混凝土结构实体强度现场检测技术探讨

郑涛

摘要：混凝土结构是基建工程中常见的结构形式，具有材料利用合理、可模型好、耐火性好等优势，但保证混凝土结构强度达标是实现其优势与价值的基础。为此，本文对混凝土结构实体强度现场检测进行了分析，概述检测意义、分析检测技术原理，最后结合工程实例分析检测技术的应用，以便选择合适的检测技术判断混凝土结构实体强度是否达标，为后续质量管控、整改等工作提供客观依据。

关键词：混凝土结构；实体强度；现场检测技术

引言：目前，针对混凝土结构实体强度现场检测共有两类技术，即非破损检测技术、微破损检测技术，两类技术在测定混凝土结构实体强度上有着不同的优势。但基于以往检测经验，从检测结果来看，相同或不同龄期、相同或不同设计强度的混凝土结构采用不同实体强度现场检测技术时，检测结果存在明显差异。因此，选择合适的检测技术、规范实施技术至关重要，应进一步探究混凝土结构实体强度现场检测技术，了解每种类型技术的原理、适用条件，并掌握规范实施技术的方法与标准。

1 混凝土结构实体强度现场检测意义

混凝土结构实体强度现场检测是控制基建工程质量的重要手段，能够直观反映混凝土结构的质量情况，其质量存在问题时，基建工程整体质量必然无法达标，从而为工程质量控制提供具体方向；是加强基建工程经济管理的重要途径，混凝土结构施工成本高，其出现质量缺陷会造成直接经济损失，且引发安全事故会造成更为严重的损失与影响，因此，检测混凝土结构实体强度准确判断其质量，也可以为经济管理提供客观依据。

2 混凝土结构实体强度现场检测技术

2.1 回弹法

回弹法是混凝土结构实体强度现场检测中常用的非破损检测方法之一，其具有操作方便、快速的优势，可以在不破坏混凝土结构前提下完成强度测定。检测过程中需要应用回弹仪，利用回弹仪上的弹击装置、弹击杆件进行混凝土表面弹击，测量杆件的反弹距离，再推测出结构强度。由此可以看出，回弹法仅作用于混凝土结构表面则可以完成强度检测，从而决定其适用范围大、适用场景多。虽然回弹法具有突出的优势，但受其原理的限制，其精度并不高；加之检测过程中也受混凝土配合比、硬度等因素的影响，结果精度控制难度大。基于此，回弹法更适合用于简易验收环节，用于其他检测精度要求较高的场景时建议联合其他检测技术。

2.2 超声法

超声法利用声波反射原理对混凝土结构的内部情况进行判断，分析结构是否均匀，再经过发射波、反射波数据分析结构强度。与回弹法不同，超声法的功能更加多样，检测过程中不仅可以了解混凝土结构的强度，也可以检测形状、尺寸、内部缺陷等，由于其功能优势，目前多将其用于验收检测中。其中在检测混凝土结构实体强度时，可以用于地下混凝土灌注桩、构造柱、部分体积较大外墙单次浇注体中，由于此类结构多处于隐蔽位置，回弹法无法实施，而发射超声波测算其回弹时间或利用超声波成像技术，既可以准确测定强度，也可以有效判断结构内部情况，查看有无裂缝、空腔等现象[1]。但超声法应用过程中需要应用计算机、超声仪等专业设备，对技术专业性的要求较高、成本高，更建议在检测隐蔽混凝土结构或大体积混凝土构件中应用。

2.3 钻芯法

钻芯法是一种微破损检测方法，需要利用钻机从混凝土结构中钻取芯样进行检测，获取芯样后会送入实验室测定指标。其主要优势在于可以同时进行多组数据检测，并且除抗压强度以外，也可以对剪切强度、混凝土硬化程度、材料硬度等指标进行检测。但作为一种微破损方法，检测过程中会破坏混凝土结构的整体性，即使钻芯会控制在一定范围内，但也会对混凝土结构的性能与强度造成影响。

虽然钻芯法有着较为明显的劣势，但其是目前混凝土结构实体强度检测中精度较高的方法，可以真实、客观地反映混凝土结构的性能情况，方便技术人员、质量人员根据直观的数据做出客观评定。因此，钻芯法更适用于关键结构位置或关键验收环节当中。

2.4 综合法

综合法是指综合多种方法检测混凝土结构实体强度，应用最为普遍的综合法则是回弹-超声法，其适用范围基本与回弹法一致，但通过超声法的辅助，不仅可以判断混凝土实体结构表面强度，也可以了解混凝土内部结构情况，弥补了回弹法、超声法单独使用时的不足[2]。综合应用过程中，可以先利用超声回弹检测仪进行数据采集与分析，通过计算机将数据导出即可知晓检测位置混凝土结构的客观情况，如内部材料均匀度、表层强度、开裂问题、构件尺寸等。但在无法应用回弹法或无法应用超声法的场景中回弹-超声法也无法应用，因此，综合法的应用也有限制条件。如在冷冻环境中、现场材料性能变化情况下，还需联合多种检测技术才能获取客观的结果。基于此，综合法更适合应用于对检测结果精度要求较高、需要更可信结果情况下。

