混凝土強(qiáng)度檢測(cè)方法的探討

林建偉

摘 要：混凝土結(jié)構(gòu)是現(xiàn)在最為常用的承重結(jié)構(gòu)，性能優(yōu)越、價(jià)格低廉，在我國(guó)的基礎(chǔ)工程建設(shè)中發(fā)揮著重大的作用。因此，混凝土強(qiáng)度對(duì)于結(jié)構(gòu)安全有著重要的意義，本文分析了目前混凝土強(qiáng)度檢測(cè)方法的研究現(xiàn)狀，系統(tǒng)分析了回彈法、超聲法、超聲回彈綜合法、鉆芯法、拔出法等檢測(cè)混凝土的常用方法，對(duì)這些方法的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行了梳理，分析了它們的適用范圍，旨在幫助檢測(cè)人員選擇合適的方法，更好的完成檢測(cè)工作，控制工程質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：混凝土;強(qiáng)度檢測(cè);檢測(cè)方法

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，特別是改革開(kāi)放三十多年以來(lái)，我國(guó)建筑業(yè)取得了舉世矚目的成績(jī)，各種新型建筑如雨后春筍般涌現(xiàn)出來(lái)?；炷两Y(jié)構(gòu)由于其性能優(yōu)越，價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)被廣泛的應(yīng)用在工程實(shí)踐中，在建筑業(yè)中扮演者舉足輕重的角色?；炷辆哂锌伤苄院?，整體性好、耐久性好、易于就地取材，強(qiáng)度等級(jí)范圍寬等特點(diǎn)[1-2]。這些特點(diǎn)使其使用范圍十分廣泛，在房屋建筑中占據(jù)著統(tǒng)治地位。但是工程質(zhì)量良莠不齊，特別是混凝土強(qiáng)度如果難以達(dá)到要求就會(huì)給結(jié)構(gòu)安全帶來(lái)極大的威脅，成為人民群眾生命財(cái)產(chǎn)安全的重大隱患，因此采用科學(xué)合理的檢測(cè)方法，對(duì)混凝土強(qiáng)度進(jìn)行檢測(cè)，保障結(jié)構(gòu)安全，提高建筑耐久度，成為了近些年研究的熱點(diǎn)。本文系統(tǒng)分析了目前常用的混凝土強(qiáng)度檢測(cè)方法，梳理了它們的優(yōu)缺點(diǎn)和適用范圍，可為相關(guān)的研究與應(yīng)用提供指導(dǎo)。

1研究現(xiàn)狀

混凝土強(qiáng)度檢測(cè)分為無(wú)損檢測(cè)方法、微破損檢測(cè)方法、破損檢測(cè)方法。無(wú)損檢測(cè)方法就是檢測(cè)混凝土的一些物理量，然后利用混凝土強(qiáng)度和相應(yīng)物理量之間的關(guān)系，推算出所檢測(cè)混凝土的強(qiáng)度。因此，物理力學(xué)的相關(guān)理論是混凝土強(qiáng)度無(wú)損檢測(cè)方法的理論基礎(chǔ)。目前常用的無(wú)損檢測(cè)方法有回彈法、超聲法、超聲回彈法以及試件法等[3-4]。微破損檢測(cè)方法是在不對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)的承載力造成影響的情況下，對(duì)其局部進(jìn)行破壞試驗(yàn)或者在適當(dāng)位置選樣進(jìn)行試驗(yàn)，以試驗(yàn)的結(jié)果來(lái)判定混凝土的強(qiáng)度。常用的方法是鉆芯法和拔出法。破損法指的是通過(guò)對(duì)建成的混凝土結(jié)構(gòu)采取加載試驗(yàn)，對(duì)其材料的強(qiáng)度和承載力進(jìn)行測(cè)定。這種方法會(huì)對(duì)結(jié)構(gòu)安全性造成損傷，因此一般不到萬(wàn)不得已不采用這種方法[5]。本文就無(wú)損檢測(cè)方法和微破損檢測(cè)方法展開(kāi)研究。

