建筑工程混凝土結(jié)構(gòu)的現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)技術(shù)

羅平

摘 要：本文首先闡述了混凝土結(jié)構(gòu)常見(jiàn)的典型病害，并對(duì)混凝土性能表征、檢測(cè)內(nèi)容、現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)技術(shù)等進(jìn)行了全面分析。

關(guān)鍵詞：建筑結(jié)構(gòu)；典型病害；檢測(cè)技術(shù)

引言

建筑工程中混凝土結(jié)構(gòu)對(duì)建筑物的安全性、耐久性和適用性起著關(guān)鍵性作用。因此，混凝土的結(jié)構(gòu)檢測(cè)、安全評(píng)定和加固改造等也成為建筑工程的重要技術(shù)保障。在眾多混凝土結(jié)構(gòu)檢測(cè)技術(shù)指標(biāo)中，混凝土碳化、鋼筋銹蝕等典型病害問(wèn)題較為突出，需要對(duì)建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行整體性檢測(cè)，研究混凝土力學(xué)性能、耐久性等技術(shù)指標(biāo)，對(duì)于混凝土結(jié)構(gòu)的安全穩(wěn)定有著重要意義。

1 混凝土結(jié)構(gòu)的典型病害

1.1 混凝土碳化

建筑物受大氣流通等因素影響，會(huì)造成不同程度的混凝土碳化病害。有研究表明，混凝土碳化程度與影響時(shí)間之間呈一定規(guī)律，碳化深度隨碳化時(shí)間的延長(zhǎng)而不斷增加。此外，混凝土的碳化還與混凝土所處環(huán)境的CO2濃度、空氣濕度、混凝土密實(shí)度、水泥類(lèi)型及外加劑類(lèi)型等因素直接相關(guān)。一般而言，混凝土碳化的深度x與齡期t之間的函數(shù)關(guān)系如（1）式所示：

χ=ktβ （1）

式中：k———為混凝土的碳化系數(shù)；

β———為時(shí)間t的指數(shù)。

若混凝土置于密閉空間或干燥環(huán)境中，則混凝土幾乎不會(huì)發(fā)生碳化現(xiàn)象，其主要原因是CO2在密閉空間中擴(kuò)散速度較慢，在干燥環(huán)境下CO2不會(huì)形成碳酸對(duì)混凝土進(jìn)行碳化影響；當(dāng)環(huán)境濕度在50%～80%之間時(shí)，混凝土的碳化過(guò)程較為嚴(yán)重。

1.2 混凝土中鋼筋銹蝕

鋼筋作為布設(shè)在混凝土內(nèi)部的中套受荷構(gòu)件，一旦其發(fā)生銹蝕等基礎(chǔ)病害，其承受荷載的能力將會(huì)在一定程度上受到削減。因此，鋼筋銹蝕問(wèn)題直接影響到混凝土的耐久性能。在多種因素耦合作用下，混凝土鋼筋的鈍化膜受堿性環(huán)境的影響逐漸失去保護(hù)作用，鋼筋銹蝕的同時(shí)會(huì)使得混凝土的體積產(chǎn)生膨脹，造成鋼筋混凝土建筑的開(kāi)裂。

2 常見(jiàn)混凝土建筑的性能表征

2.1 混凝土結(jié)構(gòu)整體性能

建筑混凝土構(gòu)件的整體性是指混凝土在外部作用條件下，結(jié)構(gòu)不發(fā)生相對(duì)位移或破壞的能力。建筑混凝土結(jié)構(gòu)整體性能的提升可以通過(guò)建筑結(jié)構(gòu)的布置、關(guān)系連接和施工控制等措施進(jìn)行改進(jìn)。在進(jìn)行建筑構(gòu)件性能提升的同時(shí)，還需要考慮建筑物的相關(guān)設(shè)置參數(shù)，如建筑物的層高、結(jié)構(gòu)布置時(shí)的傳力路徑、支撐桿件、梁柱構(gòu)造等。

2.2 混凝土力學(xué)性能

對(duì)于建筑物的性能而言，混凝土的力學(xué)性能也是至關(guān)重要的一個(gè)部分，對(duì)建筑的使用壽命也會(huì)產(chǎn)生影響。對(duì)建筑物中混凝土的抗壓強(qiáng)度進(jìn)行檢測(cè)，可以從混凝土回彈、鉆芯等角度進(jìn)行綜合分析。強(qiáng)度的無(wú)損檢測(cè)具有操作簡(jiǎn)單、測(cè)量效率高等優(yōu)勢(shì)，在實(shí)際工程項(xiàng)目校驗(yàn)過(guò)程中，檢測(cè)技術(shù)單位會(huì)采用無(wú)損檢測(cè)和局部破損檢測(cè)相結(jié)合來(lái)驗(yàn)證數(shù)據(jù)的可靠性。對(duì)建筑結(jié)構(gòu)中混凝土的力學(xué)性能進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，一方面要對(duì)建筑物中受力構(gòu)件的承載力進(jìn)行判定，另一方面也要對(duì)混凝土的疲勞壽命及其力學(xué)性能的退化規(guī)律進(jìn)行測(cè)評(píng)，對(duì)建筑物剩余壽命的精準(zhǔn)預(yù)估可為后期的養(yǎng)護(hù)加固提供科學(xué)依據(jù)。