3 混凝土结构实体强度现场检测实例

3.1 检测技术及检测结果分析

3.1.1 检测技术

结合现场条件与检测范围选用回弹法进行检测。具体检测步骤如下：

（1）先率定回弹仪，在刚度较大的物体上稳固、水平放置钢砧，测试连续三次向下弹击的稳定回弹平均值；且分四个方向完成率定试验，每个方向在弹击前，需要先旋转弹击杆（旋转角度为90°），测定每个方向回弹平均值介于80±2范围内即完成率定。

（2）确定测区、测点。同一构件上测区至少应有10个，且每个测区面积为0.04m2最为适宜，相邻测区间距需要保持在2m范围内。测区应布设在表面清洁、平整、无油垢、无浮浆、无碎屑、无病害位置。同时，保证测点均匀分布在测区内，相邻两点间距应控制在20mm以上，且测点应与预埋件、露筋位置相距30mm；禁止在外露石子、存在气孔位置设置测点。

（3）检测过程中，回弹仪轴线需要与混凝土结构检测面保持垂直，并缓慢施加压力，预留出充足的读数时间，准确读取数据后快速复位。检测时每个测点仅能弹击1次，每个测区内共需记录16个回弹值。

（4）测量结束后，选择代表性位置，对碳化深度值进行测量，每个构件上碳化深度值测点数量不应小区测区的30%，计算平均值，若结果超过2.0mm，需要重新测量每个区域的碳化深度值。

（5）碳化深度值测量方法：利用专用工具在检测面测区范围内开直径为15mm的孔洞，开孔深度以超过碳化深度为标准；将孔洞内的碎屑清理干净后，沿着边缘与孔壁滴入1%酚酞酒精溶液，确定碳化、未碳化边界后对边界与混凝土表面之间的垂直距离进行测量，需要测量3次取平均值[3]。测量碳化深度值需要注意不同构件混合料掺量的变化、是否掺入粉煤灰、是否使用脱模剂，否则混凝土构件的酸碱度会受到影响，在加入酚酞酒精溶液后无变红现象。

（6）计算。本项目测区数量超过10个，混凝土强度推定值计算采用公式：

   （1）

式（1）中表示混凝土结构强度推定值；表示混凝土结构测区混凝土强度修正换算值的平均值；表示混凝土结构测区混凝土强度修正换算值的标准差。

3.1.2 检测结果

检测结果如表1所示。可以看出，基于碳化深度换算强度值呈现出波浪形变化趋势，推定值基本达到设计强度的95%以上。但从平均碳化深度可以看出，碳化过深，碳化深度是反应混凝土密实、所处环境是否潮湿、环境内二氧化碳浓度情况的重要指标，当混凝土强度达到理想水平后，结构不易碳化、碳化速度也会变慢，因此，出现强度高、碳化较深情况不符合客观实际，表示本次检测结果存在误差。

表1 回弹法检测结果

设计强度等级	构件数（件）	平均碳化深度（mm）	平均值（MPa）	标准差（MPa）	推定值（MPa）
C40	20	6	42.2	2.07	38.8
C35	32	4	38.7	2.36	34.8
C30	32	5	33.5	2.42	29.5
C25	32	6	28.5	2.58	24.3

3.2 检测修正

通过分析发现回弹法检测结果缺乏客观性，从而决定采用钻芯法进行回弹值修正。应用钻芯法过程中，取公称直径≥70mm且超过骨料最大粒径2倍的芯样；芯样的长径比超过1.0，禁止内部有钢筋穿过。取样后经磨平机磨平处理，对于抗压强度≥40MPa的芯样应利用聚合物水泥砂浆、水泥砂浆等补平；对于抗压强度＜40MPa的芯样应利用硫磺胶泥补平，两种情况下补平厚度分别为5mm、1.5mm。确定芯样试件尺寸符合检测要求后，置放在压力机上，按照压力机总量20%~80%的标准设定破坏荷载，并以0.3~0.5MPa/s的速度均匀且不间断的施压，计算3个测值平均值为最终结果。

经钻芯法检测，C40混凝土，20件构件，取15个芯样，平均值为45.2MPa、标准差为2.07MPa、推定值为42.7MPa；C35混凝土，共32件构件，取15个芯样，平均值为40.2MPa、标准差为2.36MPa、推定值为37.3MPa；C30混凝土，共32件构件，取15个芯样，平均值为35.0MPa、标准差为2.42MPa、推定值为32.0MPa；C25混凝土共32件构件，取15个芯样，平均值为30.1MPa、标准差为2.58MPa、推定值为26.9MPa。由此使回弹法强度检测值偏低得到纠正。

结束语：

综上所述，混凝土结构实体强度现场检测是基建工程质量控制、验收等工作环节的重要事项，在实际检测中，需要考虑检测结构的位置、受力情况、检测级别，选择合适的检测技术，严格执行检测技术方案标准与要求；并认真观察与分析检测结果，当发现检测结果不符合客观现实时，应立即采取修正措施，确保检测结果准确、客观。

参考文献：

[1]金英伟.混凝土结构实体强度现场检测技术探讨[J].江西建材,2022(12):71-72.

[2]赵志松.混凝土结构实体强度现场检测技术探讨[J].江西建材,2022(05):59-60.

[3]周长标.回弹-取芯法在结构实体混凝土强度检验中的应用[J].建筑施工,2021,43(12):2643-2645+2653.