建筑工程質(zhì)量檢測中的混凝土檢測技術(shù)要點(diǎn)探討

于 英

中鐵十一局集團(tuán)第五工程有限公司檢測公司 廣東 深圳 518000

近年來，我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，城市化進(jìn)程迅速加快，各種建筑工程的數(shù)量及規(guī)模越來越大。為了充分保證人們的生命財(cái)產(chǎn)安全，針對(duì)建筑的質(zhì)量檢測非常重要?，F(xiàn)代建筑工程中，混凝土結(jié)構(gòu)比較常見，混凝土結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性及相關(guān)材料構(gòu)件的可靠性，將會(huì)直接影響建筑安全及使用壽命。因此，混凝土檢測是現(xiàn)代建筑工程質(zhì)量檢測的主要工作之一。在建筑工程質(zhì)量檢測行業(yè)發(fā)展歷程中，出現(xiàn)了多種混凝土檢測技術(shù)方法，它們?cè)趯?shí)際應(yīng)用中也展現(xiàn)出了不同的優(yōu)缺點(diǎn)。新形勢下，需要結(jié)合現(xiàn)代建筑工程建造及維護(hù)管理的相關(guān)要求，對(duì)混凝土檢測技術(shù)的應(yīng)用及創(chuàng)新要點(diǎn)進(jìn)行進(jìn)一步探究。

1 建筑工程質(zhì)量檢測及混凝土檢測技術(shù)概述

1.1 建筑工程質(zhì)量檢測

建筑工程質(zhì)量檢測是指根據(jù)國家相關(guān)法律法規(guī)、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)反映建筑工程質(zhì)量安全的各項(xiàng)參數(shù)、信息進(jìn)行檢測、分析的過程。檢測單位通過專業(yè)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)馁|(zhì)量檢測，主要是為工程建設(shè)、維修、改建、管理提供相關(guān)參考依據(jù)及建議指導(dǎo)。經(jīng)過各種現(xiàn)代技術(shù)的發(fā)展，關(guān)于建筑工程質(zhì)量檢測的方法越來越多，相應(yīng)的檢測參數(shù)及標(biāo)準(zhǔn)也越來越詳細(xì)。建筑工程質(zhì)量檢測工作將為工程質(zhì)量評(píng)估提供可靠的參考依據(jù)，在工程驗(yàn)收、質(zhì)量糾紛處理等方面有重要作用。同時(shí)，工程質(zhì)量檢測也是建筑工程維護(hù)管理工作中很重要的環(huán)節(jié)，通過對(duì)建筑結(jié)構(gòu)及各個(gè)構(gòu)件質(zhì)量的評(píng)估，可以幫助建筑維護(hù)、管理人員了解建筑狀況，進(jìn)而便于其制定更為合適的維護(hù)管理方案。值得一提的是，在古建筑保護(hù)領(lǐng)域中，更為先進(jìn)的建筑工程質(zhì)量檢測技術(shù)被重點(diǎn)應(yīng)用。最后，建筑工程質(zhì)量檢測還被用在舊建筑的改建方面，通常在改建之前都需要對(duì)建筑進(jìn)行一個(gè)系統(tǒng)性的質(zhì)量檢測工作，以明確其結(jié)構(gòu)狀態(tài)，為改建方案的制定提供參考依據(jù)[1]。

1.2 混凝土檢測

混凝土質(zhì)量檢測，主要是指通過相關(guān)技術(shù)方法，對(duì)反映混凝土質(zhì)量的各項(xiàng)參數(shù)、指標(biāo)進(jìn)行檢測的過程。從專業(yè)角度來講，混凝土質(zhì)量檢測主要包括對(duì)其外形尺寸質(zhì)量、表面質(zhì)量及內(nèi)在質(zhì)量的檢測。其中，前兩項(xiàng)都可以通過肉眼觀察或一些簡單的方式得到檢測結(jié)果，而內(nèi)在質(zhì)量檢測涉及到抗壓強(qiáng)度、抗?jié)B性、抗凍性、抗折強(qiáng)度以及鋼筋保護(hù)層厚度等，則需要更為先進(jìn)及復(fù)雜的方法和技術(shù)。另外，從比較寬泛的概念角度來看，混凝土質(zhì)量檢測也包括施工前對(duì)各類原材料質(zhì)量、混料配合比質(zhì)量的檢測，以及施工中、施工后對(duì)成型過程中的混凝土構(gòu)件進(jìn)行的質(zhì)量檢測。無論哪種檢測，其核心目標(biāo)都是判斷混凝土構(gòu)筑物是否能夠達(dá)到相關(guān)設(shè)計(jì)要求及質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，為工程施工、質(zhì)量驗(yàn)證、工程維護(hù)管理等提供參考，確?；炷两ㄖ姆€(wěn)定性、結(jié)構(gòu)安全性、抗震性、耐用性都能符合要求。