2混凝土強(qiáng)度檢測(cè)的無(wú)損檢測(cè)法

（1）回彈法

回彈法是最為常用的無(wú)損檢測(cè)方法，其基本原理是利用回彈儀的探頭沖擊作用到混凝土表面，探頭受到混凝土反作用回彈回來(lái)，對(duì)應(yīng)的數(shù)值經(jīng)過(guò)一系列處理后即可推算出混凝土強(qiáng)度。測(cè)區(qū)的選定采用抽檢的方法，每一測(cè)區(qū)應(yīng)讀取16個(gè)回彈值，每一測(cè)點(diǎn)的回彈值讀數(shù)應(yīng)精確至1。測(cè)點(diǎn)宜在測(cè)區(qū)范圍內(nèi)均勻分布，相鄰兩測(cè)點(diǎn)的凈距離不宜小于20mm;測(cè)點(diǎn)不應(yīng)在氣孔或外露石子上，同一測(cè)點(diǎn)只能彈一次。建立回彈值與混凝土強(qiáng)度的影響因素之間的二元回歸公式，或建立回彈值與混凝土強(qiáng)度之間的一元回歸公式。能使用不同的函數(shù)方程依據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)來(lái)進(jìn)行回歸整合，并選其中關(guān)系最大的為實(shí)用經(jīng)驗(yàn)公式，就可以推算出所測(cè)混凝土強(qiáng)度。

優(yōu)點(diǎn)：操作簡(jiǎn)單易懂，操作人員經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單的培訓(xùn)之后就可以開(kāi)展工作;檢測(cè)過(guò)程沒(méi)有造成回彈儀和所測(cè)構(gòu)件的損壞，檢測(cè)成本低;檢測(cè)空間和時(shí)間可以根據(jù)情況安排，可以隨機(jī)的選擇檢測(cè)區(qū)域，推斷整個(gè)混凝土結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度情況，特別是對(duì)混凝土表面的澆筑質(zhì)量可以做出直觀的判斷。

缺點(diǎn)：檢測(cè)精度較低，由于經(jīng)過(guò)一系列的計(jì)算，參數(shù)較多，稍有不慎計(jì)算結(jié)果就會(huì)出現(xiàn)較大的紕漏。另外，回彈法僅僅能夠檢測(cè)混凝土表面的強(qiáng)度，而混凝土是非均質(zhì)材料，內(nèi)外可能存在較大的差距，特別是混凝土遭受了火災(zāi)凍傷或者化學(xué)腐蝕后，回彈法就不適宜使用了。

（2）超聲法

超聲法就是利用超聲波在混凝土中的傳播速度判斷混凝土強(qiáng)度的無(wú)損檢測(cè)方法。究其原理，借助于超聲波的特性，利用其傳播過(guò)程中出現(xiàn)的折射、反射、衰減、繞射等現(xiàn)象，以一定的重復(fù)性頻率所間斷性的發(fā)出的超聲脈沖，通過(guò)混凝土中超聲脈沖的傳播規(guī)律以及與混凝土強(qiáng)度之間存在的某種關(guān)系，通過(guò)對(duì)脈沖參數(shù)的具體分析，最終得出混凝土強(qiáng)度。具體來(lái)說(shuō)，超聲儀器所產(chǎn)生的脈沖，會(huì)進(jìn)一步促使電壓晶體獲取高頻脈沖。產(chǎn)生的脈沖會(huì)進(jìn)一步傳輸?shù)交炷林校鄳?yīng)的接收轉(zhuǎn)換器會(huì)接受混凝土中的信號(hào)數(shù)據(jù)，進(jìn)而將超聲波在混凝土中的傳播距離與傳播時(shí)間測(cè)量出來(lái)，進(jìn)而計(jì)算出混凝土中超聲波的傳播速度。？簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，超聲波在混凝土中傳播越快，反映混凝土越密實(shí)，說(shuō)明所測(cè)混凝土強(qiáng)度越高，反之，超聲波在混凝土中傳播越慢，說(shuō)明混凝土越疏松，反映所測(cè)混凝土強(qiáng)度越低。建立速度、密實(shí)度以及混凝土強(qiáng)度之間的關(guān)系式，就可以推算出所測(cè)混凝土強(qiáng)度。

優(yōu)點(diǎn)：超聲法對(duì)結(jié)構(gòu)構(gòu)件不造成損壞，應(yīng)用范圍廣，參數(shù)判讀直觀，使用方便，特別是適用于新老混凝土結(jié)合面的檢測(cè)。

缺點(diǎn)：超聲法檢測(cè)混凝土強(qiáng)度需要的條件較為復(fù)雜，影響因素較多，測(cè)試面平整度、鋼筋布置、混凝土含水率、齡期等等都會(huì)對(duì)檢測(cè)結(jié)果產(chǎn)生較大的影響。

