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閱讀 5150 次回彈法測(cè)強(qiáng)中碳化深度值探討

摘要：本文針對(duì)在工程實(shí)踐中，經(jīng)常發(fā)現(xiàn)早期的混凝土出現(xiàn)較大的碳化深度，致使砼強(qiáng)度換算值偏低的情況，結(jié)合某工程實(shí)例，用回彈法對(duì)砼作隨機(jī)抽查，進(jìn)行碳化深度值的實(shí)測(cè)與探討分析，提出實(shí)測(cè)到的“碳化”深度應(yīng)按現(xiàn)場(chǎng)的具體情況，綜合考慮各種因素，來(lái)判斷真正意義的碳化，并加以取舍，以取得砼強(qiáng)度的真實(shí)值。...

回彈法測(cè)強(qiáng)中碳化深度值探討

薛國(guó)輝

(陜西航天建筑工程檢測(cè)中心710021 西安)

現(xiàn)行中國(guó)人民共和國(guó)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JGJ／T23--2001《回彈法檢測(cè)混凝土抗壓強(qiáng)度技術(shù)規(guī)程》(以下簡(jiǎn)稱《規(guī)程》)建立的測(cè)強(qiáng)曲線是基于回彈值與碳化深度求得混凝土強(qiáng)度換算值，在工程實(shí)踐中，經(jīng)常發(fā)現(xiàn)早期的混凝土出現(xiàn)較大的碳化深度的情況，從而使混凝土的強(qiáng)度換算值偏低，而根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，由于混凝土的碳化是一個(gè)緩慢的過(guò)程，早期混凝土不應(yīng)該有較大的碳化深度，為了弄清楚這個(gè)問(wèn)題，我們對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的混凝土進(jìn)行了隨機(jī)抽查，現(xiàn)就這個(gè)問(wèn)題分析如下。

1、影響“碳化”深度值的幾個(gè)原因

碳化深度值的測(cè)量原理，是根據(jù)水泥水化的產(chǎn)物Ca(OH)2：呈堿性，酚酞溶液遇堿變紅色，而Ca(OH)2與空氣中的C02發(fā)生中和反應(yīng)，生成中性的CaC03，使混凝土不再呈堿性，酚酞遇之不再變紅色，而凡是不變紅色的部分，均認(rèn)為已被碳化，碳化過(guò)的混凝土由于有CaC03的影響，表面硬度偏高，因此需要按照測(cè)強(qiáng)曲線加以換算。

根據(jù)以上原理，可以分析出導(dǎo)致所測(cè)得的“碳化”深度值偏大的幾個(gè)可能的原因。

(1)確實(shí)已被碳化。

(2)水泥水化生成Ca(OH)2，混凝土表面如果接觸其它的酸性物質(zhì)，則可能使混凝土呈中性或弱酸性，酚酞遇之也不變色。

(3)如果混凝土早期失水過(guò)多，水化不充分，沒(méi)有生成足夠的Ca(OH)2酚酞遇之不變色。

由此看來(lái)，《規(guī)程》4.3所述的測(cè)量碳化深度的方法，其實(shí)是測(cè)量了混凝土表面表現(xiàn)為非堿性的混凝土層的厚度，為了敘述的方便，下文將其姑且稱作“非堿性層”。

2、工程實(shí)例

某工程為四層框架結(jié)構(gòu)，框架柱混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)C40，配合比為：秦嶺P032.5R水泥400k9，中砂632k9，1—3卵石ll23k9，Ⅱ級(jí)粉煤灰80k9，泵送劑8k9，水l63k9，水膠比0.34，坍落度l40mm，現(xiàn)場(chǎng)采用自動(dòng)計(jì)量配料、泵送。2004年4月3日至5月23日施工，5月初我們對(duì)一層柱進(jìn)行了大面積回彈，表現(xiàn)為較高的回彈值、較大的非堿性層厚度和偏低的強(qiáng)度換算值，數(shù)值見(jiàn)表l。針對(duì)回彈的具體情況，現(xiàn)場(chǎng)采取了積極的保濕養(yǎng)護(hù)措施，所有框架柱均采用塑料布圍裹并灌水，并派專人巡查，此時(shí)一層框架柱齡期31d，采用上述措施繼續(xù)養(yǎng)護(hù)l4d；二層框架柱齡期l9d，采用上述措施繼續(xù)養(yǎng)護(hù)14d，三、四層框架柱拆模后隨即采用上述方法養(yǎng)護(hù)l4d。整個(gè)養(yǎng)護(hù)期間目測(cè)框架柱表面濕潤(rùn)。

