浅谈混凝土强度检测的方法.doc

浅谈混凝土强度检测的方法关于混凝土强度检测方法的探讨 摘要 从混凝土结构工程的质量出发，阐述了各种混凝土检测方法的基本原理、优缺点以及适用范围，并结合实际工程实例，对几种检测方法的检测结果进行了比较，通过比较分析得出哪种检测方法测得的结果与实际更相符，并对今后结构混凝土强度检测方法进行了展望。关键词 混凝土结构；强度；检测方法Study on concrete strength testing methodLuo Qin（Gezhouba Group Three Gorges Industrial Co., Ltd., Yichang 443002, China）Abstract: Based on the quality of concrete structural engineering, basic principles, advantages and disadvantages ofdetection methods of concrete were explained, as well as the scope of application. Combined with practical engineeringexamples, several detection methods were compared with test results. Through the comparative analysis, it was indicatedwhich detection methods matched well with the fact. At last, future detection methods were prospected.Keywords: concrete structure; strength; detection method0 引言结构混凝土检测技术是20 世纪30 年代发展起来的用于检测混凝土强度的方法。对于钢筋混凝土结构来说，混凝土质量的好坏直接关系到整个建筑物的安全性，并关系到人们的生命财产安全。近年来，世界各地由于混凝土质量问题而导致的工程事故时有发生，因此有必要加强混凝土的质量监控和检测。目前常用的结构混凝土强度检测方法主要有：回弹法、超声法、超声回弹综合法、取芯法、拔出法等。本文简单介绍了这几种检测方法，阐述了各种混凝土检测方法的基本原理、优缺点以及适用范围，并结合实际工程实例，对几种检测方法的检测结果进行了比较。1 几种结构混凝土检测方法综述1.1 回弹法回弹法是在各种检测方法中，操作最简单、费用最低廉、检测效率最高的一种检测方法，因而现场应用性极强。回弹法检测混凝土强度是以混凝土抗压强度与其表面硬度的物理量的相关性为基础， 这种相关性受众多因素的影响，往往检测结果误差较大。需要在实际操作中注意检测仪器、检测方法以及回弹修正等方面的问题。检测构件的抽取应严格遵守“随机”的原则，同批构件抽取数量不得少于总数的30%，且不得少于10件；检测时必须为混凝土原浆面，已经粉刷的需将粉刷层除净；测试中，测点不应在气孔或外漏石子上，对明显异常的回弹值不应计取；对于回弹值要进行碳化修正，对碳化深度的测量必须采用测量工具并在有代表性的位置上进行；当检测时回弹仪为非水平方面且测试面为非混凝土的浇筑侧面时，应按规程对回弹值进行角度修正1。1.2 超声法超声法是根据声波在混凝土介质中的传播速度、波幅、频率与其密度成正比关系而建立的一种无损检测方法。从理论上讲超声传播特性应是描述混凝土强度的理想参数，可反映出结构混凝土内部的强度及密实度，声速与混凝土的强度之间存在相关关系。混凝土越密实，声波在混凝土中的传播时间越短，声速越大，混凝土强度就越高；反之，混凝土越疏松，声波在混凝土中的传播时间越长，声速越小混凝土强度也就越低。因此可以通过测定声波在结构混凝土中的传播速度来推定混凝土的强度2。但正因为超声波要穿透混凝土内部，由此所带来的影响声波传播速度的因素也就复杂得多，人们目前对超声波在其中的传播特点了解仍然十分肤浅，尤其570是许多传播规律往往随着超声波频率、骨料粒径、砂率等因素的变化而变化，而且在较大的强度范围内。如1550MPa，声速的变动范围相对较窄，因而在进行超声检测时，对现象的解释难免出现谬误，且会影响到测试结果的准确分析3。1.3 超声回弹综合法超声回弹综合法是混凝土强度检测中的非破损方法之一。它采用超声波脉冲速度和回弹值两个物理量对混凝土强度进行分析。由于它采用多项物理参数，能较全面地反映构成混凝土强度的各种因素，并且还能抵消部分影响强度与物理量相关关系的因素，因而比单一物理量的无损检测方法具有更高的准确性和可靠性4。在测试时首先选定待测混凝土构件，并按规程或相关规定布置一定量的测区，按图1 布点方式进行回弹值、超声声速值的测试，每个测区相对应的两个测面上分别测读8 个回弹值和3 个超声声速值。当在混凝土浇筑的顶面和底面测试时，要进行声速的修正。图1 超声回弹法测区测点分布（1 为回弹测点，2 为超声测点）1.4 钻芯法混凝土强度的检测方法可分为非破损法和半破损法，回弹法、超声法以及超声回弹法都是非破损法，半破损法有钻芯法、拔出法等。相对于非破损法和其他半破损法而言，钻芯法由于具有不受混凝土龄期限值、测试结果误差范围小、直观、能真实地反映混凝土强度等诸多优点，因而在实际工程中得到广泛的应用5。钻芯法检测、评定混凝土强度的核心思想是使用直接从结构或构件上钻取的芯样试件强度评定结构或构件混凝土的实际强度。