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声回弹综合法检测混凝土强度技术应用摘 要：随着建筑市场管理日趋完善，建筑工程施工质量验收统一标准中的十六字指导思想“验评分离，强化验收，完善手段，过程控制”在工程中的具体应用得以实现，“完善手段”这一指导思想在工程质量验收中也就显示出越来越重要的地位；用科学的检测数据来判断，避免减少人为因素的干扰和主观评价的影响，同时监理规范的“平行检查”中增加检测手段控制，这些都为工程质量验收结构完整和使用功能的完善提供保证。 关键字：超声回弹,混凝土,强度,技术应用 上世纪六十年代罗马尼亚的建筑及建筑经济科学研究院，率先提出采用超声回弹综合法对混凝土强度进行检测起，我国从1976年也开始对此方法进行了全面及大量的检测，并于1988年制订了中国工程建设标准化协会标准《超声回弹综合法检测混凝土强度技术规程》（CECS 02：88）。2005年由中国建筑科学研究院会同有关单位再次对《超声回弹综合法检测混凝土强度技术规程》进行了修订，并于2005年12月1日执行《超声回弹综合法检测混凝土强度技术规程》CECS 02：2005。简称《综合法》。为了执行《综合法》，国家规范在《混凝土强度检验评定标准》（GBJ107—87）中规定：“当时混凝土试件强度的代表性有怀疑时，可采用从结构或构件中钻取试件的方法或采用非破损检验方法，按有关标准的规定对结构或构件中混凝土的强度进行推定”。《混凝土结构工程施工质量验收规范》（GB 50204-2002）中也有规定，“当混凝土试件强度评定不合格时，可采用非破损或局部破损的检验测方法，按国家现行有关标准的规定对结构构件中的混凝土强度进行推定，并作为处理的依据”。1. 《综合法》的定义及优点超声回弹检测混凝土强度技术简称“综合法”，是混凝土强度的无损检测中的非破损方法之一。所谓综合法就是采用两种或两种以上的无损检测方法（超声波脉冲速度—回弹值），获取多种物理参量，并建立强度与多项物理参量的综合相关关系，以便从不同角度综合评价混凝土的强度。由于综合法采用多项物理参数，能较全面地反映构成混凝土强度的各种因素，并且还能抵消部分影响强度与物理量相关关系的因素，因而它比单一物理量的无损检测方法（回弹法、超声法）具有更高的准确性和可靠性。单一的回弹法和超声法，同一影响因素对不同方法影响程度不同，有的甚至完全相反。例如:当混凝土的强度等级相同，生产工艺和配合比基本相同的混凝土标养试件在用单一的回弹法和超声法进行强度检测时发现，混凝土龄期和混凝土湿度，对回弹法来讲，随着混凝土龄期的增长，混凝土表面硬化，加上混凝土表面结硬，使回弹值偏高，对潮湿混凝土表面硬度降低，回弹值显著偏低。对超声法来讲，情况却相反，随着龄期增长，混凝土内部逐渐趋于干燥，传播速度偏低，对潮湿混凝土传播速度要比干燥混凝土要快。如果将两种单一方法结合后，混凝土龄期和湿度的影响可以相互抵消而不加考虑了。这样，综合法正是利用了两种对构件损伤最小，一个利用构件内部的物理指标，一个从表面硬度着手，起到由表至内多侧面综合反应混凝土抗压强度，正因为是多侧面反应混凝土强度指标，故有较好的相关性，另外，综合法和半破损法的钻芯法相比也有一定的优点，钻芯法由于要造成结构或构件局部结构破坏，不宜在一结构中大面积使用。这样“超声波脉冲速度—回弹值”综合法成了混凝土强度无损检测技术的一个重要发展方法。某工程实例：存在问题检测结果（综合法的比较）试件编号测定强度fcu(MPa)误差（er）%试件综合法超声法回弹法综合法超声法回弹法2. 