商品混凝土強度非破損檢測方法的研究

唐永新

摘要：在現代工程建設中，商品混凝土應用十分普遍，對工程質量、安全起著決定性作用，所以，必須確保商品混凝土強度達到工程需求。本文就對商品混凝土強度非破損檢測方法展開探討，以期為商品混凝土實際應用提供一定幫助。

關鍵詞：商品混凝土；強度；非破損檢測方法；探究

中圖分類號：TU755.7 文獻標識碼：A 文章編號：1674-3024（2016）08-01-02

前言

商品混凝土作為現代工程建筑必不可少的材料，在應用時，不同的工程對其強度要求也有所差異，如果商品混凝土強度出現問題，就會給工程質量造成隱患，甚至引發安全事故。因此，對商品混凝土強度檢測就十分必要，如何在不破損混凝土基礎上檢測其強度，就成為當前建筑行業關注的一項重點內容。混凝土是現代建筑材料中主要的結構材料之一，其使用量大，應用范圍廣，生產技術為完全的工業化，因而質量管理和控制就顯得十分的重要。混凝土原組成材料的偏差，配合比、拌和搗制以及養護的生產工藝不當，也可能導致混凝土的質量、強度和耐久性的下降，直接危及整個結構的安全。因此，加強混凝土強度檢測技術試驗研究，加強對混凝土質量控制已經成為建筑工程技術人員所面臨的重要課題之一。眾所周知，混凝土主要質量指標歷來是以標準試件的抗壓強度為依據的，抗壓強度試驗在全世界已沿用多年，成為混凝土和鋼筋混凝土結構設計、施工及驗收的基本依據。

1混凝土強度無破損檢測理論

商品混凝土強度檢測的目的是確保混凝土強度等級的可靠，以便更好的指導施工，為建筑施工質量提供保障。混凝土強度檢測的方法有很多種，但效益最好，最受業內人士歡迎的檢測方法為無損檢測法，這種方法不會對商品混凝土強度造成破壞，不損檢測結果，具有極好的強度檢測效果，下面結合混凝土強度檢測實際，對商品混凝土強度的無破損檢測方法和檢測技術作詳細分析。混凝土強度檢測以無破損為前提，檢測原理建立在混凝土強度和混凝土各項物理量之間的相互關系上，簡單來說，混凝土強度變化與混凝土物理量之間是存在一定關系的，而找出兩者之間的關系，便是混凝土強度檢測的目的。

國內目前所采取的混凝土強度無破損檢測方法有很多，歸納為兩類后，主要包括回歸法和演繹法。生活中應用頻率較多的混凝土強度無破損檢測方法堅持以下原則：（1）建立混凝土強度和混凝土應變性質、空隙率關系；（2）通過混凝土的應變性質、空隙率來推斷混凝土的強度：（3）檢測時要注意考慮混凝土材料密度，因為混凝土材料密度也會對混凝土強度產生影響，單純的依靠空隙率來推算強度并不可靠；（4）混凝土原材料的強度、材料孔結構也會對強度產生影響，混凝土強度無破損檢測中，只有將上述四項原則作了充分的、系統的考慮，檢測得出的混凝土強度值才會更加精確，無破損檢測才更有效。

