商品混凝土强度非破损检测方法的研究

唐永新

摘要：在现代工程建设中，商品混凝土应用十分普遍，对工程质量、安全起着决定性作用，所以，必须确保商品混凝土强度达到工程需求。本文就对商品混凝土强度非破损检测方法展开探讨，以期为商品混凝土实际应用提供一定帮助。

关键词：商品混凝土；强度；非破损检测方法；探究

中图分类号：TU755.7 文献标识码：A 文章编号：1674-3024（2016）08-01-02

前言

商品混凝土作为现代工程建筑必不可少的材料，在应用时，不同的工程对其强度要求也有所差异，如果商品混凝土强度出现问题，就会给工程质量造成隐患，甚至引发安全事故。因此，对商品混凝土强度检测就十分必要，如何在不破损混凝土基础上检测其强度，就成为当前建筑行业关注的一项重点内容。混凝土是现代建筑材料中主要的结构材料之一，其使用量大，应用范围广，生产技术为完全的工业化，因而质量管理和控制就显得十分的重要。混凝土原组成材料的偏差，配合比、拌和捣制以及养护的生产工艺不当，也可能导致混凝土的质量、强度和耐久性的下降，直接危及整个结构的安全。因此，加强混凝土强度检测技术试验研究，加强对混凝土质量控制已经成为建筑工程技术人员所面临的重要课题之一。众所周知，混凝土主要质量指标历来是以标准试件的抗压强度为依据的，抗压强度试验在全世界已沿用多年，成为混凝土和钢筋混凝土结构设计、施工及验收的基本依据。

1混凝土强度无破损检测理论

商品混凝土强度检测的目的是确保混凝土强度等级的可靠，以便更好的指导施工，为建筑施工质量提供保障。混凝土强度检测的方法有很多种，但效益最好，最受业内人士欢迎的检测方法为无损检测法，这种方法不会对商品混凝土强度造成破坏，不损检测结果，具有极好的强度检测效果，下面结合混凝土强度检测实际，对商品混凝土强度的无破损检测方法和检测技术作详细分析。混凝土强度检测以无破损为前提，检测原理建立在混凝土强度和混凝土各项物理量之间的相互关系上，简单来说，混凝土强度变化与混凝土物理量之间是存在一定关系的，而找出两者之间的关系，便是混凝土强度检测的目的。

国内目前所采取的混凝土强度无破损检测方法有很多，归纳为两类后，主要包括回归法和演绎法。生活中应用频率较多的混凝土强度无破损检测方法坚持以下原则：（1）建立混凝土强度和混凝土应变性质、空隙率关系；（2）通过混凝土的应变性质、空隙率来推断混凝土的强度：（3）检测时要注意考虑混凝土材料密度，因为混凝土材料密度也会对混凝土强度产生影响，单纯的依靠空隙率来推算强度并不可靠；（4）混凝土原材料的强度、材料孔结构也会对强度产生影响，混凝土强度无破损检测中，只有将上述四项原则作了充分的、系统的考虑，检测得出的混凝土强度值才会更加精确，无破损检测才更有效。