《综合法》的工程应用 （1）监理工程实践中，常常由于施工控制不严或施工过程中某种意外事故可能影响混凝土的质量，以及发现预留试块的取样、制作、养护、抗压试验等不符合有关技术规程或标准所规定的条款，怀疑预留的试块强度不能代表结构混凝土的实际强度，如：预留试块的丢失、同条件养护和标养不真实，都应优先采用综合法。（2）当需要了解混凝土在施工期间的强度增长情况，以便满足结构或构件的拆模、出养护池、出厂、吊装、预应力筋张拉或放张，以及施工期间负荷对混凝土强度的要求时。如：冬期施工等，都应优先采用综合法。（3）对已建成结构需要进行维修、加层、拆除等决策时，或受灾害性因素影响时，可优先采用综合法对原有混凝土强度进行强度推定，以便提供改建、加固设计时的基本强度参数和其他设计依据。（4）另外，国际上对建筑物结构的检测已扩大到设计基准期内的检测，对混凝土强度部分都应优先采用综合法。3.建立适合自己的测强曲线用混凝土试块的抗压强度与无损检测的参数之间建立起来的关系曲线，称为测强曲线。超声回弹综合法测强曲线，是以混凝土试块的抗压强度与超声声速值、回弹值，选择响应的数学来拟合它们之间的相关关系。建立适合自己的测强曲线，采用本地区（或以某一工程为对象）具有代表性的混凝土原材料、成型养护工艺和龄期为基本条件，制作一定数量的试块，进行非破损测试后，再进行破损试验建立的测强曲线。这样建立起来的测强曲线其现场适应性和强度测试精度均优于统一的测强曲线。另外，在各地区纷纷建立自己的测强曲线时候，保定市也建立起了自己的测强曲线。4. 《超声回弹综合法检测混凝土强度技术规程》CECS 02：2005新增部分工程应用（1）综合法使用的回弹仪和超声波检测仪，必须具有产品合格证及检定证。对于混凝土超声波检测仪，符合《混凝土超声波检测仪》JG/T5004检定要求的模拟式和数字式超声波检测仪，均可用于综合法测试。回弹仪检定有效期为半年，混凝土超声波检测仪有效期为一年。（2）综合法新增加了超声波平测、角测等内容：角测法：当混凝土被测部位只能提供两个相邻表面时，虽然无法进行对测，但可以采用丁角方法检测。即将一对F、S换能器分别耦合于被测构件的两个相邻表面进行逐点测试，两个换能器的轴线形成90°夹角。例如：检测旁边存在墙体、管道等障碍物的混凝土柱子。平测法。当混凝土被测部位只能提供一个测试表面时，可采用平测法检测。将一对F、S换能器置于被测结构同一表面，以一定测试距离进行逐点检测。比如：检测路面、飞机跑道、隧道壁等结构。另外，超声测试宜优先采用对测或角测，当被测构件不具备对测或角测条件时，可采用单面平测法。平测时两个换能器连线与附近钢筋线保持40°～50°夹角，以减少钢筋的影响，超声测距宜在350mm～450mm。因为综合法强度换算表中超声波声速是以对测的纵波声速回归计算的，如单面平测大部分接受到的是表面波，不能直接查读强度换算表，需要进行修正后使用强度换算表。（3）在测强曲线的修订中延长测强曲线龄期、增加强度范围、增加高强混凝土和泵送混凝土内容等。规程6.0.1第6点龄期7～2000d（原7～730d,如超过此龄期时，可钻取混凝土芯样进行修改）；第7点混凝土强度：10～70MPa（原C10～C50），从而使混凝土受检时间、范围得到更广泛的应用
梁山好汉v
高速铁路混凝土常见问题及对策论文
