新常态下混凝土结构实体强度评定方法的选择与建议

刘丽丽，李长龙

（1．淮安市建筑工程质量检测中心有限公司，江苏 淮安 223001；2．淮安盖特建材科技有限公司，江苏 淮安 223002）

0 引言

近年来，随着我国经济的快速发展与建筑业的进步，混凝土作为建筑的主材之一，需求量逐年增大。而党的十八大以来，随着国家对环保工作重视程度的提高，环保监察力度的加大，一些无资质、环保不达标的矿山开采场、点被依法取缔，河砂、湖砂等无序开采被叫停，砂石价格暴涨，市场上一时出现供不应求的局面，因此也导致部分砂石骨料品质下降，有的供应商为了谋取利益甚至掺入钢渣等具有膨胀性质的骨料，更有甚者开始以未经淡化处理的海砂充当湖砂，给混凝土的质量埋下了巨大隐患。一些地区，房屋出现楼板爆裂、混凝土脱落、钢筋锈蚀等现象，鉴于此，为了更有效的控制工程质量，对人民群众的生命财产安全负责，对混凝土工程结构实体的质量验收工作也提出了更高的要求。

结构实体混凝土质量评定，一般包括力学性能和长期耐久性能，而力学性能，也是确保结构安全的最基本物理性能。本文着重从力学性能——抗压强度的角度，讨论采取一种或几种方法更客观、准确的评定混凝土强度。

1 各种测试方法及其相应优缺点分析

在我国，目前评定混凝土材料强度，是以标准养护试件的强度作为评定依据，评定实体混凝土强度，主要以同条件养护试件的强度作为评定依据。两类试件按相关规范同时符合强度验收标准，即可判定混凝土实体结构合格。而实际操作过程中，用试件评定由于其批量混凝土的生产、浇筑、结构尺寸、环境温湿度等的不同，具有一定的局限性，因此，对结构实体的实测就更加客观、直观、有代表性。混凝土实体强度的测试评定方法较为常用的目前有回弹法、取芯法、超声回弹综合法三种。

1.1 回弹法

回弹法亦为表面硬度法，它是利用混凝土表面硬度与强度之间的相关关系来推定混凝土强度的一种非破损方法。目前我国所采用的回弹仪，其标准状态下的冲击能量为 2.207J，示值系统为多为指针直读式（或数显式）。检测时，通过对建筑结构实体混凝土的回弹，得到回弹数据，再测试碳化深度，根据测强曲线推定出结构实体混凝土的强度。该方法方便快捷，适用于普通成型、龄期为 14～1000d、抗压强度在 10～60MPa、表面干燥、内外质量差异不大的混凝土。而且检测价格低，普遍被工程检测所使用。对有些特殊材料、特殊工艺、特殊部位的混凝土需借助专用测强曲线才能检测。

回弹法作为一种无损检测方法，所使用仪器轻便、操作简单，测区布置灵活，测试范围广。由于回弹法是根据混凝土的表面弹性特征与某些物理量的相关性为基础，间接反映构件的强度，当这种相关性受到某种因素的影响时（如，混凝土内部质量与表面质量存在较大差异时），其测定结果的误差往往较大。

1.2 钻芯法

钻芯法是在结构混凝土中钻取直径 100mm 的标准芯样进行试压，从而测定结构混凝土强度的一种半破损方法。它适用于龄期较长的混凝土及强度不低于 C10等级的混凝土的检测。它是一种直观、可靠和准确的方法，能较好的反映混凝土实际强度状况，对用非破损法无法准确确定混凝土构件强度的，可用钻芯法进行修正。

在下列情况下，亦可以进行钻取芯样检测其强度：

（1）对立方体试块的抗压强度产生怀疑。其一是试块强度很高，而结构混凝土外观质量很差，其二是试块强度较低而结构外观质量较好或是因为试块形状、尺寸、养护等不符合要求而影响试验结果准确性。