2商品混凝土強度非破損檢測概述

2.1基本原理

顧名思義，商品混凝土強度費破損檢測就是在不對混凝土結構產生破壞的基礎上，通過對混凝土物理量、強度間關系的分析。來檢測其強度大小，其依據的原理即混凝土物理量、強度間有特定關系，當物理量出現變化時，強度也會產生相應改變，以此來測定強度值。混凝土的強度是指混凝土受力達到破壞極限時的應力值。因此，要準確測量混凝土的強度，必須把混凝土試件或構件加載至破壞極限，取得試驗值后試件已被破壞。而結構混凝土強度的無破損測試方法，就是要在不破壞結構或構件的情況下，取得破壞應力值，因此只能尋找一個或幾個與混凝土強度具有相關性，而測試時又無損于混凝土受力功能的物理量作為混凝土強度的推算依據。所以無破損檢測方法所得強度值，實際上是一個間接推算值。它和混凝土實際強度的吻合程度，取決于該物理量與混凝土強度之間的相關性。無破損法以混凝土強度與某些物理量之間的相關性為基礎，檢測時在不影響結構或構件混凝土任何性能的前提下，測試這些物理量，然后根據相關關系推算被檢測混凝土的標準強度換算值，并據此推算出強度標準值的推定值或特征強度。屬于這類方法的有回彈法、超聲脈沖法、射線吸收與散射法、成熟度法等等。這類方法的特點是測試方便、費用低廉，但其測試結構的可靠性主要取決于被測物理量與強度之間的相關性。因此，必須在測試前建立嚴格的相關公式或校準曲線。由于這種相關關系往往受許多因素的影響。所以，所建立的相關公式有其局限性，當條件變化時應進行種種的修改，以保證檢測結果的可靠性。如上所述，混凝土強度的無破損檢測方法有回彈法、超聲波法、超聲回彈綜合法、射線吸收與散射法等。不同檢測方法的檢測原理、檢測精度和檢測技術要求都是不同的商品混凝土強度非破損檢測在當前工程領域有著廣泛的應用，包括老舊建筑物安全檢測、施工質量控制等，具有傳統檢測技術難以比較的優勢，在建筑行業中發揮著重要作用：具有較高的技術性與檢測標準，也是衡量國家質量檢測水平的一個指標。

2.2類型

在商品混凝土強度非破損檢測技術中，根據其檢測目的的不同，主要有混凝土強度檢測、混凝土內部缺陷等強度之外兩種檢測：根據其檢測原理不同，主要有物理檢測法與化學檢測法兩種。

2.3特點

相較于傳統檢測方法，商品混凝土強度非破損檢測的特點有：

一是不會對檢測對象產生破壞，檢測對象本身結構保持完整。性能不會發生改變，可以被繼續應用。

二是可以避免標準試塊誤差導致的檢測失真問題，非破損檢測可以直接將建筑物混凝土結構作為檢測物，無需制作標準試塊，提高了檢測的準確性。

三是檢測結果更為全面，除了可以檢測強度外，在檢測過程中，還可以發現混凝土存在的不均勻、內部孔洞等問題，及時發現質量隱患，并為問題的解決提供準確依據。

四是檢測效率高、范圍廣，在非破損檢測中，通過利用紅外線等現代技術，可以不接觸檢測對象就完成檢測，省略了腳手架搭設等環節，檢測效率大大提升；同時，除了可以應用在新工程檢測外，也可以在已有建筑檢測中應用。

3商品混凝土強度非破損檢測方法

3.1鉆芯法

鉆芯法適用的范圍主要是局部破損，在實際操作中，采取專門的鉆機，從被檢測對象上取得圓柱體芯樣，通過對芯樣強度的檢測試驗，來確定被檢測對象的強度，是許多國家標準的混凝土強度檢測方法，具有便捷、精準以及直接等優點。

但是，鉆芯法也存在一定不足，主要體現有：（1）鉆芯法需要從檢測對象上取樣，會在一定程度上損傷檢測對象，尤其是在鉆芯位置選擇不當的情況下，檢測對象使用性能都可能被改變，影響檢測對象的正常使用：（2）鉆芯法使用的鉆機是專用的，其體積、自重相對較大，無法靈活移動，會增加鉆芯取樣的難度與成本；（3）在鉆芯法中，完成取樣后，需要修補鉆芯部位，其修補難度較大，尤其是出現取樣過程鋼筋被鉆斷情況時，難度、成本成倍增加，降低檢測的經濟性。

在鉆芯法應用中，對芯樣的測量包括高度、直徑、平整度以及垂直度等，檢測強度的影響因素主要是芯樣補平方式。

3.2回彈法

回彈法是一種推算方法，推算的基礎是混凝土表面硬度，其檢測過程是使用彈擊桿來對混凝土表面進行彈擊，根據彈擊桿彈擊后產生的反彈高度或距離，計算出彈擊桿回彈值，進而推算混凝土強度，其依據的基本原理是混凝土表面硬度與抗壓強度間有特定關系，而彈擊桿回彈高度（距離）、混凝土表面硬度間存在比例關系，所以，彈擊桿回彈高度與混凝土強度間是存在關系的，由彈擊桿回彈高度可以推算出混凝土強度。

回彈法的優點主要有方法簡單、檢測效率高、無需大型設備、檢測成本低、對檢測物形狀無要求等，但是，回彈法并不是直接得出檢測結果的，且直接檢測的對象也非混凝土強度，而是通過推算得到的，檢測精確度缺乏保障、不夠科學嚴謹是其存在的顯著弊端。

