廖春林
(绵阳职业技术学院,四川 绵阳 621000)
随着我国城镇化的发展,建筑行业也得到了飞速发展。当前装配式建筑结构基于其绿色、环保性能得到了应用。装配式混凝土结构是以混凝土为主要材料、以预制构件为主要受力构件,经装配连接以及现浇而成的建筑结构。装配式混凝土结构具有绿色、环保、成本低等特点,是当前实现可持续发展的要求。但是当前在建筑行业的板、梁、柱等构件为主的装配式混凝土结构非常之少,没有得到全面的应用。在一些城市的政府职能部门更是要求坚向受力构件(即框架柱、剪力墙)不得采用装配。装配式建筑的推行进程如此困难,归其原因主要是相应的施工工法尚不完善,配套的管理控制、质量控制、检测体系尚不健全,没有办法实现有效的监督管理,从而会对建筑结构的质量造成影响。因此,提高对装配式建筑的质量检测水平,让人们让可装配式建筑及其质量控制是迫在眉睫的事情。本论文主要是从材料检测、构件检测和及连接检测三大方面来对装配式混凝土结构的质量检测进行分析。
装配式建筑结构的材料检测主要包括进场前预制构件中的混凝土和的钢筋、现场施工的后浇混凝土和钢筋以及连接材料的检测。材料检测方法应符合相应的检测技术标准或施工质量验收规范程。
装配式混凝土结构的构件检测应包括预制构件进场和安装施工后的缺陷、尺寸偏差与变形、结构性能等方面的内容。构件的外观缺陷检测主要是采用钢尺或卷尺进行测量,当委托方有要求时,可采用剔凿、成孔或超声法进行检测。
装配式混凝土结构采用大量的叠合构件,如混凝土叠合楼板、叠合梁、叠合剪力墙等。混凝土叠合楼板和叠合梁的现浇部分一般同时施工,如果预制板面清理不干净,或浇筑混凝土时振捣不充分,容易造成叠合面上形成后浇混凝土内部空洞、界面间裂缝以及新旧混凝土结合不牢而引起脱空等缺陷,对叠合构件力性能产生不利影响。
混凝土叠合板式构件结合面的缺陷检测宜采用具有多探头阵列的超声断层扫描设备进行检测,也可采用冲击回波仪进行检测。姚利君等人通过采用不同直径的塑料管、不同厚度的玻璃纸隔片以及浮土来分别模拟后浇混凝土内部孔洞、结合面间的裂缝以及新旧混凝土粘结不牢引起的脱空,并考虑钢筋对缺陷遮盖作用,部分缺陷设置在钢筋正下方。试验仪器采用相控阵超声成像检测仪Pundit250Array超声像扫描仅,该仪器8通道超声多脉冲回波,1个通道发送,其余通道接收回波,每个通道轮流发送。
研究表明,相控阵超声成像法可实现单面区域平测连续扫描,能够检测新旧混凝土结合面上孔洞、脱空、浮土等缺陷,并对缺陷进行成像;对于孔洞类缺陷,当礼洞直径不小于5mm时,相控阵超声成像法能准确判断出缺陷的位置和分布范围,但当孔洞直径小于5mm时,仪器可能会出现漏检情况:对于叠合面存在范围较大的脱空或浮土时,采用相控阵超声成像法也可以较为准确地判别。
对于构件的连接质量检测主要是对于套筒灌浆连接的检测,这是质量控制的核心环节。
在建筑工程施工的不同阶段对于套筒灌浆质量检测主要有X射线工业CT法、预埋钢丝拉拔法、预埋传感器法、X射线法等。X射线法工业CT技术可以实现钢筋套筒灌浆质量的有效检测,但由于检测设备过于庞大且放射性非常高,无法实现工程现场的检测,仅能用于灌浆套筒平行试件在试验室内的检测。预埋钢丝拉拔法是指灌浆前在套筒出浆口预埋高强钢丝,待灌浆料凝固一定时间后,对预理钢丝进行拉拔,通过拉拔荷载值判断灌浆饱满程度,预理钢丝拉拔法操作简单,所采用的高强钢丝可重复使用。但只能定性地分析缺陷情况,不能定量分析套筒灌浆连接的饱满性和密实程度,预埋传感器法是指利用震动衰减减原理,把感应装置放在被测对象的浆料内部,即利用嵌入灌浆内部的感应装置来感应灌浆料回流的一种检测方法。预埋传感器法的传感器在特定激励信号驱动下产生一定频率的振动,该振动受到摩擦和介质阻力而使振幅随时间逐渐衰减。因为传感器周围介质特征与其衰减规律直接相关,当传感器周围介质为空气、流体灌浆料、固化灌浆料时,其阻尼系数依次增大,相应振幅的衰减不断增加。这种检测方法具有操作简便、高效等优点,但是由于灌浆套筒自身条件的限制,如套筒内部尺寸限制、嵌入式感应装置价格昂贵等,目前这种方法也是只能定性分析筒内灌浆料回流等缺陷情况,不能定量分析浆料的密实程度。X射线法能够测到套筒内部全貌,但在现有条件下检测得到的图像清晰度不高,因此这种方法的使用范围有限。
超声波法的检测原理:超声波在不同介质下的传播速度不一样,从而来对介质内是否存在缺陷进行有效的反映。聂东来等人设计钢筋套筒灌浆有无缺陷作为对比试验,验证得到超声波在灌浆料密实的钢筋套筒内和灌浆料脱空的钢筋套筒内的两种传播路径,这是利用超声波法进行质量缺陷检测的基础。试验表明套筒内灌浆无缺陷的表现为:超声波传播速度快、幅值低。这是因为当钢筋套筒内部灌浆料处于脱空状态,超声波沿着钢筋套筒外壁传播,其速度小于沿径向传播速度,但相差不大。而套筒内的灌浆料对于超声波来说相当于一种类同高频滤波器的介质,因此超声波 其中传播幅值会降低。这种检测方法的缺点是对同一结构构件进行检测时无法准确判断构件内哪根钢筋套筒内灌浆料具有脱空缺陷,需要进一步深入研究。
装配式建筑结构的发展是一个不可避免的主流趋势,而由于人为、环境、施工等因素的影响,装配式结构的施工质量受到定的影响,因此必须加强对装配式混凝结构的质量检测。
(1)装配式建筑的材料检测包括预制构件中的材料,现场施工的后浇混凝土和钢筋以及连接材料,检测方法应符合相应的检测技术标准。
(2)构件检测应包括外观测种内部和测外检用采用钢尺或卷尺测量,内部缺陷检测采用超声法,冲击回波法和电磁波等非破损检测方法。本文列举了相控阵超声成像法检测装配式混凝土叠合构件内部缺陷的方法。
(3)装配式建筑质量控制的关键是连接质量。现有装配式建筑竖向钢筋连接主要采用灌浆套筒连接,检测方法 可采用X射线工业CT法、预埋钢丝拉拔法、预埋传感器法、X射线法等。本文重点讨论了超声波法检测灌浆套筒连接质量的可行性。