混凝土结构实体强度现场检测技术探讨

黄滨

摘要：长期以来，混凝土质量问题一直是工程行业关注的焦点。对于施工等相关单位来说，如何有效进行混凝土强度现场检测至关重要。目前，在混凝土强度检测当中，普遍采取预留立方体试块法，但在混凝土浇筑成型过程当中，才进行立方体试块制作，随后还要进行一定周期的养护，在整个过程中不仅程序多，同时还存在试块损坏等问题。为此，亟需一种经济、可靠、精确、科学的检测方法进行混凝土强度测定。经过几十年的不懈努力，当前混凝土现场检测技术得到了极大的发展，尤其是回弹法、超声回弹综合法等检测技术的应用，得到了业内一致好评。为了满足发展需求，必须不断提高现场混凝土检测技术水平，做好混凝土强度测定工作，确保工程质量与安全。

关键词：混凝土；结构实体强度；现场检测技术

1混凝土结构实体强度现场检测的意义

随着我国建筑行业的不断发展，相关技术规范日趋完善。而我国建筑行业对混凝土实体结构做的系列检测，主要依据《混凝土结构工程施工验收规范》。这一规范的出台，为建筑工程的结构安全提供了更好的保障，有益于工程质量的整体提升。在施工过程中，强化混凝土的质量检测工作，有助于推动混凝土结构愈加合理化，减少工程中可能出现的各类问题，从而保证建筑工程质量。

2建筑混凝土结构检查内容

2.1结构体系及构件平面布置情况核查

建筑混凝土结构体系及构件平面布置情况核查内容为：以建设方提供的结构图纸、相关技术资料及要求为基础，根据设计图纸进行现场测量，对现有结构体系和结构构件的平面布置情况进行核查，明确结构构件受力传导体系，检查现有结构与竣工图纸是否存在差异。若结构现状与图纸不符或缺少结构平面布置图，则须对差异处的结构构件布置现状进行重新测绘。

该工程使用的混凝土是普通的混凝土，设计的混凝土强度是是C30，技术人员连续在十个周期内对生产环境相同且龄期刚好是好是28d的自然养护混凝土进行了一次结构实体回弹的自然养护混凝土进行了一次结构实体回弹、钻芯取样抗压和标准条件养护的混凝土试块抗压性检测，采取了三种方式对检测的十个样本进行分析的具体数据如表样本进行分析的具体数据如表1所示。

表1  结构实体回弹、钻芯取样抗压和标养试块抗压对比

2.2构件外观质量及损伤情况检查

在混凝土结构工程的施工过程中，难免存在一些外观缺陷，不仅严重影响建筑的美观，还会影响构件的使用安全。因此，对混凝土结构或构件的外观质量和缺陷进行检测具有重要意义。建筑结构外观质量及损伤缺陷的检测应采取全数检查方法，抽检率为100%，即对全部建筑结构构件进行检查，对存在的质量缺陷问题进行记录。混凝土缺陷包括：蜂窝、孔洞、露筋、夹渣、连接部位缺陷、外形缺陷、表面缺陷等，缺陷破坏了构件的连续性和整体性。一般通过眼睛观察可确定缺陷的位置、数量、类型等，蜂窝、孔洞需用测量工具测量其深度和长度。当现场不具备全数检查条件时，注明未检查的构件位置及区域，并说明未进行检查的原因。现场检测混凝土构件外观质量缺陷时，可以用钢尺或卷尺测量露筋部位的长度，用钢尺或游标卡尺测量孔洞的直径和深度，用钢尺或卷尺确定蜂窝和缺陷的位置及范围，必要时，可以使用钢尺或卷尺测量剔凿、成孔测量深度、麻面、掉皮脱落、起砂反碱的位置和范围，可以使用裂缝卡或刻度放大镜测量裂缝的宽度，用钢尺或卷尺测量裂缝的长度及确定其分布情况，并作好详细的记录。在进行混凝土外观质量缺陷检测时，可按楼层、结构缝或施工缝划分成不同的检验批次。

