建筑混凝土現場施工強度檢測技術研究

楊子強

（廣州市市政工程試驗檢測有限公司，廣東 廣州 511300）

0 引言

一直以來，混凝土都是我國現代建筑施工的常用材料，與建筑工程的實際質量息息相關。近年來，隨著建筑行業欣欣向榮，一些不良企業為了追求更大的經濟利益，在物料的使用上以次充好，降低施工成本，導致建筑工程的質量與預期目標相差甚遠。因此，對建筑混凝土現場施工強度檢測技術的研究是必要的。

1 建筑混凝土現場施工強度檢測的價值意義

建筑行業的發展不僅關系著人民的生活水平，而且對我國城市化建設以及國民經濟發展方面具有直接影響。在建筑工程的施工過程中，只有嚴格按照相應的施工標準和施工規范進行施工才能最大限度的保障建筑工程質量，避免在工程竣工之后出現因施工技術不符合施工標準而出現的質量問題，對人民的財產和人身安全埋下安全隱患。建筑混凝土現場施工是建筑工程眾多施工流程中的一項重要任務，尤其是混凝土物料的強度是否達到建筑施工要求，對建筑工程的最終質量產生較大的影響。因此，為了保障混凝土的強度指標符合建筑規范、進一步確保建筑工程的施工質量，施工人員及時采取科學有效的混凝土強度檢測技術可以對混凝土的強度進行檢測，從而確認混凝土物料是否符合建筑標準，對于保障建設工程的整體質量具有著一定的價值意義。

2 建筑混凝土現場施工強度的幾種檢測技術

2.1 回彈法

施工人員利用回彈法對建筑混凝土現場施工強度進行檢測的原理是通過對混凝土表層硬度的測量從而對混凝土所具備的抗壓強度進行預估推算。這種方法的合理性在于建筑施工所用的混凝土外在表層硬度與抗壓程度之間具有一定的關聯性，回彈法的運用可以實現對混凝土回彈值進行測量，從而幫助施工人員認知混凝土的表層硬度，為抗壓強度的預估做好鋪墊。如果混凝土具有較強的可塑性，就會造成混凝土能夠吸收更多的擊彈在混凝土表面的能量，降低反彈的能量，從而回彈值的數值就會相應的下降，此時混凝土的強度與回彈值之間呈現正比例關系[1]。目前我國建筑工程在利用回彈法對混凝土強度進行測量時普遍采用中性回彈儀進行數據采集。

利用回彈法雖然能夠對混凝土的強度進行檢測，但是在測試結果上如果不重視混凝土測量的影響因素，如混凝土等級、齡期、養護條件等，很容易導致測量誤差的出現，使混凝土測量的最終結果失真。例如在利用回彈法進行混凝土強度測量的實驗中，研究人員選用了C25 和C30 兩種等級的混凝土，并對兩種混凝土采用相同的養護條件，然后分別在養護之后的7d、14d、28d、60d 和90d 的齡期來檢驗混凝土強度測量的準確性，具體的檢測數據如圖1 所示。根據檢測數據圖的數值結果來看，兩種混凝土的標準值與回彈值之差都在可控的范圍之內。另外，在養護剛開始一直到第14d，兩種混凝土的標準值與回彈值之間存在著一定的差距，但是隨著養護天數的推延，這種差距在不斷的縮小。從數據上來看，施工人員想要利用回彈法對建筑混凝土現場施工強度進行檢測需要等到齡期推延到第28d 之后，混凝土表面的硬度層完全成型，才可以得到較為精準的強度數值。

圖1 檢測數據

2.2 鉆芯法

2.2.1 鉆芯法的適用條件

在建筑混凝土現場施工強度監測過程中，使用鉆芯法進行混凝土強度測量的方式是要對芯樣的試壓強度數值進行獲取，進而確定混凝土內部結構抗壓強度。鉆芯法檢測技術與回彈法具有較大的差異，這種方式并不受齡期的影響，而且操作簡單便捷，檢測效率較高，鉆芯法取樣如圖2 所示。在實際的混凝土檢測過程中，當以回彈法為代表的多種檢測方式對混凝土區域進行檢測時常受到外在因素的影響造成數據存在誤差時，可以利用鉆芯法對混凝土強度進行檢測，以減少數據誤差的出現。另外，如果對一些曾遭受到火災、化學侵蝕等建筑主體的混凝土進行強度檢測時，不建議使用大面積的檢測手段，而采用鉆芯法技術進行微取樣，通過多次測試來獲取建筑整體的混凝土質量。

