路桥混凝土强度试验检测技术分析
徐大卫 牛连杰 孔令曦
淄博路源新材料科技有限公司 山东淄博 256100;山东鲁中公路建设有限公司 山东淄博 255086
引言
路桥工程是交通运输网络的关键组成部分,而混凝土是路桥结构中最为广泛应用的建筑材料之一,在承载车辆荷载、抵御自然环境侵蚀等方面发挥着核心作用,其强度决定路桥的整体性能与耐久性。为了确保路桥工程能够在设计年限内安全可靠地服役,对混凝土强度进行精准、科学且全面的试验检测显得尤为重要。
1 常用的混凝土强度检测技术
1.1 无损检测技术
无损检测技术利用声学、电磁学等原理来评估混凝土的强度和内部状况。混凝土强度无损检测技术包括超声波脉冲速度法、回弹法、地质雷达法等。它们能够在不破坏结构的情况下提供有关混凝土质量的信息,因此在工程实践中得到了广泛应用。
1.2 半破损检测技术
半破损检测技术通过对混凝土表面进行轻微破坏来评估其强度。常见的混凝土强度半破损检测技术包括拔球法、拔钉法和钻孔法。这些方法虽然会造成局部损伤,但由于侵入性较小,因而被广泛应用于现场快速评估。
1.3 破损性检测技术
破损性检测技术需要从结构中取出试样,然后在实验室条件下进行压缩或其他形式的力学测试。在路桥工程混凝土强度检测中常用的破损性检测技术包括钻芯法、断裂法等。由于其侵入性较大,通常只在必要时使用,例如当其他非破损技术无法提供足够信息时。
2 路桥工程混凝土强度检测技术的适用条件
2.1 结构类型和部位
对于不同结构类型的路桥工程,如梁桥、拱桥、刚构桥、道路路面等,应根据其结构特点及受力特性选择合适的检测技术。例如,对于梁桥的梁体结构,可采用回弹法、超声回弹综合法进行大面积检测;对于梁端等关键部位或存在质量疑问的部位可采用钻芯法进行验证;对于路面混凝土,由于其厚度相对较薄,不宜采用钻芯法,可优先选用回弹法或超声回弹综合法。
2.2 混凝土强度等级
不同强度等级的混凝土对检测技术有不同的适用性要求。其中回弹法对于强度等级在 C20\~C40 范围内的普通混凝土检测效果较好,但对于高强混凝土(C50 及以上),由于其表面硬度较高,回弹值与强度的相关性较差,检测准确性降低。超声回弹综合法对普通混凝土及部分高强混凝土(C50\~C60)均有一定的适用性,但对于超高强混凝土(C80 及以上)的检测精度仍有待提高。钻芯法可适用于各种强度等级的混凝土,但对于高强混凝土钻取芯样及试验过程中的难度和误差相对较大。
3 路桥混凝土强度试验检测技术
3.1 回弹法
回弹法作为一种常见的无损检测方法,具有操作简单、速度快、精度高等优点。该方法的基本原理是采用回弹仪对混凝土进行回弹,并通过对回弹值与混凝土强度之间的关系进行测试,得出混凝土的抗压强度。回弹法测试时,要注意以下几点:(1)选用适当的弹击锤,保证弹击锤与被测试的混凝土之间有一定的距离。(2)待测试的混凝土表面有不平或有尖角时,必须使用适当的打磨刀具加以打磨。(3)测试时,将试件置于与应力方向相垂直的位置,且回弹仪的中心点与构件的中心点一致。(4)在测试的过程中,构件的表面要保持干净、清洁。
3.2 钻芯法
钻芯法是一种常用的测试方法,其作为一种新型的混凝土结构强度检测技术,在工程实践中得到了广泛应用。在钻芯法使用中,应针对各构件及构造类型,采取适当的抽样方法,按相关标准制造出混凝土试样,再经钻孔取心测试,得出其抗压强度。然而,这种测试方式也有其不足之处,如:受多种因素的影响,难以对其进行综合分析。在使用中,通常都是使用无损检测法进行检测,无损法是指在不破坏混凝土结构内部结构前提下进行检测。无损检测技术的优势在于:一、构件不会产生裂纹和损伤;