2 影響混凝土質(zhì)量的因素分析

2.1 材料因素

很顯然，混凝土作為建筑的主要構(gòu)成要素，其本身的質(zhì)量將直接影響構(gòu)筑物的穩(wěn)定性和可靠性。具體來講，在建筑工程施工中，常用到的混凝土材料由水泥、砂、石子、水以及外加劑等構(gòu)成，任何一種材料都有其應(yīng)用的價(jià)值。如果相關(guān)材料本身的質(zhì)量不達(dá)標(biāo)，將影響混凝土特性，進(jìn)而影響由其構(gòu)筑的建筑質(zhì)量。比如，石子對(duì)混凝土強(qiáng)度有決定性影響，如果其本身強(qiáng)度不足，或是形狀不符合混凝土配制要求，都會(huì)影響混凝土構(gòu)筑物強(qiáng)度。再比如，不同標(biāo)號(hào)水泥的強(qiáng)度及特性不同，如果在配制混凝土?xí)r選擇的水泥不合適，也會(huì)直接影響混凝土相關(guān)質(zhì)量指標(biāo)。

2.2 環(huán)境因素

采取混凝土工藝建造的房屋會(huì)受到特定環(huán)境的影響，包括溫度、濕度以及其他氣候變化強(qiáng)度等環(huán)境因素，都可能對(duì)混凝土構(gòu)筑物質(zhì)量產(chǎn)生影響。從施工的角度來講，施工中混凝土配制、運(yùn)輸、澆筑過程中，如果存在溫度過高、過低，或是濕度過高的情況，可能會(huì)引起混凝土構(gòu)筑物內(nèi)外溫差過大，進(jìn)而導(dǎo)致構(gòu)筑物出現(xiàn)裂縫。在建筑物建成之后，過高的空氣濕度，過多的降水，或季節(jié)性及晝夜溫差變化過大，也可能引起建筑混凝土構(gòu)件受潮或遭到侵蝕，出現(xiàn)質(zhì)量問題。

2.3 混凝土配制及施工工藝

現(xiàn)代建筑建造方式多種多樣，不同類型的建筑物所適用的混凝土工藝存在一定差異，混凝土工藝問題對(duì)其質(zhì)量的影響是比較突出的。在混凝土配制環(huán)節(jié)，如果存在混凝土配比不合理、離析現(xiàn)象控制不到位的情況，會(huì)直接影響混凝土的各項(xiàng)質(zhì)量特性。在混凝土的施工環(huán)節(jié)中，如果施工流程不規(guī)范、施工過程的質(zhì)量控制做得不好，也會(huì)影響混凝土構(gòu)件的成型質(zhì)量。例如，在混凝土澆筑中，如果出現(xiàn)了連續(xù)性不足、填充密實(shí)度不夠、振搗不均勻的情況，會(huì)導(dǎo)致混凝土強(qiáng)度、穩(wěn)定性、抗?jié)B性受到影響。

2.4 維護(hù)管理因素

通過前文論述可以發(fā)現(xiàn)，混凝土建筑物的質(zhì)量會(huì)受到環(huán)境、工藝、材料等多方面因素的影響，意味著建筑施工及管理中難免會(huì)出現(xiàn)相關(guān)問題，而針對(duì)項(xiàng)目施工的質(zhì)量控制以及針對(duì)建筑的維護(hù)管理，是保證建筑質(zhì)量可靠性關(guān)鍵所在[2]。但是，如果在混凝土施工完成后，或是建筑建成投入使用之后，沒有對(duì)混凝土構(gòu)件進(jìn)行合理保養(yǎng)、維護(hù)，或是沒有定期檢查并做好針對(duì)性防護(hù)工作，都可能引起混凝土構(gòu)件質(zhì)量問題。

