鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)物材料性能檢測(cè)評(píng)定方法

李傳明 潘合祺 劉智儒 · 2009-01-22 00:00 留言
  摘 要:文中詳細(xì)介紹了鋼筋混凝土材料性能檢測(cè)方法,依據(jù)檢測(cè)結(jié)果綜合評(píng)價(jià)鋼筋混凝土的使用質(zhì)量,為混凝土結(jié)構(gòu)物的養(yǎng)護(hù)管理,維修加固提供參考。

  關(guān)鍵詞:鋼筋混凝土:材料性能檢測(cè):養(yǎng)護(hù)管理。
  
  1、工程概況
  
  國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速增長(zhǎng),促進(jìn)了我國(guó)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)突飛猛進(jìn)地發(fā)展,各種以鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)為主的建筑物應(yīng)運(yùn)而生,水利大壩、港口碼頭、橋梁被順利建成使用。這些鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)在使用的過(guò)程飽受海水、日照、風(fēng)雨侵蝕和各種荷載的反復(fù)作用,其強(qiáng)度和質(zhì)量會(huì)受到很大的影響,為保證其使用安全,需要對(duì)鋼筋混凝土各種材料進(jìn)行檢測(cè),檢驗(yàn)材料各種性能,加強(qiáng)對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)物病害的預(yù)防,提高其使用質(zhì)量?,F(xiàn)以鋼筋混凝土剛架拱橋?yàn)槔?,詳?xì)介紹各種材料檢測(cè)評(píng)定方法。

  珠巖河剛架拱橋位于國(guó)道204線(xiàn)煙臺(tái)市福山區(qū)境內(nèi),橋梁全長(zhǎng)187.771米。上部構(gòu)造為8孔20米的鋼筋混凝土剛架拱橋,設(shè)計(jì)矢跨比f(wàn)/l=1/6。橋面寬度為凈32.0+2×1.25米人行道板。橋跨結(jié)構(gòu)橫向設(shè)14片剛架拱片(含先后兩次加寬改造的拱片),籍以15道橫隔板和12道少筋微彎板以及10cm鋼筋混凝土橋面鋪裝連接而成,拱片中心間距為2.5625米。橋墩為單排10根直徑為1.2米鉆孔灌注樁,梯型蓋梁,群樁基礎(chǔ)組合橋臺(tái)。設(shè)計(jì)荷載為汽-超020、掛-120級(jí)。該橋建成通車(chē)后,分別于1986年和1998年兩次加寬。其橋梁一孔側(cè)面示意圖如下[1]:
  
  
  2、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)材料性能檢測(cè)評(píng)定
  
  根據(jù)對(duì)鋼筋混凝土整體結(jié)構(gòu)檢查的情況,本次檢測(cè)選取重?fù)p區(qū)1#孔、3#孔作為特檢孔,測(cè)區(qū)選定情況如下表所示,在每個(gè)檢測(cè)區(qū)域同時(shí)檢測(cè)項(xiàng)目有:混凝土強(qiáng)度、鋼筋銹蝕、混凝土電阻率、鋼筋保護(hù)層厚度、混凝土碳化深度和混凝土內(nèi)氯離子含量。

  材料性能檢查測(cè)區(qū)選定表1
  
  2.1混凝土強(qiáng)度檢測(cè)

  混凝土強(qiáng)度采用超聲回彈綜合法檢測(cè),參照《超聲-回彈綜合法檢測(cè)混凝土強(qiáng)度技術(shù)規(guī)程》執(zhí)行,測(cè)區(qū)選定情況如上表1所示[2]。根據(jù)測(cè)區(qū)實(shí)測(cè)超聲聲速值和表面回彈值,利用全國(guó)通用測(cè)強(qiáng)曲線(xiàn)推求的各測(cè)區(qū)混凝土的推定強(qiáng)度如下表2。結(jié)合承重構(gòu)件實(shí)測(cè)強(qiáng)度狀況評(píng)定標(biāo)準(zhǔn),當(dāng)推定強(qiáng)度勻質(zhì)系數(shù)Kbt =Rit/R≥0.90且平均強(qiáng)度勻質(zhì)系數(shù)Kbm =Rim/R≥1.00時(shí),可知混凝土強(qiáng)度狀況良好,強(qiáng)度等級(jí)滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求,強(qiáng)度評(píng)定標(biāo)度值為1。(見(jiàn)表2)

  2.2鋼筋銹蝕程度評(píng)定

  鋼筋銹蝕的檢測(cè)是一種綜合評(píng)定的方法,本次檢測(cè)主要應(yīng)用半電池電位法對(duì)鋼筋的銹蝕電位狀況和四電極

  法對(duì)混凝土電阻率綜合進(jìn)行評(píng)定。通過(guò)對(duì)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)物的詳細(xì)檢查,選擇1#孔的9#、11#拱片和3#孔的2#、3#拱片分別在跨中和3#拱片煙臺(tái)端拱腿位置布設(shè)測(cè)區(qū),實(shí)測(cè)的鋼筋銹蝕電位值,混凝土電阻率值。
 ?。ㄒ?jiàn)表3和表4)
  