目前我国现有的钻芯取样检测技术规程或相关规范标准，除港口工程混凝土非破损检测技术规程（JTJ/T 272-99）、钻芯法检测混凝土强度技术规程（CECS03：88）外，其他技术规程或标准并未提供详尽的检测、评定方法，在具体应用过程中检测人员发现仍然存在诸多“不便”之处。1.5 拔出法拔出法是一种新型的检测技术，是在混凝土中预埋或后装特制螺栓，用专门装置将螺栓拔出，以测得拔出力，通过测定拔出力的大小来确定混凝土的强度。它的基本原理是建立在拔出力与混凝土抗压强度的关系上，在拔出力的作用下，混凝土由压应力和剪应力组合而成的拉应力造成破坏，这种破坏和立方体试件在试验机承压面上有约束条件下的破坏相一致6。拔出法又分为两种：预埋拔出法与后装拔出法。前者在国外应用较多，国内则以后装拔出法为主，特别适用于已建混凝土结构的检测试验。后装拔出法检测混凝上强度，是在硬化混凝土上钻孔、磨槽、安装锚固件后用拔出仪做拔出试验。根据测定的抗拔力检测混凝土抗压强度的微破损方法，它具有测试结果可靠、适用范围广、操作简便、成本低等特点。该技术1994 年被中国工程建设标准化协会批准为协会标准：后装拔出检测混凝土强度技术规程（CECS69：94）。除了上面的几种检测混凝土强度的方法外，还有回弹-钻芯综合法，超声拔出综合法等方法，在实际工程中也得到了很好的应用。2 工程实例天津某居民小区由10 座住宅楼及别墅组成。其中1#、2#、3#、4#楼为6 层框架结构，其余为3 层别墅。对该居民区的混凝土进行了检测，检测过程中采用了回弹法、超声法、超声回弹综合法和钻芯法，检测过程以及试验仪器均符合相关规范标准。通过对各种测试方法得到的结果进行处理可以得到以下结果（表14）。回弹法检测结果 表1建筑物 推定强度/MPa名称抽检构件数量设计强度等级 平均值 标准差1#楼 20 C25 28.17 4.272#楼 25 C25 27.89 2.183#楼 30 C25 29.11 3.214#楼 30 C25 27.32 3.075#别墅 12 C30 33.12 2.276#别墅 15 C30 34.18 3.127#别墅 18 C30 31.98 2.898#别墅 18 C30 31.15 3.099#别墅 15 C30 32.17 3.1810#别墅 15 C30 32.32 3.89超声法检测结果 表2建筑物 推定强度/MPa名称抽检构件数量设计强度等级 平均值 标准差1#楼 15 C25 27.14 3.152#楼 20 C25 28.32 2.993#楼 25 C25 27.16 2.184#楼 25 C25 29.01 3.965#别墅 10 C30 34.01 2.896#别墅 12 C30 33.89 3.787#别墅 15 C30 35.17 2.978#别墅 15 C30 34.34 4.129#别墅 12 C30 33.15 2.7610#别墅 12 C30 33.67 2.84571超声-回弹综合法检测结果 表3建筑物 推定强度/MPa名称抽检构件数量设计强度等级 平均值 标准差1#楼 15 C25 27.49 1.102#楼 20 C25 28.97 1.233#楼 25 C25 28.55 2.014#楼 25 C25 28.67 1.565#别墅 10 C30 34.62 1.786#别墅 12 C30 33.16 0.987#别墅 15 C30 33.49 1.958#别墅 15 C30 33.21 2.119#别墅 12 C30 34.12 1.6610#别墅 12 C30 34.05 1.44三种方法与钻芯法对比结果/MPa 表4建筑物名称 回弹结果 超声结果 超声-回弹结果 钻芯结果1#楼 28.17 27.14 27.49 27.562#楼 27.89 28.32 28.97 29.133#楼 29.11 27.16 28.55 28.194#楼 27.32 29.01 28.67 28.435#别墅 33.12 34.01 34.62 34.916#别墅 34.18 33.89 33.16 33.017#别墅 31.98 35.17 33.49 34.038#别墅 31.15 34.34 33.21 33.1710#别墅 32.17 33.15 34.12 33.8710#别墅 32.32 33.67 34.05 34.25从表4 可以看出，超声-回弹综合法相对于回弹法与超声法来说，其结果与钻芯法测得的真实的混凝土强度更为接近，超声-回弹综合法所测得的结果离散性也比较小，是一种比较精确地测试混凝土强度的方法。在条件允许的情况下，应尽可能采用该方法对混凝土结构进行检测，以得到更加真实准确的结果。当然，回弹法操作比较简单，而且目前随着仪器的发展，智能回弹仪已经开始使用，使得回弹法测试混凝土的强度变得更加简单快捷。因此，目前回弹法仍是比较广泛应用的一种测试混凝土强度的方法。3 结论与展望介绍了混凝土检测常用的几种方法，并依据工程实例，对几种方法下的混凝土强度检测结果进行了对比，从中可以看出，在对混凝土强度进行检测时，单纯地靠回弹法来判断混凝土强度是存在一定的误差的，而采用超声回弹法测得的混凝土的强度与采用钻芯法测得的强度比较接近，更能真实地反映混凝土的质量。当然，每一种方法都有其优点与适用的地方，在实际工程中应根据实际情况采用不同的测试方法，并且对测得的数据进行修正。在以后的科学研究中，应研究新的测试方法，使该方法能够更真实地反映混凝土的质量，并尽可能使测试方法方便简单；对于已存在的检测方法应该尽可能地进行改进，积极探索其科学合理性，尽量避免其不合理性。参 考 文 献1 JGJ/T232001 回弹法检测混凝土抗压强度技术规程S. 北京：中国建筑工业出版社，2001.2 汤勇，解咏平，宋雪琳. 浅谈结构混凝土强度的几种