回弹法以其简易快捷、方便测量的特点,被众多质检单位用来推定现龄期混凝土抗压强度。回弹法统一测强曲线由回弹平均值和碳化深度值共同作用,碳化深度的测量准确与否,直接影响混凝土的推定强度。碳化边界的选择因此也显得尤为重要。碳化边界选择不正确,极易产生人为误差,造成碳化深度值测量不准确,从而影响混凝土的推定强度,最终带来生产方(施工单位)工程项目质量的风险。本文将通过工程实例对碳化边界的正确选择进行探讨。
《回弹法检测混凝土抗压强度技术规程》JGJ/T23-2001(以下简称《回弹规程》)第4.3.2条规定碳化深度值测量采用浓度为1%的酚酞酒精溶液滴在孔洞内壁的边缘处,当已碳化与未碳化界限清楚时,再用深度测量工具测量已碳化与未碳化混凝土交界面到混凝土表面的垂直距离。
《建筑结构检测技术标准》GB/T50344-2004(以下简称《标准》)中第4.6.8条,测量混凝土中性化(碳化或酸性物质的影响)的深度可用浓度为1%的酚酞酒精溶液(含20%的蒸馏水)测定,将酚酞酒精溶液滴在新暴露的混凝土面上,以混凝土变色与未变色的交接处作为混凝土中性化的界面。
某工程首层一、二层墙柱混凝土强度均为C40,三层—五层为C35,商品混凝土泵送浇筑,未进行装修抹灰,构件表面平整、密实。至我单位对其四层进行检测时为止,混凝土龄期4个月左右。
笔者从该工程四层抽取30%且不少于10个的构件进行回弹,每个构件10个测区,采用如下方法测量碳化深度:用钎子在构件表面均匀的打3个坑儿,每个坑儿尺寸为Φ1.5cm×1.0cm(如右图所示);再吹净浮尘,滴酚酞试液,对其立即变红处与未变色的边界进行不少于3次的深度测量,每次的读数精确至0.5mm,极差不大于2.0mm,取其深度平均值6.0mm为该构件每测区的碳化深度值。回弹法推定混凝土强度过程如下:
检测10个构件,计100个测区。检测批回弹统计结果为:mf■■=20.8MPa, Sf■■=1.50MPa;
置信度为0.9时具有95%保证率的推定区间: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,低于设计要求。
本工程采用钻芯修正回弹,计算如下:
抽取6个芯样,其统计结果为:mf■■=47.6MPa,Sfccu=3.10MPa;
置信度取0.85时的芯样推定区间:取k1=0.82264,k2=0.60253;
Z=(k2+k1)Sfccu=4.4MPa;10个构件的回弹换算抗压强度均值mfccu,e=19.2MPa。
总体修正量Δ=47.6-19.2=28.4MPa。
使用总体修正量Δ修正100个测区后检测批的统计结果为:mfccu=49.2MPa, Sfccu=1.50MPa;
置信度为0.9时具有95%保证率的推定区间: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,符合设计要求。
可是混凝土的颜色变化引起了笔者的注意从而进行了另一项分析研究:本来滴酚酞试液后打坑儿深处立即变红,周围不变色,也即为笔者测量的变色与未变色处,经过1~2分钟后,用钎子打坑儿的混凝土自然脱落面颜色无变化,可钎子压实面的混凝土颜色逐渐由无色转为浅粉色,最浅处达到构件表面。笔者用钉子划过构件表面,深度约0.2mm,吹净浮尘,滴酚酞试液后,不久同样看到浅粉色。笔者在钻取出的混凝土芯样内部和表面分别刮下部分粉末作PH值试验。结果表明,混凝土构件由表面至内部PH值增加,碱性增强。酚酞试液的指示范围为:无色7.4~10.0红色。PH在7.4~10.0之间酚酞试液的颜色不变,当PH到达临界点时酚酞试液的颜色突变。即假如PH值为6.0,酚酞试液为无色,当PH值逐渐增大到10.0时,酚酞试液突然由无色变为红色。笔者将芯样(构件)表面的粉末制成溶液,加入酚酞试液后颜色立即变为红色,不像滴在混凝土上等片刻才变为浅粉色,这或许是颜色在溶液中比在固体上更易观察。所以,只要酚酞遇混凝土"变色",PH值最小为10.0。而当PH值为10.0时,根据碳化机理,混凝土还"未碳化"。笔者据此将现有回弹数据中的混凝土碳化深度值调为0mm(精确至0.5mm),计算如下:
检测10个构件,共计100个测区,检测批的统计结果为:mf■■决=39.1MPa,Sf■■=2.63MPa;
置信度为0.9时具有95%保证率的推定区间: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,符合设计要求。
该工程采用回弹法、钻芯修正回弹、碳化深度调为0mm后的回弹法三种方法推定了现龄期混凝土抗压强度。实践证明:采用将碳化深度值调为0mm后回弹法的结果较真实的反映了工程现龄期混凝土抗压强度,取得了符合设计要求决,接近钻芯法的结果。
笔者通过多个龄期半年内的工程进行验证,发现混凝土被工具所压实面的碳化深度值浅于混凝土自然脱落面的碳化深度值。经过钻芯修正回弹,发现采用浅的碳化深度值提高了回弹法的检测精度。
因此可得结论:《回弹规程》中所书碳化与未碳化混凝土交界面与《标准》中所书混凝土变色与未变色的交接处应为同一边界,即检测时混凝土被工具所压实面滴酚酞试液后无色与浅粉色的交界处。
确定混凝土碳化与未碳化边界是用回弹法确定混凝土抗压强度的一项重要工作,碳化边界选择的不正确必然带来深度测量的不准确,回弹值相同而混凝土碳化深度值偏差±0.5mm,回弹推定强度与真实强度会偏差3%~6%。因此,建议在今后采用回弹法推定混凝土抗压强度时,以混凝土被工具所压实面滴酚酞试液后无色与浅粉色的交界处作为混凝土的碳化边界,这样可以提高回弹法检测精度,提高检测工作的效率。
