基于回彈法的陶瓷地磚空鼓檢測研究

魏舒晗

(福建省建筑科學(xué)研究院有限責(zé)任公司 福建省綠色建筑技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 福州 350108)

1 陶瓷磚空鼓成因分析

1.1 內(nèi)部因素

內(nèi)部因素一般發(fā)生在陶瓷磚施工工藝期間，同原材料質(zhì)量及人員操作有著極大的關(guān)聯(lián)。當(dāng)出現(xiàn)地面墻面和陶瓷磚之間貼合不嚴(yán)密、水泥砂漿配比不當(dāng)或者水泥砂漿質(zhì)量差、施工人員留縫不當(dāng)或鋪貼不足造成陶瓷磚粘結(jié)為非滿粘等情況時(shí)，極易造成粘結(jié)強(qiáng)度無法滿足相應(yīng)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)要求，從而形成陶瓷磚的空鼓現(xiàn)象。

1.2 外部因素

外部因素主要是外界環(huán)境影響因素，在常開冷暖設(shè)施的構(gòu)筑物內(nèi)，例如衛(wèi)生間，影響最為明顯。溫度的劇烈變化一方面影響墻體構(gòu)造層間的熱應(yīng)力不均，另一方面造成面磚產(chǎn)生比較極端的熱脹冷縮現(xiàn)象，而水汽反復(fù)產(chǎn)生加劇腐蝕粘結(jié)層的砂漿質(zhì)量，這些外部因素均易形成空鼓，影響瓷磚壽命[3]。

2 回彈法測試機(jī)理

回彈儀是由瑞士人E.Schmidt發(fā)明并獲得專利，作為推定抗壓強(qiáng)度的間接方法，其基本原理是材料表面硬度和抗壓強(qiáng)度的函數(shù)關(guān)系。該方法具有快速、簡潔、準(zhǔn)確等優(yōu)點(diǎn)，因此成為非破損檢測中應(yīng)用最為廣泛的技術(shù)之一。其測試機(jī)理是通過一彈簧驅(qū)動(dòng)彈擊錘并彈擊材料表面所產(chǎn)生的瞬時(shí)彈性變形的恢復(fù)力，使彈擊錘帶動(dòng)指針彈回并指示出彈回的距離，并以此得到回彈值來推定抗壓強(qiáng)度。通常情況下，回彈值同被測材料的塑性變形呈負(fù)相關(guān)關(guān)系，材料的塑性變形越大，吸收的變形能量越大，反應(yīng)在回彈值上則是該數(shù)值的下降，說明被測材料強(qiáng)度越低，反之亦然。

3 檢測分析與研究

3.1 檢測概況

位于廈門市集美區(qū)某單身公寓樓盤，隨機(jī)抽取共50間標(biāo)準(zhǔn)間(編號(hào)A1～A50)進(jìn)行檢測，每間選取2×2共4塊陶瓷地磚作為一個(gè)構(gòu)件，先采用敲擊法迅速排除空鼓率≤10%的陶瓷地磚，避免空鼓測點(diǎn)較少影響比對(duì)判斷的準(zhǔn)確性。經(jīng)測試，共有9間標(biāo)準(zhǔn)間采用敲擊法的空鼓率>10%，在此基礎(chǔ)上，對(duì)這9間標(biāo)準(zhǔn)間采用回彈法再次測量地磚空鼓率，并進(jìn)行數(shù)據(jù)比對(duì)，驗(yàn)證回彈法檢測的可行性。

3.2 測點(diǎn)布置

該單身公寓客廳的自然間均采用80cm×80cm的陶瓷地磚，選取位于客廳居中的4塊地磚，在每塊磚上按5×5測點(diǎn)布置25個(gè)測點(diǎn)，因此一個(gè)自然間構(gòu)件共布置100個(gè)測點(diǎn)為一個(gè)測區(qū)。按照單塊瓷磚最外圍測點(diǎn)距離邊緣4cm，測點(diǎn)間距離18cm布置測點(diǎn)，測點(diǎn)編號(hào)為1～100，可用馬克筆或粉筆布點(diǎn)畫線。測區(qū)布置如圖1所示：

圖1 測點(diǎn)布置圖(單位：mm)

3.3 檢測及數(shù)據(jù)處理

對(duì)已布置的100個(gè)測點(diǎn)，按測點(diǎn)編號(hào)依次進(jìn)行回彈測試，根據(jù)彈擊情況記錄回彈值Ri，依據(jù)數(shù)理統(tǒng)計(jì)的方法將可疑值剔除，這些偏離正常值的測點(diǎn)即可判斷為缺陷點(diǎn)。基于標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范CECS21:2000[4]對(duì)缺陷點(diǎn)進(jìn)行數(shù)理統(tǒng)計(jì)分析，判別如下：

按回彈值大小順序排列R1～Rn+x，可疑數(shù)據(jù)為明顯小數(shù)值，將可疑數(shù)據(jù)中最大數(shù)值Rn連同比它大的數(shù)值計(jì)算出平均值mR和標(biāo)準(zhǔn)差SR，判斷值為R0=mR-λ1·SR(λ1為異常值判定系數(shù)，參考CECS21:2000表6.3.2)

Rn≤R0時(shí)，則Rn及排列于其后的各數(shù)據(jù)均為異常值，用R1～Rn-1統(tǒng)計(jì)判斷至無異常值為止。當(dāng)Rn>R0時(shí)，用R1～Rn+1統(tǒng)計(jì)判斷至無異常值為止。通過統(tǒng)計(jì)得出的異常值，并結(jié)合回彈值繪制出空鼓分布圖，以空鼓率值最大的A23房間地磚回彈值為例。如圖2所示，灰色表示空鼓區(qū)域，白色表示密實(shí)區(qū)域：

圖2 回彈值及空鼓區(qū)域

A23間的回彈法同已檢測過的敲擊法進(jìn)行比對(duì)，敲擊法空鼓分布如圖3所示，“空”表示空鼓，“實(shí)”表示密實(shí)：

圖3 敲擊法及空鼓區(qū)域

3.4 分析意見

將空鼓率>10%的9間標(biāo)準(zhǔn)間通過敲擊法及回彈法確定的異常點(diǎn)數(shù)比對(duì)，如表1所示：

表1 敲擊法及回彈法的空鼓率比對(duì)

比對(duì)后得出，9組數(shù)據(jù)相對(duì)誤差控制在2%以內(nèi)，考慮到敲擊法的主觀人為因素較為顯著，不能在數(shù)值上進(jìn)行量化分析，能通過誤差率表明兩種檢測方法結(jié)果基本一致，充分說明了回彈法可以在敲擊法判斷不明的情況下，有效的進(jìn)行補(bǔ)充，也證明了回彈法檢測陶瓷磚的可行性。

4 結(jié)語

綜上所述，本文通過回彈法測定陶瓷地磚空鼓現(xiàn)象是可行的。雖然敲擊法簡單迅速，但從復(fù)現(xiàn)性角度來看，過于經(jīng)驗(yàn)主義，而回彈法可以通過檢測點(diǎn)的數(shù)理分析，全面精確的找出空鼓位置，直觀的描繪出空鼓缺陷分布圖，并以此為依據(jù)，進(jìn)一步計(jì)算出空鼓面積，并將檢測范圍不僅僅局限于陶瓷地磚，為墻磚、飾面磚的有效測量也提供了科學(xué)的依據(jù)，是值得推廣的空鼓測試檢測方法。