二、易于操作,易于理解;三、使用简便、灵活,可对设备进行远距离的实时监测和远程控制;四、该方法对构件大小、横断面形状无明显影响。在具体的测试中,要结合项目的具体情况,选用合适的检测手段。
3.3 超声法
用超声法对混凝土强度进行测试,本质就是充分利用不同介质中超声脉冲的传播速度会有一定的区别,以此来判断混凝土的强度。使用这样的方法可以直观地了解混凝土的强度状况,实际检测过程中需要使用超声仪来获取脉冲信号,再根据信号的振幅反馈时间等信息,了解混凝土的强度孔隙率,从而判断混凝土的强度等级。超声法是一种无损检测技术,使用过程中并不会对混凝土构件造成破坏,能够在保证原有构件结构完整性和安全性的同时,尽量降低检测成本,并且获取准确的检测数值,而且也正是由于超声检测技术并不会对混凝土构件造成破坏,所以在施工环节可以重复使用。
4 提升混凝土强度检测准确性的策略
4.1 制定完善的检测方案
科学、系统的检测方案应当从多维度综合考虑。要深入分析路桥结构的使用环境、构件类型、荷载特点,结合现有技术条件,精准选择适合的检测方法组合。针对不同部位和结构特点,检测方案应当具备灵活性和针对性,如对于承重能力至关重要的关键构件,采用多种检测技术交叉验证的策略。方案设计中还要重点考虑检测的经济性和可操作性,平衡技术精度和实施成本。关键是建立科学的检测参数选取标准,明确各项技术指标的容错范围和评价体系。
4.2 加强检测过程控制
在实际操作中,检测人员要建立全面的质量控制体系,从取样、测试到数据分析的每个环节都予以细致把控。检测前,应对回弹仪、超声波检测仪等专业设备进行严格检定,确保其计量性能符合相关技术规范。定期进行设备维护,及时更换老化零部件,避免因设备故障导致的测量误差。数据采集过程中,要严格执行标准化取样流程,选择具有代表性的检测部位,合理确定检测点数量和分布。温度、湿度等外部因素会显著影响检测结果,因此应尽可能选择稳定的检测环境,必要时进行环境参数修正。针对不同的检测方法,需要制定针对性的操作规程。数据处理阶段,应采用科学的统计方法,合理剔除异常值,准确计算平均值和标准差。
4.3 发展智能化检测技术
在智能化技术迅速发展的背景下,路桥工程混凝土强度检测领域正面临深刻的技术革新。先进的光纤传感技术可实现对混凝土内部应力和结构变化的实时监测,通过嵌入式传感器能够准确捕捉微观裂纹的发展过程。计算机视觉和机器学习算法的引入,使得对检测数据的解析更加精准,能够自动识别潜在的结构缺陷和强度异常。如基于深度学习的图像识别技术快速分析超声波和回弹检测图像,显著提高缺陷识别的准确率。此外,云计算平台为检测数据的存储、共享和分析提供强大支持,使得不同区域、不同项目的检测数据能够进行大规模对比和关联分析。
结束语
混凝土强度试验检测是路桥施工中的一个重要环节,关系到工程的安全性和耐久性。所以,相关工作人员必须要全面了解混凝土强度检测技术的操作要点,结合实际施工状况,选择合适的技术手段,积极引进先进的仪器设备,并健全混凝土强度检测流程,规范检测框架,整合现有的技术要素,为混凝土强度检测工作的顺利推进提供有力支持,进而减少由于强度不足对主体构件产生的威胁,促进交通事业的良性发展。
参考文献
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