摘要： 混凝土工程质量尤为重要，从设计、施工到运营管理都必须严格控制混凝土施工质量，确保质量零缺陷。但由于施工现场诸多不可预见因素，导致混凝土在施工过程中出现许多质量问题，混凝土施工中出现的质量问题有共性的，还有由于结构特殊性而存在的个性问题。如何在现场及时有效地解决这些问题，对混凝土工程技术人员来讲至关重要。
关键词： 铁路；混凝土；含气量；隧道
混凝土工程在铁路工程中占有很大比重，由于铁路建设标准高、技术要求高、质量目标高，因此，混凝土工程质量尤为重要，从设计、施工到运营管理都应充分重视，特别施工过程中必须严格控制混凝土施工质量，确保质量零缺陷。但由于施工现场诸多不可预见因素，导致混凝土在施工过程中出现许多质量问题，如何在现场及时有效地解决这些问题，对混凝土工程技术人员来讲至关重要。
1共性质量问题及对策
1.1混凝土离析、泌水
铁路混凝土离析、泌水比较常见，其直接后果是混凝土可泵性差，难以振捣密实，对混凝土外观及实体质量影响较大。
混凝土离析、泌水的原因有以下几方面：
（1）水泥、粉煤灰、矿粉等胶凝材料及减水剂、防腐剂等外加剂质量波动较大，导致胶凝材料与外加剂的适应性变差。
（2）粗、细骨料粒形变差，特别是针片状颗粒增多，细骨料细度模数增大10%以上，混凝土问题更加明显。
（3）粗、细骨料含水率变化大，没有按要求正确换算施工配合比，混凝土单方用水量偏大。
（4）混凝土净搅拌时间不足90s-120s，搅拌机拌合叶片上残余混凝土没有及时清理，导致混凝土搅拌不均匀，减水剂性能没有充分发挥。搅拌设备计量偏差大，没有按施工配合比生产混凝土。
（5）混凝土运输中没有转动运输罐，有二次加水现象。
预防及处理措施：
（1）严格控制原材料进场质量，不合要求的原材料禁止进场使用。重点了解掌握粉煤灰、减水剂等原材料的质量特性，含品质指标、质量波动情况。对质量波动大的除按要求做好品质质量检测外，还应每批对减水剂与胶凝材料相互进行适应性验证检测，对适应性差的不应生产混凝土，最好对减水剂予以调整或退换胶凝材料。
（2）对由于骨料原因引起的混凝土离析、泌水的，可通过增加砂率，调整粗骨料各级比例，增加胶凝材料用量等方法解决。实践证明砂率增加3%，粗骨料比例调整，胶凝材料总量在耐久性要求的允许范围内增加对混凝土结构实体强度、耐久性及长期性影响较小。
（3）对粗、细骨料均化处理，避免含水率变化过大。并勤测含水率，及时调整施工配合比。保持混凝土施工用水量与理论配合比相差不宜超过5kg/m3。
（4）定期检查、维护、保养搅拌设备，严格执行混凝土生产管理程序。
（5）加强混凝土运输过程管控，运输车中积水应倾倒干净，不得二次加水。
1.2混凝土坍落度、含气量损失大
混凝土坍落度、含气量损失大也是非常棘手的`问题，如果处理不当，混凝土将无法正常浇注施工，硬化混凝土质量也无法保证。混凝土坍落度、含气量损失大的原因如下：
（1）原材料中粉煤灰吸附性强、水泥C3A含量高、减水剂（含引气剂）保坍保气性能差，粗、细骨料含泥量高。
（2）胶凝材料、骨料温度高，环境温度高，使混凝土中水分蒸发加大加快，从而导致混凝土坍落度、含气量损失大。
（3）施工组织不当，混凝土运输及浇注等待时间过长也是导致混凝土坍落度、含气量损失大的重要原因之一。
预防及处理措施：
（1）避免使用磨细粉煤灰及高C3A含量水泥，减水剂保坍保气性能应满足工程需求，粗、细骨料含泥量应符合标准要求。当胶凝材料、骨料性能难以改变时，应匹配合适的减水剂。并根据原材料性能、混凝土运距、浇注方式、环境气候条件等设计适宜的混凝土配合比，室内配合比设计相关试验指标必须符合设计要求。
