鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)物材料性能檢測(cè)評(píng)定方法
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)槔敿?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。
（見(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)：
?。?］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。
［3］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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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)槔敿?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。
（見(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)：
?。?］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。
［3］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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