2.3 混凝土耐久性能

現(xiàn)有的建筑物在設(shè)計(jì)過(guò)程中主要以安全性為主，很難將施工過(guò)程中材料的耐久性問(wèn)題體現(xiàn)出來(lái)。目前檢測(cè)中是將混凝土的耐久性評(píng)價(jià)包含于混凝土安全穩(wěn)定性中，主要是在混凝土結(jié)構(gòu)的分析和校驗(yàn)過(guò)程中，對(duì)混凝土材料、構(gòu)件等性能的退化進(jìn)行預(yù)估，默認(rèn)該材料性能在使用期限內(nèi)無(wú)明顯變化，先考慮混凝土的安全性和適用性，再考慮材料的耐久性問(wèn)題。對(duì)混凝土耐久性進(jìn)行檢測(cè)，有利于合理而科學(xué)地進(jìn)行建筑的耐久性評(píng)估。

3 混凝土現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)主要內(nèi)容

3.1 服役環(huán)境作用效應(yīng)

一般而言，混凝土建筑所處的環(huán)境可以根據(jù)侵蝕程度和環(huán)境類(lèi)型進(jìn)行劃分，具體分為煙堿結(jié)晶環(huán)境、除凍鹽凍融環(huán)境等7類(lèi)，而環(huán)境對(duì)混凝土侵蝕的程度可以分為6個(gè)不同等級(jí)。以此基礎(chǔ)為分類(lèi)指導(dǎo)原則，可以對(duì)建筑結(jié)構(gòu)在服役期限內(nèi)進(jìn)行劣化檢測(cè)。

3.2 混凝土的開(kāi)裂

混凝土建筑的開(kāi)裂會(huì)使得建筑物表層產(chǎn)生不同程度的裂縫，在混凝土裂縫檢測(cè)時(shí)，應(yīng)具體考慮裂縫的寬度、裂縫的分布與深度、混凝土表層的剝落、混凝土的滲漏情況等，在檢測(cè)的過(guò)程中，要了解混凝土裂縫產(chǎn)生的主要原因。混凝土裂縫的檢測(cè)方法主要是通過(guò)目測(cè)或是借助儀器的測(cè)量，需要對(duì)混凝土裂縫檢測(cè)的具體位置、深度、寬度等具體參數(shù)進(jìn)行記錄。

3.3 混凝土碳化深度

混凝土的碳化深度檢測(cè)可以具體體現(xiàn)碳化機(jī)理和規(guī)律，可以分析其在所處環(huán)境條件下的劣化規(guī)律和作用原理，為混凝土的服役壽命和使用功能進(jìn)行技術(shù)保障?；炷恋奶蓟饕蚴荂O2與空氣環(huán)境相對(duì)濕度的綜合反應(yīng)，根據(jù)CO2濃度和空氣濕度的不同也會(huì)造成不同深度的碳化。

3.4 混凝土保護(hù)層厚度

混凝土保護(hù)層是保護(hù)混凝土內(nèi)部鋼筋不發(fā)生銹蝕和裸露的重要屏障，混凝土保護(hù)層厚度的大小也會(huì)直接影響到混凝土結(jié)構(gòu)的使用壽命。對(duì)于混凝土保護(hù)層的檢測(cè)方法也主要分為局部破損法和無(wú)損檢測(cè)兩種。采用無(wú)損檢測(cè)方法時(shí)，需要對(duì)檢測(cè)儀器經(jīng)過(guò)校零處理，檢測(cè)流程要遵從相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。

3.5 混凝土保護(hù)層厚度

對(duì)建筑中混凝土材料進(jìn)行鑒定和結(jié)構(gòu)加固時(shí)，需要對(duì)混凝土的強(qiáng)度進(jìn)行檢測(cè)。混凝土強(qiáng)度檢測(cè)是發(fā)展較早的一項(xiàng)檢測(cè)技術(shù)，相對(duì)而言也較為成熟。目前常使用的混凝土強(qiáng)度檢測(cè)方法有回彈法、鉆芯法、沖擊回波法等。鉆芯法是較為傳統(tǒng)的方法，檢測(cè)方法比較直接，一般是通過(guò)對(duì)芯樣進(jìn)行抗壓測(cè)試推算其混凝土的強(qiáng)度。而回彈法、沖擊回波法等測(cè)試方法是間接測(cè)試方法，是通過(guò)對(duì)回彈高度、超聲波速的參數(shù)指標(biāo)來(lái)推導(dǎo)該處混凝土的強(qiáng)度。

4 結(jié)束語(yǔ)

結(jié)合建筑工程中混凝土結(jié)構(gòu)的性能檢測(cè)技術(shù)，通過(guò)對(duì)混凝土建筑的整體性、力學(xué)性能和耐久性能進(jìn)行綜合分析，一方面可以對(duì)混凝土現(xiàn)有的病害問(wèn)題進(jìn)行量化評(píng)價(jià)，另一方面可以為混凝土建筑的加固維修等方案提供技術(shù)參考。研究混凝土結(jié)構(gòu)的檢測(cè)技術(shù)，可以不斷地推進(jìn)建筑工程的健康快速發(fā)展。

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