[Page]
  由表2、表3、表4可知,橋梁各部位鋼筋銹蝕電位較低,基本在0~-100mv之間,由鋼筋銹蝕損傷的評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)可知,當(dāng)電位水平在0~200(mV)時(shí),判斷鋼筋處于無(wú)銹蝕活動(dòng)狀態(tài)?;炷岭娮杪手狄话阍?5~30KΩ·cm之間,可能誘發(fā)銹蝕的速度較慢[3]。所以說(shuō),現(xiàn)有結(jié)構(gòu)內(nèi)部鋼筋處于較好的無(wú)銹蝕狀態(tài),且鋼筋銹蝕產(chǎn)生的幾率及發(fā)展的速率均較小,鋼筋銹蝕及混凝土電阻率的評(píng)定標(biāo)度為1。

  2.3鋼筋分布及保護(hù)層狀況評(píng)定

  實(shí)測(cè)的鋼筋分布情況與原設(shè)計(jì)圖紙基本相一致,保護(hù)層測(cè)試結(jié)果如下表所示?;炷帘Wo(hù)層厚度對(duì)結(jié)構(gòu)鋼筋耐久性的影響評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)可知,當(dāng)Dne/ Dnd在0.85~0.95時(shí),混凝土保護(hù)層厚度對(duì)結(jié)構(gòu)鋼筋耐久性有輕度影響[4]。實(shí)測(cè)值為0.87,所以混凝土保護(hù)層厚度對(duì)結(jié)構(gòu)鋼筋耐久性有輕度影響。混凝土保護(hù)層評(píng)定標(biāo)度為2。 (見(jiàn)表5)

  2.4混凝土的碳化狀態(tài)評(píng)定

  在時(shí)間一定的條件下,混凝土的碳化深度與其強(qiáng)度有近似的直線(xiàn)關(guān)系,強(qiáng)度越低,相同條件下碳化速度越快?;炷恋奶蓟疃仍酱?,保護(hù)鋼筋不產(chǎn)生銹蝕的能力就越低[1]?;炷撂蓟疃葘?duì)鋼筋銹蝕影響的評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)為實(shí)測(cè)碳化深度/保護(hù)層厚度比值均小于1時(shí),其評(píng)判標(biāo)度為1。實(shí)測(cè)的碳化深度結(jié)果可以看出,混凝土碳化深度值全部小于鋼筋的混凝土保護(hù)層厚度,說(shuō)明混凝土的碳化尚未對(duì)鋼筋的銹蝕造成不利影響,其評(píng)判標(biāo)度為1。
  
  2.5混凝土中氯離子含量評(píng)定

  混凝土中所含的氯化物能降低混凝土強(qiáng)度、破壞鋼筋表層的鈍化膜,加速鋼筋銹蝕并容易產(chǎn)生坑蝕[4]。當(dāng)混凝土中氯離子含量較高和碳化深度達(dá)到或超過(guò)鋼筋保護(hù)層位置時(shí)內(nèi)部鋼筋銹蝕的可能性及速率均較高。氯離子含量對(duì)鋼筋銹蝕影響程度的評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)為當(dāng)氯離子含量(占水泥含量的百分比)0.15~0.4時(shí),誘發(fā)鋼筋銹蝕的可能性不確定。實(shí)測(cè)混凝土中氯離子含量較低均小于水泥含量的0.4%,且碳化深度小于平均保護(hù)層厚度,因此,可以判定結(jié)構(gòu)內(nèi)鋼筋現(xiàn)有條件下產(chǎn)生銹蝕的可能性和銹蝕速率均較低,其評(píng)定標(biāo)度為2[1]。
  
  3質(zhì)量檢測(cè)結(jié)論
  
  通過(guò)對(duì)珠巖河鋼筋混凝土橋梁材料的全面檢查和性能檢測(cè),經(jīng)過(guò)分析匯總可以得出以下結(jié)論:

  主要構(gòu)件混凝土強(qiáng)度滿(mǎn)足原設(shè)計(jì)要求,混凝土內(nèi)部鋼筋處于無(wú)銹蝕活動(dòng)的工作狀態(tài),誘發(fā)鋼筋產(chǎn)生銹蝕的速度較慢,結(jié)構(gòu)的材料性能較好。
  
  參考文獻(xiàn):
  [1]生墨海:珠巖河剛架拱橋檢測(cè)報(bào)告[R].2003。

 ?。?]張俊平主編:橋梁檢測(cè)[M].北京:人民交通出版社,2002。

 ?。?]胡大琳主編:橋涵工程試驗(yàn)檢測(cè)技術(shù)[M].北京:人民交通出版社,2002。

 ?。?]王國(guó)鼎、袁海慶、陳開(kāi)利編著:橋梁檢測(cè)與加固[M]北京:人民交通出版社,2003。

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