淺析混凝土強度檢測技術在既有建筑中的應用

【摘要】既有建筑因使用時間長受自然氣候、化學侵蝕以及使用等方面的影響，結構老化，甚至產生質量問題，因此通過選擇合理的方法，對工程結構混凝土進行檢測鑒定，對其可靠性做出科學評價，進而進行相應的維修加固，以增強建筑的質量安全性并延長使用壽命。本文結合工作實踐，具體探討了混凝土結構強度檢測的若干問題，從而為工程提供可靠度符合要求的檢測結果。

【關鍵詞】混凝土強度;檢測鑒定;問題思路

1、混凝土強度檢測的方法和分類

混凝土強度檢測的方法很多，根據對結構的破損程度可以分為：

1.1非破損檢測

非破損法對混凝土強度的檢測，是在不影響混凝土結構或構件任何性能的前提下，對相關物理量進行測試，然后根據混凝土強度與這些物理量的相互關系推算被測混凝土的標準強度換算值，并以此推算出強度標準值的推定值。常見的方法有回彈法、超聲回彈綜合法等。

1.2半破損檢測

半破損法以不影響結構或構件的承載力為前提，在結構或構件上直接進行局部破壞試驗，或者直接鉆取芯樣進行微破壞性試驗，然后根據實驗值與混凝土標準強度的相互關系，換算成標準強度的特征強度。屬于這類方法的有鉆芯法、撥出法、射擊法等。這類檢測法的特點是以局部破壞性試驗來獲得混凝土的實際抵抗破壞的能力，因而不適合用于大面積的全面檢測。

1.3破損檢測

破損檢測就是在力的作用下，按照有關規定，觀測所檢對象受力全過程的試驗。對于一些建筑用產品或半成品，在使用之前必須要了解其真實的受力性能，例如混凝土空心樓板，混凝土水管等。為了確保建筑工程質量，按照一定比例要求對其進行抽樣做破損性檢測是很有必要的。

1.4綜合法

所謂綜合法就是采用兩種或兩種以上的檢測方法，獲取多種物理參量，并建立所檢對象的相關性能與多項物理量的綜合相互關系，以便從不同的角度反映所檢對象的相關性能。對于混凝土強度而言，由于綜合法采用多項物理參數，能較全面地反映構成混凝土強度的各種因素，并且還能抵消部分影響強度與物理量相互關系的因素，因而比單一物理量的檢測方法具有更高的準確性和可靠性。

2、混凝土強度檢測方法中遇到的問題及解決思路

2.1使用鉆芯法在工程檢測中遇到的問題及解決思路

2.1.1外界影響

在鉆芯前，應根據結構圖并借助儀器查明鋼筋、預埋件和管線的位置，以確定鉆芯位置。現在常用的是電磁感應法檢測，比較適用于配筋稀疏和混凝土保護層不太厚的鋼筋檢測。鋼筋位置在同一平面或在不同平面內距離較大時，測得的結果比較滿意;但在上下雙層鋼筋間距較小、鋼筋之間間距較密、保護層過厚或因施工質量不良導致鋼筋粘結在一起時，電磁感應法檢測時電磁場干擾嚴重，必須多次進行往返探測確定位置。多次往返探測結果仍有較大偏差（或靠近發射塔的房屋由于電磁波干擾，磁感儀無法正常工作）時，應在構件表面開槽，直接找到鋼筋確定鉆芯位置。

2.1.2對混凝土結構受力鋼筋的損傷

現代工程的設計越來越多的采用小截面、高強度混凝土、高承載力的鋼筋密集型結構，需要鉆取小直徑芯樣才能完成檢測。但按規定，鉆芯樣直徑不宜小于骨料最大粒徑的3倍，且在任何條件下，不得小于骨料最大粒徑的2倍。根據筆者的工作經歷來看，需用鉆芯法檢測混凝土強度的建筑物或構筑物多為老舊建筑，其結構本身就存在這樣那樣的問題，因此甲方一般是不會同意將主筋鉆斷，這種情況下鉆芯法也就不適用了。

現場檢測時一定要根據粗骨料粒徑和結構配筋率選鉆芯樣尺寸，盲目選取大直徑的芯樣，即使采用鋼筋定位儀，傷到主筋、鉆斷主筋的現象也會時有發生。特別是高層建筑，結構配筋率比較高，混凝土中鋼筋的間距多在100mm～150mm之間，間距小于l00mm的情況也較為常見。加上鋼筋直徑以及位置偏差帶來的影響，鉆芯樣時很難避開主筋，不僅損傷鉆頭，也給修復帶來困難。為了避免鉆芯給結構帶來影響，可以采用75mm內徑鉆頭鉆芯樣作抗壓試驗。我國目前對小芯樣檢測混凝土強度還有較多的爭議，如離散性高、鉆芯、切割時損傷程度相對較大、混凝土內部的缺陷影響程度較高等缺點。但結合當地的粗骨料使用情況，增加小芯樣的鉆芯數量、采用合適的高徑比等措施，用75mm內徑鉆芯樣的方法檢測混凝土還是能做到較高的測試精度。

2.2使用回彈法在工程檢測中遇到的問題及解決思路

2.2.1 施工中采用不同的模板對回彈值是有一定影響的，會引入較大誤差。例如一般使用鋼模或使用模板內加鋪防水膜成型的構件混凝土回彈值普遍偏高，鋼模的保水性較好，對表面10mm內厚度的表面強度和表面密度都很有提高，但實際內部混凝土強度并未提高。而木模由于木料本身的吸水性，表面的強度發展就遠不如鋼模。