（2）混凝土结构因水泥、砂石质量较差或因施工、养护不良发生质量事故。

（3）采用非破损方法检测时，如所测部位表层与内部质量有明显差异，或者使用期间遭受化学腐蚀、火灾，硬化期间遭受冻害的混凝土均可采用钻芯法检测其强度。同时芯样上裂缝大小、骨料分布、颜色情况等亦能直观反映混凝土内部质量情况。

但钻芯对结构混凝土造成局部损伤，可能损伤钢筋，降低结构的承载力。而且取芯操作不便，工艺复杂，检测费用高。因此，钻芯法一般仅适用于复核、校准之用。

1.3 超声回弹综合法

采用超声仪和回弹仪，在结构混凝土同一测区分别测量声速值及回弹值，根据混凝土强度与硬度，以及超声波在混凝土中传播之间的关系推定强度等级的一种非破损方法。它的特点是既能反映混凝土表层情况，亦能反映内部质量，从而全面反映混凝土整体质量。此法较单一的回弹法与超声法相比减少了混凝土龄期与含水率的影响，因而精度较高，适用于龄期为 7～2000d、混凝土强度为 10～70MPa 的混凝土。但不适用于检测因冻害、化学侵蚀、火灾、高温等已造成表面疏松、剥落的混凝土。

2 各种测试评定方法的试验、数据汇总与分析

2.1 在试验室做下列试验，汇总数据

（1）选取 C30 预制梁构件 28 天的标准立方体试件共 8 块，分别对其进行回弹法和超声回弹综合法的测试，然后对试件进行破坏试验。

（2）在预制梁构件上选四处分别对其进行回弹法和超声回弹综合法的测试，再在相应位置各自钻取 1 个芯样进行表面处理后进行破坏试验。对比试验结果见表1。

表1 标准试件和预制梁混凝土芯样的试验结果

2.2 试验数据的初步分析

从表1 可知：回弹法试验误差在 -8.15%～13.66%之间不等，综合法试验误差在 -6.52%～4.92% 之间不等，综合法试验结果比回弹法试验结果误差小，结果更为准确。因而在用非破损方法检测混凝土强度时，应优先选择综合法。

钻芯法是检测混凝土强度准确性最高的方法，但是其对构件有一定程度的破坏，因而在检测过程中，必要的时候才采取此种方法。当检测构件的混凝土符合CECS02:2005《超声回弹综合法检测混凝土强度技术规程》时，建议优先选择综合法，检测精度相对较高、操作相对方便；当检测构件状态很好地符合 JGJ/T 23—2011《回弹法检测混凝土抗压强度技术规程》时，可以运用回弹法检测，此法检测费用低、速度快。在非破损方法的基础上运用钻芯法进行修正，可进一步提高强度的测试精度，在必要时是较为客观、可行的一种方法。

3 结论与建议

混凝土的质量直接影响工程的实体质量和结构安全。混凝土的强度是混凝土质量的一项关键指标。一般情况下以混凝土标准养护试块和同条件养护试块强度来评定混凝土强度。但是有时由于试块因为离散性太大而无效，或者同条件养护试块未达到或超过 GB 50204—2015《混凝土结构工程施工质量验收规范》中规定的等效养护龄期，无法准确地反映现场混凝土实际质量情况，需要通过现场检测手段推定混凝土的实际强度。现场检测混凝土强度的方法，建议按以下方法选用：

（1）回弹法检测操作方便、取得结果便捷，不破坏实体结构，可作为常规实体混凝土强度检测的方法，对有些特殊材料、特殊工艺、特殊部位的混凝土需借助专用测强曲线才能检测。

（2）取芯法直观、可靠、准确，能较好地反映混凝土实际强度状况，但会对混凝土结构造成破坏，且费用较高，对用非破损法无法测试结果有怀疑的，可用钻芯法进行修正。

（3）超声回弹综合法既能反映混凝土表层情况，亦能反映内部质量，从而能全面反映混凝土整体质量，精度较高，但由于需采用超声仪和回弹仪相结合，一般不经常使用，建议在工程实践中尝试。

（4）当回弹法测试结果值得质疑时，建议直接在回弹数据最低的结构部位取芯试验，若合格即可评定整个批次合格，若不合格，再采取其他方法扩大、批量检测，是最快捷有效的方法。