我們于7月19日對(duì)一至四層框架柱又進(jìn)行了大面積回彈，結(jié)果顯示一層柱沒(méi)有明顯變化，二層框架柱優(yōu)于一層，三至四層柱有比較理想的回彈值、較小的非堿性層厚度和理想的強(qiáng)度換算值，數(shù)值見(jiàn)表2。

分析認(rèn)為，一層柱由于早期養(yǎng)護(hù)稍差，盡管后來(lái)采取措施加以補(bǔ)救，但非堿性層厚度較大的狀況不能改變，二層柱l9d以后開(kāi)始保濕養(yǎng)護(hù)，情況雖有好轉(zhuǎn)，但仍不理想，三至四層柱由于養(yǎng)護(hù)及時(shí)到位，情況就很理想。為了真實(shí)地反映一層框架柱的強(qiáng)度，我們隨機(jī)選取幾根框架柱，將其表面非堿性層約3mm打磨掉，再行回彈，數(shù)值見(jiàn)表3，經(jīng)比較，與三至四層柱的數(shù)值很接近，甚至更優(yōu)。

3、原因分析

那么，究竟是什么原因使得混凝土表面的非堿性層厚度偏大呢?從以上的情況可以看出，在相同的配合比，幾乎相同的施工條件下，出現(xiàn)的這種差異，最有可能是因?yàn)轲B(yǎng)護(hù)條件不同造成的，對(duì)于第一部分中提到的三種可能的原因，我們逐一分析。

(1)確實(shí)已被碳化，這種可能性可以排除，將表1與表2進(jìn)行比較，兩者回彈值接近，說(shuō)明表面硬度接近，應(yīng)該具有相同的碳化程度，而表2反映的三至四層的框架柱由于養(yǎng)護(hù)及時(shí)到位，碳化很少。

(2)水化生成Ca(OH)2，混凝土表面如果接觸其它的酸性物質(zhì)，則可能使混凝土呈中性或弱酸性，酚酞遇之也不變色，這種可能性也可以排除，在施工過(guò)程中沒(méi)有任何酸性物質(zhì)。

(3)混凝土早期失水過(guò)多，水化不充分，達(dá)不到指示劑變色所要求的pH值，酚酞遇之不變色。水泥的主要成分硅酸三鈣遇水迅速反應(yīng)后，氫氧化鈣晶體很快出現(xiàn)，在未水化的硅酸三鈣顆粒周圍形成了膠態(tài)水化硅酸鈣，水很難再透進(jìn)去，這就是表2反映的一層框架柱雖經(jīng)補(bǔ)充養(yǎng)護(hù)，表層硬度沒(méi)有明顯變化的原因。由此可見(jiàn)，混凝土的早期養(yǎng)護(hù)非常重要，如果水泥水化因失水受阻，就會(huì)表現(xiàn)為非堿性，而一旦由于早期養(yǎng)護(hù)不及時(shí)造成失水過(guò)多，即使再采取補(bǔ)救措施，也很難使混凝土表面恢復(fù)到正常的弱堿性。

4、結(jié)論

綜上所述，可以得出以下結(jié)論。

(1)對(duì)于《規(guī)程》4.3.2規(guī)定的碳化深度測(cè)量方法，其實(shí)是對(duì)非堿性層深度的測(cè)量，因此，實(shí)際測(cè)量到的“碳化”深度，應(yīng)該根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的具體情況，綜合考慮各方面的因素，來(lái)判斷是否真正意義上的碳化，并加以取舍，必要時(shí)，可以打磨掉混凝土表面的非堿性層，取得混凝土強(qiáng)度的真實(shí)值。

(2)混凝土的早期養(yǎng)護(hù)非常關(guān)鍵，在炎熱或干燥環(huán)境下，直接暴露在空氣中的混凝土失水很快，可能使混凝土失去弱堿性，這對(duì)于鋼筋的保護(hù)也是不利的。

