水利工程施工现场的干硬混凝土检测技术研究

水利工程施工现场的干硬混凝土检测技术研究

邢乐

昌吉州同洲工程试验检测有限责任公司 新疆 昌吉 831100

摘要：干硬混凝土是水利工程中的重要建筑材料，因其应用时间不长，故其检测工艺尚不够完善。针对干硬混凝土的有效检测方法展开研究，提出基于针贯入法和拉脱法的混凝土检测方法。结果显示，对于强度在C30及以下的干硬混凝土，针贯入法的平均误差为10.3%，拉脱法的平均误差为13.5%，表明在实际检测中，针贯入法的拟合精度好于拉脱法。研究成果可为干硬混凝土的检测工艺提供参考与借鉴。

关键词：水利工程；干硬混凝土；材料检测

引言

在建筑工程质量检测中，混凝土检测是其中的重要一环。目前使用最多的混凝土检测技术主要有回弹技术、钻芯法技术、超声波技术以及综合化技术。利用这些技术，可以有效地对混凝土内部的结构构造、应力大小以及抗压强度等进行全面细致的检测。

1概述

干硬性混凝土是目前受到建筑工程领域关注的一种新型材料，它具有收缩性高、低温耐受性好以及早期强度高的优点。此外，其生产效率较高，非常适合批量生产，并应用于建筑工程中。为此，许多学者和研究人员对干硬混凝土进行了研究。针对干硬混凝土的性能展开室内实验，研究了尼龙纤维的加入比例对干硬混凝土抗压、抗折及抗裂能力的影响，结果显示在干硬混凝土中掺杂1.5%的尼龙纤维能够有效提升干硬混凝土性能，同时尼龙纤维的加入对建筑工程的成本以及生态保护也有积极意义。

2水利施工现场的干硬混凝土检测方法设计

2.1试验设计及仪器选择

干硬混凝土在水利施工中的材料性质和表现受到材料的组成和配比等因素的影响，这些因素的改变会导致干硬混凝土的抗压强度等性质随之改变。此外，干硬混凝土在水利施工现场的运输、铺设以及建设完成后的长时间使用中，可能出现老化和损坏的问题。为了保证所提出的检测方法对不同强度及种类的干硬性混凝土的适用性，需采用不同配合比的干硬混凝土材料进行试验。

2.2试验方法

首先对干硬混凝土试件的抗压能力进行测试。将干硬混凝土预制块放入18℃～22℃、相对湿度90%以上的标准养护环境下，然后在抗压试验48h前取出试件。使用工程钻机钻取预制块，并利用岩石芯样切割机和岩石双端面磨平机来磨制钻取出的芯样。磨制成的试件表面不能有裂缝，且无空洞和断层；芯样端面与其轴中心线的垂直度偏差不能大于１，芯样高径比应在0.98～1.02。将制作出的芯样试件放在15℃～25℃的清水中浸泡48ｈ，取出后立刻进行试验操作。对于抗压强度等级小于等于C25的试件，加载速度为0.3～0.5MPa／s；对于抗压强度等级在C25以上的试件，加载速度为0.5～0.7MPa／s。加压至试件被破坏后，试件的破坏极限荷载数据被用于评估干硬混凝土试件的抗压能力。混凝土试件的抗压能力是芯样试件在抗压试验中所能承受的最大压力与抗压截面面积的比值，该比值被称为混凝土抗压强度值。

采用针贯入法对干硬混凝土试件进行测试。首先提前48ｈ取出不同龄期的预制块，并将其放在15℃～25℃的清水中浸泡48ｈ。不同龄期应包括3、7、14４、28、60、90、180及360d。为防止贯入过程中试件位移导致材料作废，应使用紧固扣件将试件固定于试验平台上。然后在预制块上放置测点。测点共６个，其中3个用于针贯入法测试，其他3个用于拉脱法测试。完成设置后，还需进一步确认测试范围内的干硬混凝土表面不能有明显的不密实区，且检测面应尽量平整。准备工作完成后，按照固定程序进行针贯入式混凝土强度检测。使用贯入式检测仪将测钉插入贯入杆底座，保证钉尖向外。然后安装加力杠杆和挂钩，并将测钉贯入试件选定位置的混凝土中。贯入完成后，将测钉拔出，并用吹风器清洁贯入孔中的粉尘。

完成针贯入法试验后，使用同一干硬混凝土试件进行拉脱法试验。利用同一干硬混凝土可以节省材料，并减少预制块的制备成本。将预制块固定于试验平台后，设置预制块的成型方向与平台平行。将钻芯机固定平稳，并使用专用的金刚石钻磨头钳制深度44mm拉脱试件。此时钻磨头应垂直于试件表面，并在过程中用冷却水均匀进钻。钳制完成后，需要将试件外部的泥浆洗净。得到处理完毕的试件后，将拉脱仪清零，并以135～255N／s的速度均匀加荷。

3基于实际水利工程项目的干硬混凝土检测结果

检测的水利工程项目是广州实验中学项目第三方检测的水利相关部分。由于该学校所在地形较为特殊，因此水道的建设对该施工项目来说是较为重要的。首先对试验数据的有效性进行分析。各组混凝土试件的无效数据分布较为均匀，不表现出明显的变化趋势。各组的无效数据数量在2～5个，无效测点数量与干硬混凝土的材料强度间没有明显相关性。与拉脱法试验不同，针贯入法的无效数据表现出明显的趋势性，而且无效数据数量随材料强度的增加而增加。处理C40的干硬混凝土时，无效测点的数量达到20个，占试验数据总数的4.6％。这是因为所采用的针贯入仪的贯入力较小，对于硬度较高的材料可能表现出较高的失败率。总体来说，两个试验的有效数据量都足以支持进一步的分析。下面进行试验结果的准确性分析，先计算抗压试验结果与干硬混凝土检测结果的相关性，为拉脱应力的抗压强度计算结果；在两种检测方式下，抗压强度与检测方式之间都表现出明显的相关性。其中，抗压强度对于拉脱应力的相关系数为0.882，对于贯入深度的相关系数为0.845。超过0.8的相关系数表明，试验所使用的检测方式是具有合理性的。此外，观察抗压强度对于贯入深度的相关性能够发现，当抗压强度大于35MPa时，散点的线性相关性明显低于抗压强度小于35MPa时的散点。由于强度等级C35以上与C35以下所使用的水泥标号不同，因此可以假设测试结果的准确性会受到水泥标号的影响。为进一步验证该假设，测试不同标号水泥的干硬混凝土抗压强度对于贯入深度的相关性。为强度等级小于C30、水泥标号小于P.O.52.5的干硬混凝土检测结果；为强度等级在C30以上的干硬混凝土检测结果。通过对比能够发现，干硬混凝土的抗压强度与贯入深度表现出极强的相关性，拟合出的相关系数为0.951，超过0.9；该结果进一步验证了假设，可以确认基于贯入仪的抗压强度测试的适用范围是强度等级小于等于C30、水泥标号在P.0．52.5以下的干硬混凝土。当干硬混凝土试件的材料超出该使用范围时，贯入试验的结果精度则无法满足要求，因此不能表现出试件的真实内部强度。

4  结束语

虽然提出的检测方法能够以较低的误差检测干硬混凝土，但试验结果显示，该方法对于强度在C30以上的干硬混凝土无法获得有效的结果。在今后研究中，还需针对强度高于C30的干硬混凝土展开试验，以寻求有效的检测方法。

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