混凝土強(qiáng)度檢測與評定

黃小明 （安徽省建筑科學(xué)研究設(shè)計(jì)院，安徽 合肥 230031）

混凝土施工質(zhì)量是建筑工程施工中人們關(guān)注的重要內(nèi)容，同時(shí)，其也直接影響著建筑主體結(jié)構(gòu)的安全。混凝土質(zhì)量決定了建筑工程的質(zhì)量。因此，工作人員應(yīng)將重點(diǎn)放在混凝土檢測和強(qiáng)度評定環(huán)節(jié)，以改進(jìn)建筑工程建設(shè)和施工的質(zhì)量。

1 混凝土檢測的形式及作用

混凝土檢測中主要采用物理強(qiáng)度檢測，明確混凝土強(qiáng)度臨界值?，F(xiàn)階段，我國科學(xué)技術(shù)不斷進(jìn)步，上述方式無法充分滿足混凝土檢測的基本需要。對此，要不斷研發(fā)新技術(shù)，推動(dòng)科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新?；炷翙z測技術(shù)主要有兩種形式，一種是無破損檢測法，一種是輕微破損檢測法。混凝土檢測可明確混凝土的強(qiáng)度、顆粒均勻度和持久度等特征。而且混凝土檢測也是判定工程施工質(zhì)量的主要標(biāo)準(zhǔn)，其可充分展現(xiàn)建筑物的各項(xiàng)性能。

2 混凝土強(qiáng)度檢測方法分析

2.1 試塊法

混凝土強(qiáng)度檢測方法中，試塊法是最為常見的檢測方法，該方法在直觀性和經(jīng)濟(jì)性上具有顯著優(yōu)勢。采用試塊檢測混凝土強(qiáng)度等級是評定混凝土結(jié)構(gòu)強(qiáng)度等級的主要措施，且該方法在質(zhì)量驗(yàn)收中扮演著關(guān)鍵角色。但試塊法本身也存在著明顯的不足。首先，如混凝土試塊離差較大或混凝土試塊丟失，則無法保證混凝土結(jié)構(gòu)判斷的準(zhǔn)確性和可靠性。其次，由于試塊與混凝土制作、振搗和養(yǎng)護(hù)方面均存在明顯的差異，因此其無法準(zhǔn)確地展現(xiàn)構(gòu)件的強(qiáng)度。如混凝土構(gòu)件內(nèi)部出現(xiàn)明顯的漏診和蜂窩等問題，則試塊也無法準(zhǔn)確地反映構(gòu)件的強(qiáng)度。

2.2 鉆芯法

鉆芯法主要是在代表混凝土結(jié)構(gòu)中鉆取芯樣，并做好鋸切、抹平等加工處理，科學(xué)測定抗壓強(qiáng)度。通常混凝土強(qiáng)度不低于1000MPa，齡期在14d以上時(shí)，便可應(yīng)用鉆芯法。但鉆芯法對混凝土結(jié)構(gòu)的影響尤為明顯，因此，為確?；炷两Y(jié)構(gòu)的各項(xiàng)性能，要先取得設(shè)計(jì)方的許可，之后方可應(yīng)用該方法。芯樣的尺寸、取芯的數(shù)量和部位等均應(yīng)滿足其規(guī)定。再者，鉆芯法也可用于混凝土周圍破損檢測，從而更加具體、真實(shí)地展現(xiàn)試件的概況。

在芯樣觀察和檢測研究工作中，要全面了解和掌握局部混凝土內(nèi)部概況，如骨料分布概況、裂縫的大小等因素。但是這種檢測方法的勞動(dòng)強(qiáng)度大，檢測投入較大，而且也會(huì)在檢測中對結(jié)構(gòu)產(chǎn)生一定的損害。

2.3 回彈法

回彈法主要指的是利用回彈儀檢測混凝土表面硬度，進(jìn)而確定混凝土抗壓強(qiáng)度。其可利用回彈儀檢測結(jié)構(gòu)物的混凝土強(qiáng)度，確定混凝土強(qiáng)度、鋼筋位置和缺陷等?；貜椃ㄔ诨炷翉?qiáng)度檢測中靈活方便，檢測效率相對較高，且檢測中無需投入過多的費(fèi)用，但是這種方法的精確度較低。檢測人員在檢測中需要利用測強(qiáng)曲線判定混凝土強(qiáng)度。針對特殊部位的混凝土或特殊成型工藝下所制成的混凝土，則應(yīng)采用指定的側(cè)墻曲線完成檢測工作，提高檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性和檢測的有效性。在檢測的過程中，若混凝土受到外部因素的負(fù)面影響，使混凝土內(nèi)外部存在明顯的差異，則不可應(yīng)用該強(qiáng)度檢測方式。