3 傳統(tǒng)混凝土質(zhì)量檢測技術(shù)的特征及問題

建筑工程質(zhì)量檢測中的混凝土檢測很重要，工程建設(shè)及管理領(lǐng)域也對(duì)此采取了一些方法，但是受到傳統(tǒng)專業(yè)理念或技術(shù)條件的影響，一些混凝土檢測技術(shù)在應(yīng)用中雖然滿足了質(zhì)量檢測的需求，但是也暴露出一些問題。比較有代表性的有損混凝土檢測技術(shù)如下：

3.1 鉆芯法

在建筑混凝土檢測中，鉆芯法是指在建筑混凝土結(jié)構(gòu)中，選取一個(gè)位置，使用專用鉆機(jī)垂直鉆進(jìn)一定深度，取出一截混凝土芯樣品，通過觀察、試驗(yàn)分析該樣品，來判斷混凝土構(gòu)件質(zhì)量。鉆芯法是一種典型的混凝土有損檢測工藝，在傳統(tǒng)技術(shù)條件下，其憑借直觀、便捷的優(yōu)勢，在建筑質(zhì)量檢測中被大量應(yīng)用[3]。鉆芯法的缺陷在于，其方法本身會(huì)直接對(duì)混凝土構(gòu)件造成一定的破壞，即使是在檢測之后會(huì)對(duì)鉆孔進(jìn)行修復(fù)，但是修復(fù)之后的混凝土構(gòu)件質(zhì)量顯然是不如完好如初時(shí)的狀態(tài)。同時(shí)，鉆芯過程中產(chǎn)生的振動(dòng)，也會(huì)直接影響混凝土構(gòu)件中材料的密實(shí)度，如果鉆進(jìn)位置選擇不合適，或是操作不規(guī)范，甚至?xí)饍?nèi)部鋼筋松脫的情況。并且，基于鉆芯法所檢測的結(jié)果，僅能代表樣品所在混凝土構(gòu)件較小區(qū)域范圍內(nèi)的質(zhì)量情況，如果要讓檢測結(jié)果更具代表性，就需要選取多個(gè)位置進(jìn)行鉆芯取樣，這在實(shí)際的檢測工作中是不現(xiàn)實(shí)的。另外，關(guān)于鉆芯法的使用，需要充分考慮混凝土粗骨料的粒徑以及構(gòu)件配筋率。比如，鉆芯法所取樣品的直徑不能超過混凝土粒徑的2倍。而如今建筑工程高度不斷升高的情況下，建筑混凝土配筋率也在增長，鋼筋間距多在100mm左右。基于此，合適的鉆芯樣品直徑應(yīng)控制在70mm以下。顯然，有損的本質(zhì)以及諸多的限制，都意味著鉆芯法已經(jīng)不適用于現(xiàn)代建筑混凝土質(zhì)量檢測。

3.2 后裝拔出法

該方法是指在已經(jīng)澆筑完成且硬化的混凝土表面鉆孔，使用專用工具磨槽，再嵌入錨固件和拔出儀，對(duì)極限拔出力進(jìn)行測定。通過拔出儀所測定出的極限拔出力，與商品混凝土標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度或設(shè)計(jì)強(qiáng)度進(jìn)行對(duì)比，以此判斷混凝土質(zhì)量。顯然，該方法在應(yīng)用時(shí)也會(huì)對(duì)混凝土構(gòu)件造成一定的損傷，尤其是在多次拉拔測試時(shí)，混凝土構(gòu)件局部會(huì)受到影響。并且，采用后裝拔出法所測定的指標(biāo)僅能作為判斷混凝土質(zhì)量的相對(duì)指標(biāo)，其可參考性存在局限。另外，該方法對(duì)實(shí)施人員的專業(yè)水平、經(jīng)驗(yàn)儲(chǔ)備有較高的要求，即不同人員在選取位置、拉拔實(shí)驗(yàn)方式中的差異，都可能影響檢測結(jié)果。

4 建筑質(zhì)量檢測中無損混凝土檢測技術(shù)的應(yīng)用要點(diǎn)