2.2.2 構件表面平整度對回彈值是有較大影響的。由于模板漏漿或振搗在混凝土構件表面形成蜂窩孔洞、微小的氣泡，表面不平整將大幅降低其回彈值。

2.2.3 商品混凝土中粉煤灰等摻合料以及高效減水劑的普遍應用，大大提高了混凝土的工作性能、泵送性能、降低了水化熱。但是這些摻合料、外加劑會造成混凝土表面硬度降低，對混凝土的回彈值均有一定影響。對于使用外加劑等造成的強度偏低，建議先不要出報告，隔一段時間（最好超過30天）采用鉆芯法再做一次檢測。

2.2.4 夏季的日照時間長，在實際檢測中發現夏季施工的強度等級設計在C30以下混凝土構件，若早期養護不好，則混凝土碳化深度增長會很快，對于這種短齡期大碳化的混凝土構件，僅用回彈法評定其強度，檢測結果偏差較大，無法真實反映混凝土的實際強度。在檢測某商品樓時曾遇到這種情況，檢測時五層柱、梁的齡期為164d，碳化深度卻普遍達到6mm以上，發現碳化過深后馬上采用鉆芯法進行修正，所得到的修正系數為：1.32和1.25。也就是說，單獨使用回彈法檢測，檢測誤差達到32%和25%。統計分析指出，當碳化深度為1mm時，強度降低5%～8%;當碳化深度為6mm時，強度降低32%～40%。可見對混凝土碳化深度的測量需引起足夠的重視。

2.2.5 當采用回彈法對既有建筑物進行混凝土強度檢測時，混凝土齡期都已達到10年甚至20年，最佳的解決方法就是采用鉆芯法進行修正。但現場條件不具備鉆芯的條件時，需按照《混凝土結構加固設計規范》（GB50367-2013）對齡期進行修正。但《混凝土結構加固設計規范》關于齡期修正的規定僅允許用于結構加固設計，且屬于暫行規定的性質，在很大程度上限制了混凝土齡期修正的范圍。

2.3使用超聲回彈綜合法在工程檢測中遇到的問題及解決思路

2.3.1 碳化深度的影響

在回彈法測強中，碳化對回彈值有顯著影響，因而必須把碳化深度作為一個重要參量。但試驗證明，在綜合法中碳化深度每增加1mm，用回彈值、聲速關系推算出來的混凝土推定強度僅比實際強度高0.6%左右。為了簡化修正項，綜合法混凝土強度檢測技術在實際檢測中基本上可不予考慮碳化因素。

2.3.2 測試面的位置及表面平整度的影響

當采用鋼模或木模施工時，混凝土的表面平整度明顯不同。采用木模澆筑的混凝土表面不平整，往往影響超聲波發射頭的耦合，因而使聲速偏低，回彈值也偏低。但這一影響與木模的平整程度有關，很難用一個統一的系數來修正，因此一般應對不平整表面必須進行磨光處理。

當在混凝土澆筑上表面或在底面進行測試時，由于石子離析下沉及表面泌水、浮漿等因素的影響，其聲速與回彈值均與側面測量時不同。若以側面測量為準，上表面或底面測量時對聲速及回彈值均應進行修正。既有房屋中限制條件多，根據規范每個構件必須鏟除10個測區，現場操作反而難度較大，特別已經裝修的房屋幾乎業主均不同意選擇一定數量的構件鏟除如此多的測區面。

2.3.3 超聲回彈綜合法對遭受凍傷、化學腐蝕、火災、高溫損傷的混凝土，及環境溫度低于-4℃或高于60℃不宜使用，若必須使用時，應作為特殊問題研究解決。總之，凡是不宜進行回彈法或超聲單一參數檢測的工程，綜合法也不宜使用。

2.3.4 現場操作時，超聲的測試點應布置在同一個測區的回彈值測試面上，但探頭安放位置不宜與彈擊點重疊。每個測區內應在相對測試面上對應地布置3個測點，相對面上的收、發探頭應在同一軸線上。只有在同一個測區內所測得的回彈值和聲速值才能作為推算強度的綜合參數，不同測區的測值不可混淆。

結語：

綜合法、超聲法、回彈法等是用物理量間接推算強度的方法，所推算的強度標準差包含兩個部分：一部分來自混凝土本身因質量變異所帶來的標準差，另一部分來自用物理量間接推算強度時，基準曲線所固有的誤差。因此，標準差應比預留試塊所計算的標準差偏大，也就是說推定強度偏低但是偏于安全的。只有概念明確，深刻把握規范標準，才能靈活運用各種無損檢測手段，得到正確的結論與判斷。工程檢測中一定要嚴格執行各種技術規程與標準，提供可靠度符合要求的檢測結果。

參考文獻：

[1]回彈法檢測混凝土抗壓強度技術規程[M].北京.中國建筑工業出版社，2011.

[2]鉆芯法檢測混凝土強度技術規程[M].北京.中國建筑工業出版社，2007.

[3]混凝土結構加固設計規范[M].北京.中國建筑工業出版社，2014.

作者簡介：

胡順波（1966.08-），江蘇省連云港市，本科，高級工程師。