2.4 超聲檢測法

超聲檢測法主要可用來檢測混凝土密實(shí)度、均勻度、裂縫深度和表面損傷層厚度等重要指標(biāo)，確定上述指標(biāo)后，要做出更為科學(xué)、合理的判斷，這種方法在諸多領(lǐng)域得以廣泛應(yīng)用。但是，水泥用量、水泥的類型和骨料的品種及重要參數(shù)均有所不同，聲音傳播速度也會(huì)隨之發(fā)生改變，無法保證混凝土強(qiáng)度測定結(jié)果的準(zhǔn)確性及可靠性。為了彌補(bǔ)上述不足，當(dāng)前，將超聲法與回彈法聯(lián)合，共同用于混凝土強(qiáng)度檢測工作中。

3 混凝土規(guī)定的強(qiáng)度等級評定方法

3.1 統(tǒng)計(jì)方法（標(biāo)準(zhǔn)差為已知條件）

相同類型品種的混凝土中，為確保混凝土材料的強(qiáng)度長期穩(wěn)定，工作人員通常加強(qiáng)質(zhì)量管理，保持生產(chǎn)條件的長期不變。也就是說在生產(chǎn)中維持生產(chǎn)原料、人員、工藝和設(shè)備穩(wěn)定性，便可確保混凝土生產(chǎn)質(zhì)量。在生產(chǎn)中出現(xiàn)小幅變化后，也可借助人員調(diào)整和系統(tǒng)調(diào)整等多種方式優(yōu)化混凝土生產(chǎn)水平，該狀態(tài)下生產(chǎn)的混凝土強(qiáng)度穩(wěn)定性明顯增強(qiáng)，且其也與單批混凝土強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)差和一段時(shí)間內(nèi)所形成的混凝土強(qiáng)度數(shù)據(jù)有關(guān)。

3.2 統(tǒng)計(jì)方法（標(biāo)準(zhǔn)差為未知條件）

現(xiàn)行的混凝土強(qiáng)度檢測評定標(biāo)準(zhǔn)共有兩套，其一是統(tǒng)計(jì)方法，其二是非統(tǒng)計(jì)方法。統(tǒng)計(jì)方法中，主要由標(biāo)準(zhǔn)差為已知條件和標(biāo)準(zhǔn)差為位置條件構(gòu)成。后者主要指混凝土生產(chǎn)廠家無法確保在相同的條件下生產(chǎn)混凝土，即無法維持混凝土生產(chǎn)條件的穩(wěn)定性，無法依據(jù)累積的混凝土強(qiáng)度數(shù)據(jù)明確混凝土生產(chǎn)數(shù)據(jù)。因此，在混凝土檢驗(yàn)和強(qiáng)度檢測中，需要結(jié)合多組數(shù)據(jù)最終確定重要參數(shù)。且檢測中需要10組以上的混凝土樣本，這樣方可提高混凝土強(qiáng)度檢測的準(zhǔn)確性和科學(xué)性。

3.3 非統(tǒng)計(jì)方法

非統(tǒng)計(jì)方法在混凝土攪拌規(guī)模較小的廠家或預(yù)制件混凝土生產(chǎn)量較小的廠家中應(yīng)用廣泛?；炷辽a(chǎn)總量較小，無法掌握充足的數(shù)據(jù)來維持混凝土強(qiáng)度等級數(shù)據(jù)，而且也沒有大量的專業(yè)人員促進(jìn)混凝土大規(guī)模生產(chǎn)的順利開展。所以，在混凝土檢測試驗(yàn)和強(qiáng)度評定中，應(yīng)借助多個(gè)混凝土樣本確定混凝土強(qiáng)度等級。在混凝土強(qiáng)度等級評定時(shí)，要至少選擇10組樣本，多次測定樣本數(shù)值，綜合多次的檢測數(shù)值來評定混凝土的強(qiáng)度等級。

4 混凝土檢測技術(shù)的應(yīng)用實(shí)例

某分項(xiàng)工程需要制作36個(gè)試塊，需要對抗壓強(qiáng)度、抗?jié)B情況、回彈模量等情況予以全面檢查，制備混凝土石塊的過程中，應(yīng)結(jié)合項(xiàng)目的需求合理分組，共分為6個(gè)組別，每個(gè)組別共設(shè)6個(gè)試塊，組內(nèi)3個(gè)試塊采用同一條件制備，并分別為其編號，其余3塊則采用標(biāo)準(zhǔn)條件加以養(yǎng)護(hù)。施工方主要利用BIM技術(shù)模擬，將項(xiàng)目的規(guī)模等比例縮小142倍，構(gòu)建虛擬模型，模型的參數(shù)均嚴(yán)格遵循了實(shí)測的參數(shù)，等比例調(diào)整參數(shù)設(shè)為1/142，模型中所有的混凝土強(qiáng)度均與實(shí)測的混凝土抗壓強(qiáng)度和抗?jié)B能力相同，將其直接代入模型當(dāng)中。以開放式樣的模擬方式，充分結(jié)合當(dāng)?shù)氐墓ぷ餍枰?，完成四輪模擬。

