淺談高強混凝土現場檢測技術的運用

摘要：高性能混凝土是近年來混凝土材料發展的一個重要方向，高性能是指混凝土具有高強度，高耐久性，高流動性等多方面的性能，而就高強度而言，抗壓強度大于C50的混凝土屬于高強混凝土。[1]采用高強混凝土可以有效減小構件的截面尺寸，減輕整體結構自重，進而獲得較大的經濟效益，有著良好的應用前景，因此，與高強混凝土相配套的檢測技術的需要得到重視。本文簡要介紹了目前我國采用較多的混凝土現場檢測技術并對它們加以比較，并分析各種檢測方法的優劣。

1 引言

抗壓強度大于C50的混凝土被認為屬于高強混凝土。提高混凝土的強度可以突破鋼筋混凝土結構在超高層，大跨結構中應用的瓶頸；在普通高層框架結構中應用高強混凝土可以有效降低構件的截面高度，減少材料用量以及結構自重，以實現結構的優化。目前，我國已能制造出C100的混凝土，而在世界范圍內，高強度混凝土的新的制造工藝也在不斷涌現。與普通混凝土相比，高強度混凝土除擁有強度高的優點之外還擁有自身的一些特點，比如脆性較大，與鋼筋的共同變形能力減弱等。這些特點使結構的延性及抗震性能降低，給結構設計人員帶來了新的難題，也使我國在高等混凝土的應用方面一直較為謹慎。已應用于實際工程的高強度混凝土需要在正常使用過程中進行嚴格的質量監控與檢測而高強混凝土的新性能也給檢測技術本身提出了更高的要求。

2 國內常用的混凝土檢測技術及其在高強混凝土檢測中的應用

目前國內常用的混凝土檢測技術有回彈法，鉆芯法，超聲法，后裝拔出法四種。下分別介紹各種方法及其在高強混凝土檢測中的實際應用。

2.1 回彈法

回彈法是應用回彈儀通過測定混凝土表面硬度的方法來推斷混凝土的強度，是一種非破損檢測方法。[2]由于對于已建造完成的結構沒有明顯損壞，并且操作簡便，目前已成為我國檢測混凝土結構的主要方法。在對高強混凝土結構進行現場檢測時，因為高強混凝土的制備工藝更加特殊，造價相對較高，且高強砼對結構的整體性要求較高，不宜對結構造成破壞，所以回彈法依然是較為理想的一種檢測方法。然而，由于高強混凝土的強度較高，普通混凝土回彈儀（標稱動能2.207焦耳）已不適用于高強混凝土強度的檢測已經成為混凝土無損檢測技術領域的共識。所以，根據高強混凝土的特點國內一些研究單位研發了新型的，具有更高標稱動能的回彈儀。經過大量實驗以及對實驗結果的研究分析，中國建筑科學研究院采納了GHT450型（標稱動能4.5焦耳）的回彈儀并制定了相應的企業標準。每次使用回彈儀之前都要對其進行率定。高強混凝土回彈法的一般步驟與普通混凝土的回彈法步驟沒有本質差別，但相應的強度換算公式需加以調整。

2.2 鉆芯法

鉆芯法是采用專用的水冷式鉆機在結構混凝土構件上直接鉆取標準芯樣時間或小直徑芯樣試件進行實驗室抗壓強度試驗，從而檢測混凝土強度及混凝土內新缺陷的一種方法，這種方法的優點是能夠直觀地結構中混凝土構件的性能，能夠得到較為準確的混凝土強度及性能的數據，但由于鉆芯法是一種半破損檢驗方法，在實際工程中應用并不廣泛，在普通鋼筋混凝土結構檢測中，往往是將回彈法與鉆芯法相結合，則可以得到較為滿意的檢測結果。但對于高強混凝土構件，由于高強混凝土材料的脆性較大，鉆芯時可能產生連帶破損，并且鉆芯可能影響結構整體性，故鉆芯法一般不應用于高強混凝土的檢測，至今也未出臺用鉆芯法檢測高強混凝土的相關規范與相應公示。

2.3 超聲法

超聲法是利用混凝土的抗壓強度與超聲波在混凝土中的傳播參數（如聲速、衰減等）之間的關系來檢測混凝土強度的一種檢測方法。超聲法也是一種非破損檢測方法，因而其應用范圍也在不斷擴大。對于檢測質量要求較高的一些工程往往采用超聲回彈綜合法，這樣可以發揮兩種方法的優點，提高檢測精度。對于高強度混凝土而言也易將回彈法和超聲法結合起來使用，因為超聲波的聲速在介質強度增長到一定程度后增大的速度開始降低，使超聲法對于強度較高的混凝土材料的強度反應變得遲鈍，所以不易單獨使用超聲法檢測高強度混凝土強度。

2.4 拔出法

后裝拔出法是用金屬錨固件預埋入未硬化的混凝土澆筑構件內，或在已硬化的混凝土構件上鉆孔埋入一膨脹螺栓，然后測試錨固件或膨脹螺栓被拔出的拉力，由被拔出的錐臺形混凝土塊的投影面積確定混凝土的拔出強度，并由此推算出混凝土的立方體抗壓強度，也是一種半破損試驗的檢測方法。拔出法顯然對混凝土構件有一定損害，但損壞相對較為輕微，然而檢測程序較為繁瑣，尤其是需要預埋錨固件或對構件打入膨脹螺栓，檢測成本也相對較高，故在國內使用并不廣泛。但是，拔出法在世界范圍內的應用已經達到了較高的水平，主要是因為其測試得到的結果較為準確，且應用范圍較廣，目前已經能檢測出立方體抗壓強度高達85.5MPa的高強度混凝土構件強度[3]，而85.5MPa遠非拔出法的測強限值。因此，拔出法在今后高強混凝土檢測中的應用前景還是比較樂觀的。

3 結語

隨著我國經濟社會的不斷發展，輕質高強的高強度材料在我國建筑行業的應用會越來越多，對于新型材料，需要大量的實驗資料來確定其應用方法，故結構檢測十分重要。高強度混凝土的現場檢測技術還存在著沒有解決的問題，希望有關部門加緊對其進行完善。

參考文獻

[1]高等混凝土結構學趙國藩北京機械工業出版社2005.8

[2]土木工程結構試驗與檢測劉明北京高等教育出版社2008.1

[3]高強混凝土現場檢測技術的研究與應用寇堅岳峰