3现场检测技术的必要性

目前，在工程质量检测当中，现场检测技术的应用很广泛，其必要性主要体现在以下几点：(1)有利于准确评估施工质量。在很多大型、重要的工程项目施工中，需要采取可靠、经济、科学、合理的评估方法对工程施工质量进行检测，并按照检测结果确定工程的实际情况，判定是否需要进行修补、加固处理。比如说，一些桥梁工程出现桥面裂缝时，需通过现场检测技术评估施工现场的质量，检查开裂的成因及影响范围，并按照检测结果确定加固处理方法，以此确保主体结构安全。(2)有利于诊断混凝土结构是否达到设计年限。目前，我国早期修建的一些工程项目已经步入了大中修期间，为了保证这些工程还能持续使用，必须对其结构耐久性、强度及安全性进行详细的检测，此时现场检测技术就显得尤为关键了。因此，通过现场检测技术，可以诊断混凝土结构是否能够达到设计年限。

4建筑混凝土结构构件强度检测方法

4.1回弹法

对混凝土结构材料进行强度检测时，可采用非破坏、破坏构件局部两种检测方法。检测混凝土强度时，回弹法是典型的非破坏检测方法，即用弹簧驱动的重锤弹击混凝土表面，测量重锤被反弹回来的距离，以回弹值（重锤被反弹回来的距离与弹簧初始长度之比)作为构件强度相关的指标，并结合混凝土碳化深度来计算混凝土强度的一种方法。回弹法是在混凝土表面进行的，属于一种表面硬度检测法，是根据混凝土硬度和强度的相互关系而建立的一种检测方法。用回弹法检测混凝土强度可按楼层和构件类型，对结构构件的混凝土强度进行抽样检测。在选定的柱、梁、楼板结构构件上确定检测点，清除混凝土表面抹灰层并进行平整处理后进行回弹检测。检测时，回弹仪的主轴方向需要与混凝土检测面保持垂直，对回弹仪缓慢施加压力，读取回弹数值，最后快速回位。在检测范围划分测区，每个测区均匀分布16个测点，每一测点读取的回弹值精确到1，相邻两测点之间的距离应大于20mm；最外侧测点距构件边缘的距离应大于30mm；测点布置应该避开气孔、外露钢筋或外露石子，每个测点只能进行一次弹击。混凝土检测面不在水平方向时，应进行回弹仪测试方向修正，水平方向检测混凝土表面或垂直方向检测混凝土底面时，应进行检测面的修正。若检测中回弹仪弹击不在水平方向，检测面也不是混凝土浇筑侧面时，应对回弹数值进行角度修正，再进行浇筑面修正。

图1  回弹法测砼强度

4.2超声法

超声法是指利用检测混凝土内超声波的传播速度来计算其强度，在工程检测当中，超声法多用于混凝土结构内部裂缝等缺陷检测及评估。1949年加拿大人莱斯利等人首次提出了超声法，并用于检测混凝土强度。而该项检测技术在我国的应用较晚，最早可追溯到20世纪60年代，由当时成立的相关组织机构开始进行研究，同济大学于1964年研发出了第一台CTS-10非金属低频超声检测仪。伴随着该项技术的不断发展，技术水平越来越高，在交通、建筑等领域得到了广泛应用。在实际应用中发现，横向尺寸效应、现场环境等因素都会影响超声法的应用，进而影响混凝土性能。在具体应用当中，超声法主要用于混凝土内部缺陷检测，但单一采用该技术测定混凝土强度，应用效果不太理想，因此，超声法需要与其他检测技术结合使用。