附表l

一層框架柱回彈數(shù)據(jù)(早期養(yǎng)護(hù)稍差)，施工日期2004.4.3，回彈日期2004.5.4，齡期31d。

測(cè)區(qū)編號(hào)	平均回彈值Rm	碳化深度dm(mm)	換算值fccu.i(MPa)	備注
1	41.7	3．O	34.4	《規(guī)程》4.1.6.2條規(guī)
2	39.2	3.0	30.8	定，當(dāng)碳化深度值大
3	39.6	3.0	31.2	于2．Omm時(shí)，可采
4	40.4		32.3	用同條件試件或鉆
5	38.4		31.0	取混凝土芯樣進(jìn)行
6	39.1		30.7	修正。本文僅討混凝
7	40.2		32.0	土表面的非堿性層
8	36.5		27.0	厚度問(wèn)題，并非對(duì)混
9	38.5		30．O	凝土強(qiáng)度作檢驗(yàn)，因
10	40.1	2.5	31.8	此未作修正。
11	38.8	3.0	30.4
12	39.2	3.0	30.8
13	40.5		32.4
14	39.6		31.2
15	39.6		31.2
16	38.9		30.5
17	41.5	3．O	34.0
18	40.5		32.4
19	40.3		32.2
20	40.5		32.4
21	39.5	3.0	31.1
22	39.8		31.4
23	39.1		30.7
24	38.1	3.0	29.4
25	40.1		31.8
26	39.9		31.6
27	41.1		33.4
28	42.1		35．O
29	39.5		31.1
30	39.6	3．O	31.2
		平均3.0

附表2

一至四層框架柱回彈數(shù)據(jù)

1、一層框架柱(施工31d后保濕養(yǎng)護(hù)14d)，施工日期2004.4.3，回彈日期2004.7.19，齡期107d。

測(cè)區(qū)編號(hào)	平均回彈值Rm	碳化深度dm（mm)	換算值fccu.i(MVa)	備注
1	41.3		35.2	《規(guī)程》4.1.6.2條規(guī)
2	41.0		34.8	定，當(dāng)碳化深度值
3	39.5	3．O	32.6	大于2.0mm時(shí)，可
4	39.1		32.0	采用同條件試件或
5	41.7	2.5	35.8	鉆取混凝土芯樣進(jìn)
6	39.4	2.5	32.4	行修正。本文僅討
7	39.6		32.7	混凝土表面的非堿
8	39.6		32.7	性層厚度問(wèn)題，并非
9	38.5		31.0	對(duì)混凝土強(qiáng)度作檢
10	40.3		33.8	驗(yàn)，因此未作修正。
11	40.5		35.6
12	38.8	3．O	31.5
13	39.2		32.1
14	39.6		32.7
15	39.6	3.0	32.7
16	39.9	2.5	33.2
17	41.5		35.6
18	40.5		34.0
19	41.3		35.2
20	39.1		32．O
21	40.1	3．O	33.4
22	42.1	2.0	36.4
23	39.4		32.4
24	39.9	2.5	33.2
25	40.5		34．O
26	39.5		32.6
27	39.8		33.0
28	39.1		32.0
29	39.9		33.2
30	41．O	2.5	34.8
		平均2.5

2、二層框架柱(施工l9d后保濕養(yǎng)護(hù)14d)，施工日期2004.4.15，回彈日期2004.7.19，齡期95d。

測(cè)區(qū)編號(hào)	平均回彈值Rm	碳化深度dm(mm)	換算值fccui(MPa)	泵送修正K(MPa)	修正后值(MPa)	備注
1	41.5		39.0	+0.3	39.3
2	41.6		39.2	+0.3	39.5
3	39.2	1.5	35．O	+1.5	36.5
4	41.8	1.5	39.5	+0.1	39.6
5	39.7	1．O	35.8	+1.2	37.0
6	39.7	1.5	35.8	+1.2	37．O
7	40.4		36.9	+0.9	37.8
8	40.6		39.2	+0.3	39.5
9	39.3		35.2	+1.5	36.7
10	39.7	1.5	35.8	+1.2	37.0
11	40.0		36.2	+1.2	37.4
12	41.5		39.0	+0.3	39.3
13	41.4	1.5	38.7	+0.4	39.1
14	39.2		35．O	+1.5	36.5
15	38.9		34.6	+1.6	36.2
16	39.7		35.8	+1.3	37.1
17	40.6	1.0	37.2	+0.8	38.0
18	39.5		35.5	+1.4	36.9
19	39.4		35.3	+1.4	36.7
20	38.6		34.1	+1.8	35.9
21	42.1	1.5	40.1	+0．O	40.1
22	39.5	1.5	35.5	+1.4	36.9
23	40.5	1.5	36.2	+1.2	37.4
24	39.6		35.6	+1.3	36.9
25	39.1		34.8	+1.6	36.4
26	40.1		36.4	+1.1	37.5
27	40.2		36.5	+1.1	37.6
28	40.1		36.4	+1.1	37.5
29	40.2		36.5	+1.1	37.6
30	41.1		38.2	+0.5	38.7
		平均l．5