（2）高温季节做好胶凝材料储备，避免使用高温胶凝材料，对粗、细骨料洒水降温处理，使用低温地下水，错开高温时段施工。
（3）强化施工组织，混凝土拌合站与浇注现场应加强沟通协调，杜绝混凝土运输及等待浇注时间过长。
（4）未雨绸缪，混凝土在搅拌站拌合生产时，根据实际情况（运距、气温、浇注时长等）将混凝土坍落度较设计增大5%-10%，可通过增加减水剂掺量解决。
（5）一旦混凝土出现坍落度、含气量损失过大，无法满足浇注施工，而废弃处理成本损失又较大时，可采取如下处理措施：①在现场混凝土入泵口（泵送设备搅拌锅中）采用雾化装置均匀加入0.1%-0.2%减水剂，严禁加水。②将混凝土运回搅拌站，按照理论配合比相同的掺合料掺量、水胶比二次加入混凝土车中剩余混凝土浆体总量3%-5%的浆体，加入浆体的同时应高速搅拌罐车直至混凝土均匀。如还不能满足要求，再加入0.1%-0.2%减水剂。③对二次处理后的混凝土浇注部位，应做好详细记录，并增加检查试件数量，及时对混凝土实体质量进行验证。
实践证明，混凝土二次处理中，增加5%的胶凝材料浆体和0.2%的减水剂掺量对混凝土实体质量影响较小。
1.3混凝土含气量不符合要求
因结构耐久性要求，《铁路混凝土工程施工质量验收标准》TB10424-2010对混凝土含气量做了明确的规定，见表1。
在施工现场混凝土含气量不符合要求的也屡见不鲜，但大多数人都没有引起足够重视，更谈不上如何去应对处理。实际上含气量是混凝土拌合物性能中重要指标之一，其对混凝土的浇注、力学、耐久及长期性影响较大，如处理不当会留下质量隐患。
混凝土含气量不符合要求的原因分析如下：
（1）粉煤灰质量波动大，玻璃珠颗粒数量及形态变化都可导致含气量的变化。水泥质量波动大，引气剂质量差，减水剂与胶凝材料适应性差。
（2）粗、细骨料含泥量、粉尘含量高，颗粒级配变化大。
（3）混凝土拌合物坍落度控制不严，与设计范围值偏差过大。
预防及处理措施：
（1）对重要结构如梁体、轨道板等混凝土正式生产前，应采用现场原材料进行试拌，实测混凝土拌合物的含气量及经时损失，不符合要求的应调整外加剂组分。
（2）随时关注粗、细骨料含泥量、粉尘含量及级配变化情况，对变化幅度大的应及时调整混凝土配合比，如增减减水剂掺量等。
（3）严格按设计要求控制混凝土坍落度。
（4）实践证明，实际施工中混凝土含气量低于最低限值1%，梁体、轨道板混凝土含气量在1.5%-5.0%对施工浇注及工程质量影响较小。
1.4混凝土粘稠、内聚力大
混凝土粘稠、内聚力大在施工现场也较常见，其直观症状可通过坍落度试验表征出来，即混凝土铲装困难，坍落度桶提起后混凝土流动缓慢，20s-30s才能静止（正常状态混凝土5s-10s后静止即可量测坍落度及扩展度），并且混凝土可塑性差，呈粘底状。此类混凝土虽然拌合物性能指标符合要求，但其可泵性较差，容易堵管，不易振捣，对工程质量及进度影响较大。
混凝土粘稠、内聚力大的原因有以下几点：
（1）粗、细骨料含泥量、粉尘含量大，使用磨细粉煤灰，减水剂与胶凝材料适应性差。
（2）胶凝材料用量大，砂率大，水胶比低。
（3）混凝土含气量低，坍落度低。
预防及处理措施：
（1）严格控制粗、细骨料含泥量及粉尘含量，尽量不使用磨细粉煤灰，减水剂与胶凝材料应匹配使用。
（2）在满足混凝土性能的基础上，尽量降低胶凝材料用量和水泥用量。混凝土砂率应合理，避免盲目选用低水胶比。
（3）在允许范围内通过调整减水剂来增加混凝土含气量及坍落度，以减轻混凝土粘稠、内聚力大的症状。
（4）调整粗、细骨料的级配比例，降低粒形差颗粒含量。