4.3钻芯法

所谓钻芯法，是指利用专用钻芯机从混凝土构件中钻取芯样，制做成符合现行标准规范的圆柱形试件，再通过压力试验机进行压力试验，以检测混凝土强度的一种方法。钻芯法较为直观、可靠，但会对混凝土构件造成局部损伤。首先确定需要钻取芯样的构件，用钢筋位置检测仪测出构件的钢筋位置并作好标记，选取能够满足钻芯机钻头大小的间距，将钻芯机固定在指定位置且安装平稳。固定方法应根据现场实际情况确定，可以采用膨胀螺栓固定等。无论采用何种固定方法，必须要确保牢靠。钻芯机在未安装钻头之前，应先通电检查钻芯机主轴的旋转方向，确保旋转方向正确，避免钻机反转甩掉钻头而造成事故。钻芯机在钻取芯样过程中会产生高温和混凝土碎渣，应对钻芯机进行冷却水降温，从而提升钻进速度和芯样表面质量。在钻取芯样时，如果采用较快的速度进钻，摩擦和高温不仅会对钻机造成损坏，而且对芯样也有较大的损伤，因此要缓慢匀速地进钻。钻取的芯样应标记清楚钻取的构件轴线位置楼层等信息，在运输过程中，应对芯样采取包裹等保护方式，避免对芯样造成破坏。采用钻芯法检测混凝士强度时，其芯样钻取的位置应选在混凝土结构或混凝土构件受力较小的位置、能代表混凝土强度跟质量的部位以及避开构件中钢筋主筋、预埋件和预埋管线便于钻机安放与操作的位置。合理选择钻芯位置可以减少检测误差，避免出现意外事故。

4.4超声回弹综合法

从字面上不难看出，超声回弹综合法是两种检测技术的结合，即通过超声仪、回弹仪两种设备，在混凝土相同测区内进行声时值、回弹值的测定，随后通过相关公式计算分析，获取混凝土强度。相比其他检测技术，超声回弹综合法优势更明显，操作方便、测试迅速、检测费用少、重复性好等。此外，相比单一的检测技术，超声回弹综合法当中，含水率、混凝土工龄等因素影响更小，能够更直接、更真实地将混凝土塑性反映出来，这样不仅可以充分了解混凝土的表面状态，同时还能测定混凝土内部结构性能，这对于准确获取混凝土强度值意义重大。

图2  超声波平测

5试验过程注意事项

(1)一般来讲，超声回弹综合法检测对混凝土有一定要求，需保证混凝土的龄期及抗压强度均符合规定，若混凝土内部存在缺陷，或者表层和内部质量相差过大，则不易采用超声回弹综合法。(2)一般来讲，超声回弹综合法检测对混凝土有一定要求，需保证混凝土的龄期及抗压强度均符合规定，若混凝土内部存在缺陷，或者表层和内部质量相差过大，则不易采用超声回弹综合法。(3)现场进行试验检测的过程中，为了避免出现意外，影响检测效率，可以提前准备一台回弹仪作为备用设备，在检测时若发现其他回弹仪检测的回弹值出现异常情况，需要及时通过备选的设备进行再次检测，从而最大限度降低误差。(4)回弹仪操作看似不复杂，操作较为简单、便捷，但是在具体检测当中，很容易出现操作不规范的情况，尤其是在混凝土梁板板底面检测当中，由于一些因素的影响，甚至会出现回弹仪轴线无法垂直于混凝土检测面，这种情况下，极易出现较大误差。或者说，在混凝土侧面、表面等部位检测时，回弹仪有时会快速冲到检测面，由于外力冲击极易损坏回弹仪内部结构，进而影响回弹仪的检测准确性。在实际操作当中，应把回弹仪的弹击杆与检测面紧贴后，随后慢慢施加压力，待出现读数之后，便可迅速复位。(5)混凝土制备过程中，会受到空气中的二氧化碳影响造成混凝土表面产生硬度非常高的二氧化钙，这样也就会造成混凝土表面的回弹值增大，导致抗压强度测试不准确。在回弹法检测的过程中，如果碳化程度深则必须要进行修正，这样才能够提高检测的精准度，由于我国主要根据混凝土碳化的深度来判断混凝土检测的曲线，为此碳化深度值的获取也能够直接影响混凝土强度的判断，在碳化深度测试开始之前，最主要的就是对粉饰装修面进行全面分析，如果在测试过程中碳化深度出现一片红的情况，则表明碳化深度为零，而在受到装修成碱性的影响，必须要加强对于测试孔的观察。

6结论

建筑主体工程的现场检测主要是对建筑的主体结构的质量和安全进行评估。通过检测，才能了解建筑主体结构的各项性能，因此，主体结构的现场检测是建筑工程质量检测的重要部分。建筑工程主体结构检测有助于对房屋实体质量进行量值确定，排查事故隐患，提升建筑工程质量，保护人民的生命财产安全。

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