圖2 鉆芯法取樣

2.2.2 鉆芯法的應用要點

（1）鉆芯法準備階段。

施工人員在安裝鉆心機底座時，應該將鉆芯機的底座放置在構件的表面，之后再利用膨脹螺絲對底座的穩定性進行加固處理，防止底座與構件的表面之間留有縫隙[2]。這樣的布置可以避免鉆芯機投入檢測工作的使用時發生取樣不規范的現象，導致后續的檢測結果數據存在失真情況，從而造成利用鉆芯法檢測混凝土強度的數據信息與真實的混凝土數據之間存在較大的誤差。

（2）鉆芯法進行階段。

當施工人員正式利用鉆芯法進行混凝土取樣時，要格外注意對冷卻水水流強度的控制，最好維持在3L/min 的流量之內，此時的水流量可以更加充分地對混凝土取樣時產生的碎屑進行清洗，確保鉆芯機在工作過程中不會遇到阻礙現象。值得注意的一點是如果發生冷卻水的流量無法達到規定的流量需求時，施工人員要注意減緩取樣鉆進的速度，如果鉆進的速度依舊保持原有的速率，但是冷卻水對碎屑的清洗效果減弱，很容易造成由于碎屑清洗不凈而導致碎屑黏著在負責鉆進的鉆頭上，不可避免地對鉆芯機造成損傷。當利用鉆芯機成功完成取樣工作之后，需要按照采集時由上到下的排列順序，將采集到的芯樣樣本放置在芯樣存儲箱內部，并注明芯樣的塊號信息。在鉆芯結束之后，需要施工人員對工程信息進行記錄，如孔深、孔號、混凝土樁長等基本信息數據。以對現場拍照或視頻、筆記等方式完成鉆芯機取樣工作的第一手采集資料。

2.3 超聲波技術

利用超聲波技術對建筑混凝土施工現場強度進行檢測能夠對混凝土的強度完成數據采集，并且不會改變和破壞混凝土物料原本的物理性質[3]。其工作原理是利用超聲波發射穿過混凝土物料之后返回所需要的時間，從而完成對超聲波脈沖速度的測量。在測量方式上，施工人員可以利用直接法來實現對超聲波脈沖速度的測量。該方法涉及三個主體，分別是混凝土試件、超聲波脈沖發生器和示波器，通過這三個主體構成的超聲波系統，不僅能夠產生測量混凝土強度所需要的超聲波而且能夠對超聲波穿過混凝土試件整體所需要的時間。系統的工作流程依次是，先由超聲波脈沖發生器產生脈沖信號，脈沖信號可以使超聲波換能器產生可以穿過混凝土試件的超聲波，再由示波器顯示產生的信號。接收器的接收信號功能可以在超聲波達到混凝土試件末端時完成對超聲波的采集，再將采集到的超聲波進行轉化，生成電信號，施工人員可以通過示波器來完成對信號的掌握。為了驗證利用超聲波技術可以對建筑混凝土現場施工強度進行檢測，研究人員分別制作了15MPa、25MPa 和35MPa 的混凝土試件，來對超聲波脈沖速度對混凝土強度檢測的準確性，測量結果如表1 所示。

表1 混凝土試件的飛行時間與超聲波脈沖速度數據

通過試驗數據結果證明，超聲波脈沖速度與混凝土的抗壓強度之間存在關聯特征，這也驗證了在建筑混凝土現場施工中可以利用超聲波技術來對混凝土強度進行檢測。在15MPa 抗壓強度的混凝土試件中，超聲波脈沖速度較低、25MPa 抗壓強度的混凝土試件中，超聲波脈沖速度居中，在35MPa 抗壓強度的試件中，超聲波脈沖速度較高。由此觀之，超聲波脈沖速度會隨著混凝土試件的抗壓強度提升而提升，所以利用超聲波技術可以對混凝土試件的強度進行檢測，幫助施工人員了解施工現場混凝土的強度數值。

