浅议结构混凝土强度的几种检测方法

浅议结构混凝土强度的几种检测方法
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张淼徐辉
（河北省民用建筑工程室内环境质量监督检验站，河北石家庄050000）

      ［摘要］ 对混凝土强度的几种检测方法进行了比较，提出了各种方法的优缺点，得出了各种方法的适用范围，以期选择合理的检测法，尽可能避免各种因素的影响，提高检测精度，更好地控制工程质量。

      ［关键词］ 混凝土；强度；检测方法

       混凝土施工质量的好坏直接影响到混凝土结构工程乃至整个房屋
建筑工程的安全、实用、经济。建筑工程质量事故呈逐年上升的趋势，已经成为一个全球性的问题。因此，加强混凝土的质量监控和检测，保证混凝土施工质量，成为建筑工程管理中的重要环节，混凝土强度检测成为当今建筑工程技术领域的重要课题。目前常用的结构混凝土强度检测方法主要有：回弹法、超声法、钻芯法、拔出法和综合法等，下面分别对各种检测技术的优缺点进行比较。

      1 回弹法
       回弹法是用一弹簧驱动的重锤，通过弹击杠弹击混凝土表面，并测出重锤被反弹的距离，以回弹值和结构构件混凝土表面的碳化强度值作为与强度相关的指标来推定混凝土强度的一种方法。也就是说回弹法通过测定混凝土表面硬度来推定其抗压强度，同时考虑表面碳化层对硬度的影响。在各种检测方法中，回弹法操作简单、费用低廉、检测效率最高，因而现场应用性极强。但由于商品混凝土原材料的变化，使得影响结构混凝土强度及其增长规律的因素越来越复杂，从而不同配合比、不同外加剂组分、不同掺和料混凝土表面硬度与抗压强度的相关关系实际上差异很大，再加上回弹测强统一曲线仅考虑了正常情况下混凝土表面碳化引起表面回弹值的提高，而没有考虑实际工程中存在混凝土早期碳化将引起表面回弹值降低这一普遍现象，所以工程检测中采用单一的回弹法检测结构混凝土强度效果并不理想。除了以上回弹法中存在的系统误差外，其测强精度还受人员操作手法、混凝土模板情况等许多因素的影响。

       2 超声法
       超声法是根据超声波在混凝土介质中的传播速度、波幅、频率及其密度成正比关系而建立的一种无损检测方法。从理论上讲，超声传播特性应是描述混凝土强度的理想参数，它能够毫无损伤的探测到混凝土内部质量信息，因而，可反应出结构混凝土内部的强度及密实度，探测距离可以达到20 米，是一种极具生命力的检测方法。但正因为超声波要穿透混凝土内部，由此所带来的影响声波传播速度的因素也就复杂的多，人们目前对超声波在其中的传播特点了解仍然十分肤浅，尤其是许多传播规律，往往随着超声波频率、骨料粒径、砂率等因素的变化而变化，而且在较大的强度范围内，声速的变化范围相对较窄，因而在进行超声检测时，对现象的解释难免出现谬误，且会影响到测试结果的准确分析。

       3 钻芯法
       钻芯法是利用专用钻机，在结构构件上用薄壁钻头钻取一圆柱体芯样，经切割、磨平后，在实验机上压制破坏，并根据芯样的抗压强度推定结构混凝土立方体抗压强度的一种微破损现场检测法。凡龄期不小于14 天，强度不低于10MPa 的混凝土都可以采用，但由于取芯后对结构造成一定的损伤，因此对于安全性本已不足或是受损伤的结构或构件，应征得设计方同意，方可采用该方法。优点：钻芯法是一种直接可靠并能较好的反映混凝土实际情况的局部破坏检测方法。对于无损检测方法，很难准确测定各种强度等级的混凝土，钻芯法可以比较准确的测定其强度。此外，从芯样也可以直观的观察到局部混凝土的内部情况，如骨料的分布，裂缝大小等。因此，普遍认为这是一种较为直观、可靠的方法。但由于钻芯法对结构具有一定的破损性，其取芯位置和数量受到很大的限制；另外，钻芯机及芯样加工配套机具与无损检测仪相比，仪器笨重，移动不方便，测试成本也比较高，同时，钻芯后的空洞需要修补，尤其钻断钢筋时，更增加了修补的困难。

       4 综合法
       综合法就是采用两种或两种以上的单一方法或参数（力学的、物理的、声学的等） 联合测试混凝土强度的方法。通过无损检测方法获取多种物理参量，并建立强度与多种物理参量的综合相关关系，以便从不同角度综合评价混凝土的强度。目前被采用的综合法主要有超声- 回弹综合法。
      超声- 回弹综合法是采用超声仪和回弹仪，在结构混凝土同一测区分别测量声时值和回弹值，然后利用已建立起来的测强公式推算该测
区混凝土强度。与单一回弹或超声法相比较，综合法最明显的优点是可以减少龄期和含水量对声速和回弹值的影响有着本质的不同。混凝土含水量大，超声的声速偏高，而回弹值偏低；混凝土的龄期长，超声声速的增长率下降，而回弹值则因混凝土碳化深度增大而提高。因此，二者结合起来测定混凝土强度就可以部分减少龄期和含水量的影响。另外，采用超声- 回弹综合法测定混凝土强度，既可内外结合，又能在较低或较高的强度区间相互弥补各自的不足，能够较全面地反映混凝土的实际质量，且对提高测试精度，具有明显的效果。但此法不适用于遭受冻害、化学侵蚀、火灾、高温损伤的混凝土。

       5 拔出法
       拔出法是一种新型的无损检测技术，它是通过在混凝土中预埋或后装的特制螺栓，用专门的拔出装置将螺栓拔出，以测得拔出力，通过测定的拔出力的大小来确定混凝土的强度等级。它的基本原理是建立在拔出力与混凝土抗压强度的相关关系上，在拔出力的作用下，混凝土被压应力和剪应力组合而成的拉应力造成破坏。这种破坏与立方体试件在试验机承压面上有约束条件下的破坏相一致。拔出法又可以分为两种类型：一种是预埋拔出法，将锚固件预先埋于混凝土中，待达到龄期要求后，进行拔出实验。另一类是后装拔出法，是在已硬化的混凝土表面钻孔，嵌入锚固件进行拔出实验，测定其拔出力。前者在国外应用较多，国内则以后装拔出法为主，特别适用于已建混凝土结构的检测实验。采用后装拔出法检测已建混凝土结构，一般需要经过测点布置、钻孔、磨槽、安装锚固件、拔出等步骤。但是，预埋拔出法需要在浇筑混凝土前将预埋件埋在预定位置，因此无法随时随地对结构混凝土进行现场检测；后装拔出法虽可在混凝土具有一定强度时随时随地进行检测，但用切槽机在已钻的孔内壁切槽时，若遇坚硬粗骨料，切除的环形沟槽完整性差、尺寸偏差较大，切槽内混凝土损伤较为严重。因而测试结果离散性较大，操作难度大。

       6 结语
       从上述分析中可知，在检测混凝土强度时，应根据被检测混凝土结构的具体情况及检测条件综合确定。首先考虑的是回弹法，当对其结果产生怀疑时可采用钻芯法进行校核、修正、以提高回弹法的精确度。拔出法是一种新型的检测方法，优点很多，但具体的现场操作问题，需要进一步的优化，以体现其准确性。

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