3、三層框架柱(脫模后即保濕養(yǎng)護(hù)l4d)，施工日期2004.5.11，回彈日期2004.7.19，齡期69d。

測(cè)區(qū)編號(hào)	平均回彈值Rm	碳化深度dm(mm)	換算值fccui(MPa)	泵送修正K(MPa)	修正后值(MPa)	備注
1	39.5		39.0	+4.5	43.5
2	40.0		39.9	+4.5	44.4
3	41.3		42.5	+3.8	46.3
4	40.2	1	40.3	+4.4	44.7
5	40.4		40.7	+4.3	45.0
6	39.1		38.4	+4.5	42.9
7	41.6	0.5	43.2	+3.5	46.7
8	39．S	1	39．O	+4.5	43.5
9	39.5	0.5	39.0	+4.5	43.5
10	41.3		42.5	+3.8	46.3
11	41.4	0.5	42.7	+3.7	46.4
12	39．O	1	38.2	+4.5	42.7
13	38.7		37.7	+4.5	42.2
14	40.0		39.9	+4.5	44.4
15	40.0		39.9	+4.5	44.4
16	41.0		42．O	+3.9	45.9
17	39．O		38.2	+4.5	42.7
18	40.1		40.1	+4.5	44.6
19	40.0		39.9	+4.5	44.4
20	42.1		44.2	+3.2	47.5
21	39.3		38.6	+4.5	43.1
22	40.3		42.5	+3.7	46.2
23	39.4		38.8	+4.5	43.3
24	39.2		38.5	+4.5	43．O
25	38.4		37.2	+4.5	41.7
26	39.5		39.0	+4.5	43.5
27	40.4	0.5	40.7	+4.3	45.0
28	39.3	0.5	38.6	+4.5	43.1
29	41.2	1	42.3	+3.8	46.1
30	39．O	0.5	38.2	+4.5	42.7
		平均l．5

4、四層框架柱(脫模后即保濕養(yǎng)護(hù)l4d)，施工日期2004．5．22，回彈日期2004．7．19，齡期58d。

測(cè)區(qū)編號(hào)	平均回彈值Rm	碳化深度dm(mm)	換算值fccui(MPa)	泵送修正K(MPa)	修正后值(MPa)	備注
1	41.0		42.0	+3.9	45.9
2	39.2		38.5	+4.5	43.0
3	39.9		39.8	+4.5	44.3
4	39.9	0.5	39.8	+4.5	44.3
5	40.1		40.1	+4.5	44.6
6	39.0		38.2	+4.5	42.7
7	41.3		42.5	+3.8	46.3
8	39.2		38.5	+4.5	43.0
9	39.3	0.5	38.6	+4.5	43.1
10	41．O		42.0	+3.9	45.9
11	41.0	0.5	42.0	+3.9	45.9
12	39．O	1	38.2	+4.5	42.7
13	38.8	0.5	37.9	+4.5	42.4
14	39．O	0.5	38.2	+4.5	42.7
15	39.8		39.6	+4.5	44.1
16	40.0		39.6	+4.5	44.4
17	39.2		38.5	+4.5	43.0
18	40.0		39.9	+4.5	44.4
19	40.0		39.9	+4.5	44.4
20	41.8		43.6	+3.4	47.0
21	39.0		38.2	+4.5	42.7
22	40.0	0.5	39.9	+4.5	44.4
23	39.1		38.4	+4.5	42.9
24	38.9	0.5	39.8	+4.5	44.3
25	38.1	0.5	36.6	+4.5	41.1
26	39.2		38.5	+4.5	43.0
27	40.1		40.1	+4.5	44.6
28	39．O		38.2	+4.5	42.7
29	40.9	1	41.8	+4．O	45.8
30	38.8		37.9	+4.5	42.4
		平均0.5

附表3

一層框架柱混凝土表面打磨約3mm后的回彈數(shù)據(jù)(回彈日期2004．7．19，齡期107d。)

測(cè)區(qū)編號(hào)	平均回彈值Rm	碳化深度dm（mm）	換算值fccui(MPa)	泵送修正K(MPa)	修正后值(MPa)	備注
1	42．O		45.9	+2.7	48.6
2	40.2		42．O	+3.9	45.9
3	41.9		45.6	+2.8	48.4
4	42.9		47.8	+2.2	50．O
5	41.2		44.1	+3.3	47.4
6	39.8		41.2	+4.1	45.3
7	41.2		44.1	+3.3	47.4
8	41.3		44.3	+3.2	47.5
9	41.1		43.9	+3.3	47.2
10	42．O		45.9	+2.7	48.6