首先進(jìn)行外荷載模擬，根據(jù)實(shí)際合理調(diào)整荷載的級別，且科學(xué)分析其工作態(tài)勢。其次，實(shí)施降水模擬，不斷調(diào)整降水強(qiáng)度，合理分析工作態(tài)勢。隨后開展單一抗老化模擬，基于前兩輪的模擬數(shù)據(jù)，快速完成模擬疊加，全面掌握建筑投入使用后老化的概況。最后是多維度綜合模型?；谇叭喣M的數(shù)據(jù)，完成迭代計(jì)算，且充分利用不同的參數(shù)全面了解和把握建筑物在不同荷載水平、降水量及工作年限的性能狀態(tài)，取得模擬結(jié)果后，依據(jù)設(shè)計(jì)方案的要求確定工程參數(shù)，同時(shí)將工程參數(shù)合理應(yīng)用于工程建設(shè)中。完成分項(xiàng)工程后，采用無損檢測技術(shù)完成二次檢測，充分了解結(jié)構(gòu)各位置的結(jié)構(gòu)性能，分析檢測結(jié)果不難看出，測定值與標(biāo)準(zhǔn)要求相符，基于收集的數(shù)據(jù)，代入到BIM模型中完成3次檢測，檢測結(jié)果較為準(zhǔn)確。項(xiàng)目投入使用后，工作人員檢測了結(jié)構(gòu)的老化情況及抗?jié)B能力，結(jié)果也與設(shè)計(jì)要求相符，充分證明混凝土構(gòu)件具有優(yōu)良的性能，展現(xiàn)出強(qiáng)度檢測的重要作用。

5 檢測與評定中的注意事項(xiàng)

混凝土強(qiáng)度檢測工作中，可結(jié)合實(shí)際選擇不同的混凝土強(qiáng)度檢測方式。但是在工程建設(shè)和施工中，外界因素和施工因素的影響較為明顯，其也在一定程度上降低了檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性。所以，在混凝土強(qiáng)度檢測中，務(wù)必高度重視注意事項(xiàng)，以期提高混凝土強(qiáng)度檢測與評定的精度，優(yōu)化建筑性能。

5.1 干擾因素

在混凝土強(qiáng)度檢測與評定的過程中會(huì)受到諸多因素的干擾。施工單位會(huì)在日常建中忽視混凝土強(qiáng)度檢測結(jié)果，導(dǎo)致現(xiàn)場部分用具和樣品無法滿足檢測的要求，檢測結(jié)果的可信度顯著降低。另外，在混凝土強(qiáng)度檢測中，并未結(jié)合實(shí)際情況科學(xué)選擇檢測方法，檢測精度有所降低?；蛘邫z測人員無法熟練規(guī)范地完成混凝土強(qiáng)度檢測，也是影響檢測結(jié)果的主要因素。對此，相關(guān)部門在日常工作中應(yīng)重視混凝土的墻體檢測，采取多種措施實(shí)現(xiàn)全過程的監(jiān)督和控制，提高檢測人員的專業(yè)素質(zhì)，增強(qiáng)混凝土檢測的科學(xué)性和準(zhǔn)確性。

5.2 優(yōu)化措施

混凝土強(qiáng)度檢測的過程中，應(yīng)當(dāng)遵照規(guī)范的要求及時(shí)調(diào)整并優(yōu)化檢測方式。首先，結(jié)合驗(yàn)收規(guī)范的標(biāo)準(zhǔn)來確定實(shí)驗(yàn)結(jié)果，選擇最小值。在選擇最小值時(shí)，如試塊檢測的數(shù)量超過15塊，則fcu，min=0.85fcu；當(dāng)混凝土檢測的數(shù)量不超過15塊時(shí)，則fcu，min=0.90fcu。明確強(qiáng)度最小值后，方可開展數(shù)據(jù)綜合分析工作，確定混凝土強(qiáng)度等級。

混凝土強(qiáng)度檢測應(yīng)在混凝土齡期超過28d后開展，工作人員要全面、細(xì)致地評估齡期的影響。其公式為RA/RB=K×1gt1/1gt2。式中t1、t2代表齡期，RA代表前一個(gè)早齡期的混凝土抗壓強(qiáng)度；RB代表后一個(gè)早齡期的混凝土強(qiáng)度；K代表混凝土強(qiáng)度有關(guān)的系數(shù)。研究發(fā)現(xiàn)不同齡期的混凝土強(qiáng)度有所不同，工作人員需結(jié)合其齡期的強(qiáng)度值科學(xué)選擇檢測方式。

6 結(jié)語

建筑工程施工中，混凝土結(jié)構(gòu)是最為常見的結(jié)構(gòu)形式，其各項(xiàng)性能也直接決定著結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和安全性。因此，人們十分關(guān)注混凝土的強(qiáng)度檢測?；炷翉?qiáng)度檢測方式較多，不同方式優(yōu)缺點(diǎn)差異較為明顯，需要相關(guān)人員結(jié)合實(shí)際選擇不同的檢測方式，注重混凝土檢測的準(zhǔn)確性和有效性，以此推動(dòng)后續(xù)工作的順利開展。