谈混凝土强度的无损检测法

摘要：本文笔者根据多年工作经验及结合近年来在混凝土强度无损检测方面取得的研究成果；对混凝强度的无破损检测法进行阐述。

关键词：混凝土强度；无破损检测；

中图分类号：TU375 文献标识码：A 文章编号：

一、混凝土强度无损检测基础理论

混凝土强度无损检测方法必须建立在混凝土的强度与适当物理量之间的相互关系的基础上。为了寻找与混凝土强度密切相关，而又能在结构或构件上用无损方法直接测量的物理量，往往采用回归法和演绎法。

目前，常用的无损检测强度方法多是通过混凝土应力应变性质或密实度和空隙率来推算混凝土强度。因此，必须建立混凝土应力应变性质及空隙率与强度的理论关系。同时研究结果还表明，要用材料密度或空隙率指标测定混凝土强度时，虽然空隙率是强度的主要影响因素，但仅仅反映空隙率是不够的，还必须把材料潜在强度和孔结构作为重要参考因素，才能提高检测精度，从而为某些以空隙率为推算强度依据的无损检测方法，如射线法、渗透法等，指明了方向。

二、混凝土强度无损检测方法

近年来，非破损法、局部破损法和综合法是目前混凝土现场检测的常用方法，非破损方法日前常用的有回弹法、超声回弹法；局部破损法日前常用的有钻芯法、后装拔出法、剪压法、贯入法；综合法是半破损与非破损的综合应用，常用有钻芯—回弹法，钻芯—超声回弹法；在我国，钻芯法、后装拔出法、贯入法、综合法、回弹法、超声回弹法都有应用，但限于检测技术、检测设备、检测费用等原因，一般建筑工程质量检测机构和建筑公司试验室主要是采用钻芯法、回弹法、超声回弹法。

1、钻芯法

钻芯法是一种简便、直观、检测精度较高的局部破损的检测方法。该法是利用钻芯机直接在结构混凝土上钻取芯样，然后进行抗压试验，以芯样强度评定结构混凝土强度。由于钻芯法的测定值就是圆柱状芯样的抗压强度，即参考强度或现场强度。它反映的是同条件养护龄期的混凝土强度，它与立方体试件抗压强度之间，无需进行某种物理量与强度之间的换算。因此，普遍认为这是一种较为直观、可靠、精度高的检测手段，已为较多的国家所采用。

1.1检测部位的选择

在实际工程中，钻芯时会对结构混凝土造成局部损伤，因此在选取芯样部位时，首先应选择受力较小的构件钻取芯样，比如说，如果是住宅工程，在检测阳台挑梁的混凝土强度时，可选在阳台挑梁的拖梁上钻取芯样(距外墙为1m左右)；其次，由于混凝土浇筑过程中受施工现场的施工条件、养护等条件的影响，各部

位混凝土强度不一致，因而，钻芯取样部位应选择混凝土强度有代表性的部位；再次，应根据结构设计图、设备图选择钢筋较少的部位，或先用钢筋检测仪检查混凝土中钢筋所在的具置后，再避开钢筋及其它预埋件，便于钻芯机安放与操作的部位，确定钻芯位置。

1.2芯样的尺寸

大量的试验研究表明：高度和直径均为100mm的芯样的抗压强度，基本相当于边长为150mm立方体试块的抗压强度。同时小直径芯样70-75mm芯样抗压强度与标准芯样试件的抗压强度基本相当，因此在《钻芯法检测混凝土强度技术规程》(CECS03:2007)中规定，用直径100mm，高径比为1:1的芯样试件作为钻芯法试验的标准试件，同时增加了小直径芯样的应用，同时由于加工水平的提高，加工芯样已完全能够满足高径比为1:1的要求，所以将换算系数取消。

2、回弹法

回弹法是利用一种弹簧驱动的重锤，通过弹击杆(传力杆)，弹击混凝土表面，并测出重锤被反弹回来的距离，对回弹值(反弹距离与弹簧初始长度之比)作为与强度相关的指标，来推定混凝土强度的一种方法。由于测量在混凝土表面进行，所以应属于表面硬度法的一种。用回弹法检测混凝土抗压强度，虽然检测精度不高，但设备简单、操作方便、测试迅速，以及检测费用低廉，且不破坏混凝土的正常使用，故在现场直接测定中使用较多。