2商品混凝土强度非破损检测概述

2.1基本原理

顾名思义，商品混凝土强度费破损检测就是在不对混凝土结构产生破坏的基础上，通过对混凝土物理量、强度间关系的分析。来检测其强度大小，其依据的原理即混凝土物理量、强度间有特定关系，当物理量出现变化时，强度也会产生相应改变，以此来测定强度值。混凝土的强度是指混凝土受力达到破坏极限时的应力值。因此，要准确测量混凝土的强度，必须把混凝土试件或构件加载至破坏极限，取得试验值后试件已被破坏。而结构混凝土强度的无破损测试方法，就是要在不破坏结构或构件的情况下，取得破坏应力值，因此只能寻找一个或几个与混凝土强度具有相关性，而测试时又无损于混凝土受力功能的物理量作为混凝土强度的推算依据。所以无破损检测方法所得强度值，实际上是一个间接推算值。它和混凝土实际强度的吻合程度，取决于该物理量与混凝土强度之间的相关性。无破损法以混凝土强度与某些物理量之间的相关性为基础，检测时在不影响结构或构件混凝土任何性能的前提下，测试这些物理量，然后根据相关关系推算被检测混凝土的标准强度换算值，并据此推算出强度标准值的推定值或特征强度。属于这类方法的有回弹法、超声脉冲法、射线吸收与散射法、成熟度法等等。这类方法的特点是测试方便、费用低廉，但其测试结构的可靠性主要取决于被测物理量与强度之间的相关性。因此，必须在测试前建立严格的相关公式或校准曲线。由于这种相关关系往往受许多因素的影响。所以，所建立的相关公式有其局限性，当条件变化时应进行种种的修改，以保证检测结果的可靠性。如上所述，混凝土强度的无破损检测方法有回弹法、超声波法、超声回弹综合法、射线吸收与散射法等。不同检测方法的检测原理、检测精度和检测技术要求都是不同的商品混凝土强度非破损检测在当前工程领域有着广泛的应用，包括老旧建筑物安全检测、施工质量控制等，具有传统检测技术难以比较的优势，在建筑行业中发挥着重要作用：具有较高的技术性与检测标准，也是衡量国家质量检测水平的一个指标。

2.2类型

在商品混凝土强度非破损检测技术中，根据其检测目的的不同，主要有混凝土强度检测、混凝土内部缺陷等强度之外两种检测：根据其检测原理不同，主要有物理检测法与化学检测法两种。

2.3特点

相较于传统检测方法，商品混凝土强度非破损检测的特点有：

一是不会对检测对象产生破坏，检测对象本身结构保持完整。性能不会发生改变，可以被继续应用。

二是可以避免标准试块误差导致的检测失真问题，非破损检测可以直接将建筑物混凝土结构作为检测物，无需制作标准试块，提高了检测的准确性。

三是检测结果更为全面，除了可以检测强度外，在检测过程中，还可以发现混凝土存在的不均匀、内部孔洞等问题，及时发现质量隐患，并为问题的解决提供准确依据。

四是检测效率高、范围广，在非破损检测中，通过利用红外线等现代技术，可以不接触检测对象就完成检测，省略了脚手架搭设等环节，检测效率大大提升；同时，除了可以应用在新工程检测外，也可以在已有建筑检测中应用。

3商品混凝土强度非破损检测方法

3.1钻芯法

钻芯法适用的范围主要是局部破损，在实际操作中，采取专门的钻机，从被检测对象上取得圆柱体芯样，通过对芯样强度的检测试验，来确定被检测对象的强度，是许多国家标准的混凝土强度检测方法，具有便捷、精准以及直接等优点。

但是，钻芯法也存在一定不足，主要体现有：（1）钻芯法需要从检测对象上取样，会在一定程度上损伤检测对象，尤其是在钻芯位置选择不当的情况下，检测对象使用性能都可能被改变，影响检测对象的正常使用：（2）钻芯法使用的钻机是专用的，其体积、自重相对较大，无法灵活移动，会增加钻芯取样的难度与成本；（3）在钻芯法中，完成取样后，需要修补钻芯部位，其修补难度较大，尤其是出现取样过程钢筋被钻断情况时，难度、成本成倍增加，降低检测的经济性。

在钻芯法应用中，对芯样的测量包括高度、直径、平整度以及垂直度等，检测强度的影响因素主要是芯样补平方式。

3.2回弹法

回弹法是一种推算方法，推算的基础是混凝土表面硬度，其检测过程是使用弹击杆来对混凝土表面进行弹击，根据弹击杆弹击后产生的反弹高度或距离，计算出弹击杆回弹值，进而推算混凝土强度，其依据的基本原理是混凝土表面硬度与抗压强度间有特定关系，而弹击杆回弹高度（距离）、混凝土表面硬度间存在比例关系，所以，弹击杆回弹高度与混凝土强度间是存在关系的，由弹击杆回弹高度可以推算出混凝土强度。

回弹法的优点主要有方法简单、检测效率高、无需大型设备、检测成本低、对检测物形状无要求等，但是，回弹法并不是直接得出检测结果的，且直接检测的对象也非混凝土强度，而是通过推算得到的，检测精确度缺乏保障、不够科学严谨是其存在的显著弊端。