2.4 后錨固法

后錨固法在建筑混凝土現場施工強度檢測過程中具有一定的技術優勢。首先是對混凝土檢測部位的損傷程度較小。一般來說，施工現場利用后錨固法進行混凝土強度的檢測僅僅需要45mm 左右的鉆孔深度即可，錨固件的長度在40mm 上下，需要錨固的深度剛剛達到30mm。在這樣的檢測條件下，后錨固法對混凝土的破壞性極其渺小。其次，檢測數據更為精準。在混凝土等級、齡期、養護條件等因素相同的混凝土試件下，利用回彈法和后錨固法進行比較的話，后錨固法產生的回歸曲線更高，這也就意味著后錨固法的檢測精度更高更具有可信性。最后，后錨固法的適用范圍比較廣泛[4]。但是利用后錨固法進行混凝土的強度監測，所需的步驟較為復雜，這就使得后錨固法雖然在精度上有一定的優勢，但是在實際應用過程中由于涉及的步驟過于冗雜，效率較低、檢測的時間也普遍更長，所以在常規條件下的混凝土檢測中，該方式的使用頻率沒有前幾種檢測技術的使用頻率高。

3 提升混凝土強度現場施工檢測效率的建議

3.1 制定檢測計劃

隨著國家對建筑工程建設施工的關注程度以及人們對建筑質量的要求愈發提升，施工單位對混凝土強度的檢測力度也逐漸得到了強化，開始重視各項混凝土強度檢測技術在施工現場的使用。為了在保證混凝土檢測數據準確的前提下不影響工程的施工進度，施工單位應該對混凝土強度的檢測制定一項具有可行性的計劃。一方面，施工人員不能街道混凝土強度檢測的任務就盲目利用檢測方法開展檢測工作，這樣的檢測行為不僅平白浪費時間和精力，而且最終得出的檢測結果與實際數據可能存在著較大偏差，因此，施工人員要充分結合本工程的具體概況，選擇適配的混凝土強度監測技術。另一方面，在進行檢測工作之前，施工人員要具體考察工程內部對混凝土檢測能夠產生影響的多種因素，并預估檢測計劃是否具備可行性，如果在某些層面存在阻礙檢測技術應用的問題，施工人員要對其加以解決，為檢測技術的正常運用鋪路。

3.2 多種檢測技術聯合使用

通過上文對混凝土強度監測技術的分析研究來看，雖然四種檢測技術在宏觀上存在著條件差異性，但不得不承認的是在細節方面，幾種技術還存在著一定的互聯互通的特性。因此，如果施工人員想要對混凝土的強度進行檢測，就可以針對混凝土施工的實際情況，來采取多種檢測技術來實現對混凝土強度的檢測，不必拘泥于一種技術的使用情況。另外，施工人員在利用多種檢測技術時，應注意技術層面的優勢互補，回彈法與超聲波技術相結合形成的超聲回彈法就是最好的例子。

3.3 分批次完成對施工現場混凝土強度的檢測

現階段，不少混凝土工程在進行混凝土施工時普遍采用泵送的形式[5]。所以，在配合比、原材料和振搗等條件相同的情況下，養護工作就成為對混凝土強度產生影響的一項決定性因素。有鑒于此，在現行的混凝土強度檢測的評判標準對混凝土的類別進行了劃分，即同一批驗收的混凝土建筑施工工程要由配合比、生產工藝技術、齡期以及混凝土的強度都相同的混凝土物料來構建完成。對于因養護條件不同而造成混凝土出現較大離散的情況，不應該將其作為單一的整體進行質量評估，缺乏一定的科學性，在很大程度上會將該混凝土施工工程判定為不達標狀況。所以，在混凝土施工項目的劃分過程中，相關檢測人員要注意分類的重要性，以分批次進行檢測的方式來實現對不同類別混凝土施工工程的強度檢測，以保障檢測的準確性和可靠性。

4 結語

綜上所述，施工人員在對建筑混凝土現場施工強度進行檢測時應當注意各項檢測技術的基本特征和原理，針對不同的混凝土施工工況合理運用檢測技術，以保障檢測結果的標準性。同時，要注意提前制定檢測計劃、多種技術的聯合使用、分批次檢測等方式來提高混凝土建筑施工強度的效率和質量。