隨著現(xiàn)代建筑工程行業(yè)的不斷發(fā)展，各類先進(jìn)可接也逐步應(yīng)用到工程施工及維護(hù)管理之中。在建筑質(zhì)量檢測方面，各種無損檢測技術(shù)得到實(shí)踐應(yīng)用，且逐步替代了傳統(tǒng)的檢測方法。所謂無損混凝土檢測技術(shù)，主要是指在不損傷混凝土構(gòu)件的前提下，對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)特征、強(qiáng)度等進(jìn)行檢測的技術(shù)。

4.1 超聲波檢測技術(shù)

超聲波檢測技術(shù)是最早應(yīng)用于建筑工程質(zhì)量檢測中的無損檢測技術(shù)，其主要原理在于：超聲在不同介質(zhì)之間的傳導(dǎo)速率不同，因此混凝土密實(shí)度以及因其他質(zhì)量問題導(dǎo)致的成分變化情況，都將直接影響超聲波的傳導(dǎo)速度。為此，可以通過專用儀器向混凝土構(gòu)件中發(fā)出超聲波，通過信號(hào)接收裝置采集到的聲波回傳速率變化情況，來判斷混凝土構(gòu)件的密實(shí)度及均勻性。在當(dāng)下的技術(shù)條件下，超聲波檢測技術(shù)在建筑質(zhì)量檢測中展現(xiàn)出應(yīng)用便捷、效率高的優(yōu)勢[4]。

目前，相關(guān)領(lǐng)域在超聲波混凝土檢測技術(shù)的基礎(chǔ)之上，出現(xiàn)了一些更為先進(jìn)的技術(shù)，具有代表性的包括超聲相控陣技術(shù)、超聲衍射時(shí)差技術(shù)等。超聲相控技術(shù)主要是使用多壓電晶片集成探頭，通過晶片在一定時(shí)間規(guī)律條件下激發(fā)，在混凝土構(gòu)件中形成扇形覆蓋區(qū)。然后，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)對(duì)超聲波在混凝土表面的入射角進(jìn)行調(diào)整，逐步覆蓋更大的檢測范圍，再通過模擬圖像分析混凝土質(zhì)量。超聲衍射時(shí)差技術(shù)主要利用的是超聲波在鋼結(jié)構(gòu)中的衍射現(xiàn)象，通過監(jiān)測超聲波探頭發(fā)出的超聲波在鋼筋混凝土構(gòu)件中的傳播、穿透情況，來判斷是否存在鋼筋斷裂、焊縫缺陷問題。該方法在實(shí)際應(yīng)用中具有很好的精準(zhǔn)度，但是對(duì)使用的空間條件有較高要求。另外，一種更為先進(jìn)的電磁超聲檢測技術(shù)主要是利用電磁信號(hào)，對(duì)鋼筋混凝土構(gòu)件中的鋼結(jié)構(gòu)材料產(chǎn)生激勵(lì)作用，在其內(nèi)部形成超聲信號(hào)，再通過接收器對(duì)能夠反映混凝土構(gòu)件內(nèi)部質(zhì)量的電磁信號(hào)進(jìn)行接收。

4.2 射線探傷檢測技術(shù)

射線探傷檢測技術(shù)是使用專用設(shè)備向混凝土構(gòu)件發(fā)射具有穿透性的射線，通過對(duì)射線穿透程度的檢測分析，判斷混凝土結(jié)構(gòu)的密實(shí)度及強(qiáng)度。并且，如果接收的信號(hào)顯示射線傳遞過程中存在強(qiáng)弱變化，則表明鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中存在一定的缺陷。在當(dāng)前技術(shù)條件下，射線探傷檢測技術(shù)的信號(hào)變化情況可以直接顯示在底片上，為檢測人員提供可視化的分析依據(jù)。在實(shí)際應(yīng)用中，射線探傷檢測技術(shù)適用于對(duì)鋼筋混凝土構(gòu)件中的氣孔、夾渣現(xiàn)象的檢測，具有檢測效率高、結(jié)果準(zhǔn)確的優(yōu)點(diǎn)[5]。但是，該方法的技術(shù)成本比較高，無法在建筑質(zhì)量檢測中被大量應(yīng)用。

4.3 雷達(dá)檢測技術(shù)