2.1工作原理

回弹法工作原理是根据混凝土的抗压强度与其表面硬度之间存在某种相关关系，通过回弹仪的弹击锤被一定的弹力打击在混凝土表面上，而其回弹高度与混凝土表面硬度成～定的比例关系。因此以回弹值反映混凝土表面硬度，根据表面硬度则可推求混凝土的抗压强度。

2.2特点分析

在各种测试方法中，回弹法操作最简单，费用最低廉，检测效率最高，检测数量可灵活，且被测物的形状一般不受限制，但对构件尺寸、使用条件有限制。在工程结构实际检测时，还应该注意以下使用条件问题：布置测区的面积不宜大于0.04m2，测区表面应清洁、平整、干燥，不应有接缝、疏松层、饰面层、粉刷层、浮浆、油垢、蜂窝、麻面等；对于体积小、刚度差的构件应设置支撑加以固定；用回弹法检测混凝土的龄期为14～1000d，不适用于表层及内部质量有明显差异或内部存在缺陷的混凝土构件和特种成型工艺制作的混凝土的检测；回弹法精度相对较差，由于它是利用表层混凝土(1～3mm)的质量来推断混凝土的整体质量，因此在有些情况下不宜采用。

2.3影响检测的因素分析

在检测过程中，以下因素常影响检测结果：首先是回弹仪的影响。由于其回弹仪使用频繁，且受施工现场各种条件及回弹仪自身稳定性等因素的影响，随着时间的延长，工作状态会逐渐偏离标准状态，从而导致回弹仪测试结果的偏差，因此，在有效检定期内应按规定进行常规保养，使回弹仪保持标准状态,率定值80±2；其次是回弹仪使用条件的影响，根据规程规定回弹仪使用时的环境温度应为-4℃～40℃。环境温度过高或过低都对回弹仪的性能有影响。

3、超声-回弹综合法

超声-回弹综合法检测混凝土抗压强度是一种原位无损检测方法，它是根据实测声速值和回弹值综合推定混凝土强度的方法，采用带波形显示器的低频超声检测仪，并配置频率50-100kHZ的换能器，测量混凝土中的超声波声速值，以及采用弹击锤冲击能量为2.207J的混凝土回弹仪，测得其回弹值。通过测强曲线来换算混凝土抗压强度的一种检测方法。该方法科学、简单、便捷。

3.1适用条件

超声-回弹综合法要求被测混凝土的内外质量基本一致，当混凝土遭受高温、冻害、化学侵蚀、表面粉刷、火灾等表面损伤时，混凝土内外质量存在较大的差异，则不适用该法进行检测。

3.2特点分析

首先超声-回弹综合法超声测区布置同回弹法基本一致。一般采用对测和角测的方法进行，当被测构件只有一个检测面时，可采用单面平测。在进行实际对测检测时，一般采用对角线的方法布置3个测点，检测应注意被检测混凝土应饱满，避开有钢筋密集区或其它预埋件的边缘等地方。其次对于耦合剂的选择也应根据温度和检测条件的变化进行变化，其选择的基本原则是保证换能器辐射面与混凝土测试面达到完全面的接触，保证耦合良好。再次，必须测强曲线的适用范围，粗骨料是卵石还是碎石，以便按照标准《超声回弹法检测混凝土强度技术规程》CECS02：2005进行检测。

4.综合法

所谓综合法就是采用两种或两种以上的无损检测方法，获取多项物理参量，并建立强度与多项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强度。由于综合法采用多项物理参数，能较全面地反映构成混凝土强度的各种因素，并且还能抵消部分影响强度与物理量相关关系的因素，因而它比单一物理量的无损检测方法具有更高的准确性和可靠性。目前常用的有综合法有钻芯-超声回弹综合法、钻芯—回弹综合法等，其中超声-回弹综合法已在我国广泛应用，并以制定相应的技术规程。

结语

上述问题应该从规范之间的协调和对应关系来着手解决，无论采用何种检测方法，其最终的评定都应回归到《混凝土强度检验评定标准》GB/T50107-2010的原则上来，防止出现双重标准。这样，检测结果才具有合理性与公正性，反映结构的真正强度值。

参考文献：

［1］新编混凝土无损检测技术编写组.新编混凝土无损检测技术（应用新规范）［S］.北京：中国环境科学出版社，2002.

［2］李珂，徐博.钻取小直径芯样检测结构混凝土强度方法的研究［J］.郑州经济管理干部学院学报，2002（4）90～92.

［3］肖建庄，李佳彬，孙振平.回弹法检测再生混凝土抗压强度研究［J］.四川建筑科学研究，2004（4）：