淺粉色的交界處。
確定混凝土碳化與未碳化邊界是用回彈法確定混凝土抗壓強度的一項重要工作,碳化邊界選擇的不正確必然帶來深度測量的不準確,回彈值相同而混凝土碳化深度值偏差±0.5mm,回彈推定強度與真實強度會偏差3%~6%。因此,建議在今后采用回彈法推定混凝土抗壓強度時,以混凝土被工具所壓實面滴酚酞試液后無色與淺粉色的交界處作為混凝土的碳化邊界,這樣可以提高回彈法檢測精度,提高檢測工作的效率。