在回弹法的实际应用中，需要注意的要点有：（1）在测量前，先做好检测准备工作，检测点的区域面积应控制在0.04m²以内，且要做好检测区的处理。确保检测区表面平整、无杂物，对于有麻面、蜂窝以及接缝、疏松层等情况的构件，由于其表面硬度并可靠，也不宜使用回弹法：（2）在检测点选择时，应当与试件边缘保持30mm以上间距，相邻的测点间距不宜小于20mm；（3）如果被检测构件体积偏小、刚度较低时，需要对其进行支撑固定，避免弹击杆检测时出现位移。影响检测结果；（4）当被检测混凝土龄期在14-1000d范围内时，如果混凝土采取的是特种成型工艺或有表层、内部存在明显的质量差异及缺陷，不适宜采用回弹法；（5）回弹法检测结果的精度较低，在一些特殊情况时，也不适合应用此法。

根据回弹法的检测原理与实际操作过程，在对混凝土强度的检测中，检测结果精度的影响因素包括外界环境、回弹仪、回弹仪使用条件以及测量准确度等等，其中，回弹仪作为回弹检测的主要仪器，如果其本身存在误差，检测结果自然也就会出现偏差，与实际并不相符；在混凝土强度检测中，需要多次使用回弹仪，在经过较长时间后，仪器的工作状态可能会发生变化，给检测结果造成影响：在使用环境上，回弹仪规定的使用环境温度应控制在-4～40℃，如果超出这个范围，检测结果的精确性也会降低。

3.3综合法

顾名思义，综合法就是综合采用多种方式检测混凝土强度的方法，在当前国际中常用的有钻芯-回弹综合法、回弹一超声综合法。综合法可以集中两种或多种检测方法的优势，使两者起到互补作用，避免检测结果受到某些客观因素的干扰，从而提高检测结果的准确性、可靠性，在混凝土强度非破损检测应用较为广泛。

在应用综合法检测时，两种或多种检测方法可以分别测得被检测对象的多个物理参量，这些参量并不完全重复，根据混凝土检测、性能的相关知识，可以建立起多项物理参量与混凝土强度间的关系，从多个不同的角度来对混凝土强度进行分析，避免单一物理量不准确导致检测结果失真的情况，

以回弹一超声综合法为例，其测得的物理参量包括混凝土表面硬度回弹值、超声波在试件中传播时间，其中，回弹值与混凝土硬度关系如上所述，超声波传播时间主要反映的是混凝土密实度，而密实度与强度间存在一定关系，故而，超声波传播时间与混凝土强度是存在关系的：在构建相应的关系式后，即可根据此两项与强度间的关系，确定混凝土的强度。

在回弹一超声综合法中，影响检测强度的因素主要有以下几点：（1）水泥类型，普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥在同等强度下，其测得的超声波传播时间是有所差异的；（2）原材料配合比，配合比的不同会导致混凝土组分出现差异，而各组分本身声学特性也有所不同，在不同比例下，测得的传播时间不同；（3）外加剂的影响，外加剂会影响混凝土构成组分比例，影响测量结果。

4结束语

综上所述，随着我国社会经济的迅猛发展，工程建设项目也不断增加，对商品混凝土应用的需求持续增长。在工程项目中，商品混凝土通常都是作为结构主体来应用的，其强度高低决定着结构的安全，因此，了解并掌握非破损检测技术，在不伤害商品混凝土本身构造的同时，确定其强度等级。为其实际应用提供准确依据，对工程建设水平提升有着重大意义。混凝土是现代建筑材料中主要的结构材料之一，其使用量大，应用范围广，生产技术为完全的工业化，因而质量管理和控制就显得十分的重要。混凝土原组成材料的偏差，配合比、拌和捣制以及养护的生产工艺不当，也可能导致混凝土的质量、强度和耐久性的下降，直接危及整个结构的安全。因此，加强混凝土强度检测技术试验研究，加强对混凝土质量控制已经成为建筑工程技术人员所面临的重要课题之一。