在回彈法的實際應用中，需要注意的要點有：（1）在測量前，先做好檢測準備工作，檢測點的區域面積應控制在0.04m²以內，且要做好檢測區的處理。確保檢測區表面平整、無雜物，對于有麻面、蜂窩以及接縫、疏松層等情況的構件，由于其表面硬度并可靠，也不宜使用回彈法：（2）在檢測點選擇時，應當與試件邊緣保持30mm以上間距，相鄰的測點間距不宜小于20mm；（3）如果被檢測構件體積偏小、剛度較低時，需要對其進行支撐固定，避免彈擊桿檢測時出現位移。影響檢測結果；（4）當被檢測混凝土齡期在14-1000d范圍內時，如果混凝土采取的是特種成型工藝或有表層、內部存在明顯的質量差異及缺陷，不適宜采用回彈法；（5）回彈法檢測結果的精度較低，在一些特殊情況時，也不適合應用此法。

根據回彈法的檢測原理與實際操作過程，在對混凝土強度的檢測中，檢測結果精度的影響因素包括外界環境、回彈儀、回彈儀使用條件以及測量準確度等等，其中，回彈儀作為回彈檢測的主要儀器，如果其本身存在誤差，檢測結果自然也就會出現偏差，與實際并不相符；在混凝土強度檢測中，需要多次使用回彈儀，在經過較長時間后，儀器的工作狀態可能會發生變化，給檢測結果造成影響：在使用環境上，回彈儀規定的使用環境溫度應控制在-4～40℃，如果超出這個范圍，檢測結果的精確性也會降低。

3.3綜合法

顧名思義，綜合法就是綜合采用多種方式檢測混凝土強度的方法，在當前國際中常用的有鉆芯-回彈綜合法、回彈一超聲綜合法。綜合法可以集中兩種或多種檢測方法的優勢，使兩者起到互補作用，避免檢測結果受到某些客觀因素的干擾，從而提高檢測結果的準確性、可靠性，在混凝土強度非破損檢測應用較為廣泛。

在應用綜合法檢測時，兩種或多種檢測方法可以分別測得被檢測對象的多個物理參量，這些參量并不完全重復，根據混凝土檢測、性能的相關知識，可以建立起多項物理參量與混凝土強度間的關系，從多個不同的角度來對混凝土強度進行分析，避免單一物理量不準確導致檢測結果失真的情況，

以回彈一超聲綜合法為例，其測得的物理參量包括混凝土表面硬度回彈值、超聲波在試件中傳播時間，其中，回彈值與混凝土硬度關系如上所述，超聲波傳播時間主要反映的是混凝土密實度，而密實度與強度間存在一定關系，故而，超聲波傳播時間與混凝土強度是存在關系的：在構建相應的關系式后，即可根據此兩項與強度間的關系，確定混凝土的強度。

在回彈一超聲綜合法中，影響檢測強度的因素主要有以下幾點：（1）水泥類型，普通硅酸鹽水泥、礦渣硅酸鹽水泥在同等強度下，其測得的超聲波傳播時間是有所差異的；（2）原材料配合比，配合比的不同會導致混凝土組分出現差異，而各組分本身聲學特性也有所不同，在不同比例下，測得的傳播時間不同；（3）外加劑的影響，外加劑會影響混凝土構成組分比例，影響測量結果。

4結束語

綜上所述，隨著我國社會經濟的迅猛發展，工程建設項目也不斷增加，對商品混凝土應用的需求持續增長。在工程項目中，商品混凝土通常都是作為結構主體來應用的，其強度高低決定著結構的安全，因此，了解并掌握非破損檢測技術，在不傷害商品混凝土本身構造的同時，確定其強度等級。為其實際應用提供準確依據，對工程建設水平提升有著重大意義。混凝土是現代建筑材料中主要的結構材料之一，其使用量大，應用范圍廣，生產技術為完全的工業化，因而質量管理和控制就顯得十分的重要。混凝土原組成材料的偏差，配合比、拌和搗制以及養護的生產工藝不當，也可能導致混凝土的質量、強度和耐久性的下降，直接危及整個結構的安全。因此，加強混凝土強度檢測技術試驗研究，加強對混凝土質量控制已經成為建筑工程技術人員所面臨的重要課題之一。