在其他領(lǐng)域中廣泛應(yīng)用的雷達(dá)技術(shù)，憑借雷達(dá)波極強(qiáng)的穿透性和在各種介質(zhì)中的傳播能力，該技術(shù)在建筑質(zhì)量檢測中也有較好的應(yīng)用前景[6]。目前，在建筑混凝土檢測中，雷達(dá)檢測技術(shù)可以輔助探明鋼筋混凝土構(gòu)件中是否存在缺損、孔洞等質(zhì)量問題。在實(shí)際應(yīng)用中，通常需要技術(shù)人員做好雷達(dá)發(fā)射區(qū)域的設(shè)定，保證檢測范圍準(zhǔn)確無誤。發(fā)射雷達(dá)信號(hào)之前，做好信號(hào)預(yù)處理，并排除其他干擾源。如今在計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)的加持下，雷達(dá)檢測過程中的結(jié)果會(huì)同步在顯示屏上模擬出來，便于檢測人員對(duì)雷達(dá)信號(hào)傳遞的情況進(jìn)行直觀觀察，并分析混凝土構(gòu)件中是否存在質(zhì)量問題。雷達(dá)檢測技術(shù)具有操作簡便、結(jié)果準(zhǔn)確的優(yōu)點(diǎn)，并且其不僅能夠在混凝土質(zhì)量檢測中發(fā)揮作用，同時(shí)還能對(duì)混凝土構(gòu)筑物的承重、荷載情況進(jìn)行模擬分析[7]。

4.4 紅外成像檢測技術(shù)

該技術(shù)是利用紅外線在固體物中的穿透原理，結(jié)合軟件成像技術(shù)，將紅外線穿透情況直觀展示在模擬圖像上，為混凝土質(zhì)量檢測提供參考依據(jù)。目前用到的建筑紅外線檢測系統(tǒng)，主要是用電子設(shè)備對(duì)紅外線輻射信號(hào)進(jìn)行捕捉，然后將其轉(zhuǎn)化為溫度場分布圖像，再利用軟件的轉(zhuǎn)化功能，形成更直觀的三維圖像。和其他無損檢測工藝一樣，紅外成像檢測技術(shù)具有無損、應(yīng)用效率高的優(yōu)勢，并且通過該技術(shù)所得到的成果具有更好的直觀性。

4.5 回彈法

回彈法是目前在建筑質(zhì)量檢測中應(yīng)用率最為廣泛的檢測技術(shù)之一，其主要是利用回彈儀對(duì)混凝土構(gòu)件表面進(jìn)行敲擊，由儀器捕捉回彈數(shù)值，以便分析混凝土強(qiáng)度是否達(dá)到要求。該混凝土檢測技術(shù)的主要原理是：利用彈簧擊錘去彈擊混凝土，在獲得來自于混凝土構(gòu)件的反作用力后，產(chǎn)生反彈距離，再將反彈距離轉(zhuǎn)化為反彈力，進(jìn)而分析混凝土結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。回彈法的優(yōu)勢在于操作簡單、成本低，并其可以由非專業(yè)人士在多個(gè)位置進(jìn)行操作，且一般不會(huì)對(duì)混凝土構(gòu)件造成損傷。但是，該方法技能測試混凝土表面較淺范圍內(nèi)的強(qiáng)度情況，無法對(duì)大體積混凝土構(gòu)件進(jìn)行全面的檢測。另外，該方法會(huì)受到儀器質(zhì)量、操作方式等方面的影響，因此其結(jié)果僅能作為其他檢測結(jié)果的參考性依據(jù)[8]。

5 結(jié)語

綜上所述，在城市化進(jìn)程加快的背景下，建筑物的建造規(guī)模、高度都在不斷增加，如何做好其質(zhì)量管理是相關(guān)單位需要思考的重點(diǎn)問題。在針對(duì)建筑進(jìn)行質(zhì)量檢測的過程中，混凝土檢測是非常關(guān)鍵的環(huán)節(jié)。在實(shí)際檢測中需要逐步淘汰傳統(tǒng)落后的混凝土檢測技術(shù)，將更為先進(jìn)的無損檢測技術(shù)應(yīng)用到實(shí)踐之中。在多數(shù)情況下，應(yīng)當(dāng)結(jié)合建筑物的實(shí)際情況，靈活采用不同的混凝土無損檢測技術(shù)，或是將多種技術(shù)綜合起來，確保檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性，為建筑工程施工質(zhì)量管理及建筑維護(hù)提供可靠依據(jù)。