2个性质量问题及对策
由于结构部位的特殊性，如按常规来控制生产混凝土，其工程实体质量不一定满足要求。下面对隧道初支、二衬拱顶混凝土予以总结。
2.1隧道初支混凝土
现今隧道初支湿喷工艺已普遍推广应用，但其回弹量大、早期强度（特别是1天强度）低、功效低一直困扰着我们，导致很多单位继续使用干喷工艺。分析其原因有以下几方面：
（1）液体速凝剂与减水剂适应性差，混凝土凝结时间长。
（2）混凝土坍落度较大，大部分160mm以上。二次加水现象较多。
（3）配合比设计不当，混凝土细料偏少。
（4）速凝剂用量不准确，风管风压不合适等。
（5）操作工人技术水平不高，喷射角度、距离、顺序把握不当。
预防及处理措施：
（1）避免使用缓凝型减水剂，速凝剂应与减水剂相容性良好。
（2）严格控制混凝土坍落度不宜超过160mm，不得现场二次加水。
（3）设计合理的配合比，混凝土细料（小于5mm颗粒）质量不少于材料总量的55%—60%。添加增强增韧复合型掺合料。
（4）确保喷浆设备正常工作，速凝剂计量、风管风压等满足要求。
（5）使用熟练操作工人并及时总结改进。
2.2隧道二衬拱顶混凝土
对已建和在建铁路隧道二衬无损检测质量统计发现，有近30%隧道二衬拱顶出现混凝土不密实、脱空等质量缺陷，给隧道缺陷整治和交验带来了不少麻烦。究其原因，有施工工艺方面，也有混凝土质量方面的。对于混凝土质量方面的有以下几点：
（1）在拱顶混凝土灌注过程中，盲目加大混凝土坍落度，导致混凝土匀质性变差，浆体流失，混凝土收缩变形大。
（2）坍落度偏小，无法满足“冲顶”及混凝土自密实的需求。
（3）“冲顶”时混凝土供应不连续，间隔时间长，没有一气呵成。
（4）混凝土泵车压力不足，泵送困难。
预防及处理措施：
（1）在二衬“冲顶”时，宜适当调整混凝土施工配合比，增加1%-2%砂率，必要时增加3%-5%的胶凝材料，增加坍落度10mm-20mm，使混凝土匀质性及自密实性能良好。
（2）搅拌站混凝土生产供应应连续，避免“冲顶”时出现断料现象。
（3）确保混凝土泵车等设备正常工作。
2.3路基边坡防护骨架混凝土
路基边坡防护骨架混凝土施工质量控制一直是个薄弱环节，有不少混凝土存在裂纹、蜂窝麻面、不密实甚至空洞等质量缺陷。原因有两方面，一是管理及施工人员思想意识上没有引起重视，没有把边坡防护当作主体工程来施工。二是施工工艺存在一些问题。关于施工工艺方面的有以下问题：
（1）混凝土坍落度偏大，导致混凝土在振动力的作用下易溜坍，不易定型。
（2）没有分层浇注或层厚偏大。
（3）模板安装质量不符合要求，接缝不严实。
（4）基底处理不到位，混凝土由于基底不密实而产生沉降裂纹。
预防及处理措施：
（1）提高管理及施工人员的质量意识，要形成铁路工程没有主体与附属之分的理念。
（2）严格控制混凝土拌合物质量，坍落度不宜大于140mm，初凝时间不宜大于4h。
（3）混凝土层厚不宜大于15cm，由下至上分层循环浇注。
（4）确保模板安装质量满足要求，接缝应严实。
（5）处理好基底，不得有虚碴层，保证其密实。
3结语
混凝土质量问题特别是拌合物性能问题，一直是施工现场需要面对和及时解决的。而影响混凝土拌合物性能的因素很多，也很复杂，有原材料、配合比方面的，也有施工工艺控制和试验检测及施工技术管理方面的，广大工程技术人员应不断学习总结，努力提高现场解决问题和保证工程质量的能力。
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