（3）超聲回彈法

超聲回彈法是一種綜合利用回彈值和超聲波的脈沖速度對(duì)混凝土強(qiáng)度進(jìn)行推算的無(wú)損檢測(cè)方法，其基本原理將超聲波在混凝土中的傳播速度、混凝土強(qiáng)度、回彈值三者綜合考慮，利用回彈值和聲速對(duì)混凝土強(qiáng)度進(jìn)行推算。

優(yōu)點(diǎn)：相對(duì)于單一的物理方法，超聲回彈法能夠彌補(bǔ)單一方法帶來(lái)的誤差，比如含水率和混凝土齡期的影響等，具有較高的精確度，能夠較為全面的反映所測(cè)混凝土的情況，特別適用于原始資料不詳?shù)幕炷翗?gòu)件。

缺點(diǎn)：超聲回彈法對(duì)檢測(cè)人員素質(zhì)要求較高，需要經(jīng)過(guò)專(zhuān)門(mén)的培訓(xùn)積累一定的經(jīng)驗(yàn)方可進(jìn)行檢測(cè)，并且檢測(cè)人員稍有失誤，就會(huì)對(duì)檢測(cè)結(jié)果帶來(lái)較大的影響。

（4）試件法

試件法，顧名思義，就是按照所測(cè)混凝土的相關(guān)資料，制備相應(yīng)的試件，并且按照要求養(yǎng)護(hù)之后，對(duì)構(gòu)件的抗壓強(qiáng)度進(jìn)行試驗(yàn)研究，然后確定試件的抗壓強(qiáng)度，如果這一試件的制作符合規(guī)范要求，且與構(gòu)件同條件養(yǎng)護(hù)，那么試壓的結(jié)果就可以代表構(gòu)件的實(shí)際強(qiáng)度

優(yōu)點(diǎn)：試件法是利用對(duì)試件進(jìn)行的試驗(yàn)研究，分析得出的混凝土強(qiáng)度，具有較強(qiáng)的可信度。該方法是最為直觀的的混凝土檢測(cè)方法，是對(duì)混凝土質(zhì)量評(píng)定的主要依據(jù)。

缺點(diǎn)：對(duì)試件要求較高，制作過(guò)程稍有不慎，比如原料不同、配合比錯(cuò)誤、攪拌不當(dāng)，或者養(yǎng)護(hù)不當(dāng)，都會(huì)導(dǎo)致試件與實(shí)際混凝土構(gòu)件產(chǎn)生較大的差異，從而測(cè)試結(jié)果不能代表被測(cè)混凝土構(gòu)件的真實(shí)強(qiáng)度，不能真實(shí)的反映混凝土結(jié)構(gòu)的工程質(zhì)量。

3微破損檢測(cè)方法

鉆芯法是通過(guò)鉆芯機(jī)在砼構(gòu)件中鉆取混凝土芯樣，并對(duì)芯樣進(jìn)行抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)來(lái)推定混凝土強(qiáng)度的一種方法。其對(duì)結(jié)構(gòu)或構(gòu)件造成一定削弱，屬于半破損檢測(cè)方法。因此得到廣泛的應(yīng)用。鉆芯法的基本原理是在有代表性的混凝土結(jié)構(gòu)上鉆取芯樣，做必要的整理加工后，進(jìn)行抗壓強(qiáng)度測(cè)定。即芯樣試件應(yīng)在自然干燥的狀態(tài)下進(jìn)行抗壓試驗(yàn)，當(dāng)結(jié)構(gòu)工作條件比較潮濕，需要確定潮濕狀態(tài)下混凝土強(qiáng)度時(shí)，應(yīng)在20±5℃的清水中浸泡40～48小時(shí)，從水中取出后立即進(jìn)行試驗(yàn)。芯樣試件抗壓試驗(yàn)的方法按《普通混凝土力學(xué)性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》GB/T 50081中對(duì)立方體試塊抗壓試驗(yàn)的規(guī)定。測(cè)定的強(qiáng)度值視為所測(cè)混凝土強(qiáng)度。

優(yōu)點(diǎn)：鉆芯法是最為直接的檢測(cè)方法，其直觀性強(qiáng)、準(zhǔn)確性高，能夠準(zhǔn)確可靠的反映混凝土構(gòu)件的真實(shí)強(qiáng)度，并且該技術(shù)經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的應(yīng)用，發(fā)展較為成熟，是目前最常用的方法之一。

缺點(diǎn)：鉆芯法對(duì)混凝土構(gòu)件造成了一定的損傷，勞動(dòng)強(qiáng)度也大，檢測(cè)費(fèi)用多，而且使用該方法時(shí)，要提前對(duì)鋼筋布置情況進(jìn)行了解，否則難以鉆芯取樣。