浅析建筑工程中混凝土强度的检测方法

浅析建筑工程中混凝土强度的检测方法

唐震

关键词：建筑施工；混凝土；质量检测；初探

目前，随着江苏经济的不断进步，钢筋混凝土结构得以快速发展，商品混凝土公司越来越多，混凝土用量也不断增加。江苏地区质监主管部门加强了对混凝土现场质量的检测工作，尤其苏州地区质监站特意成立了一个科室―抽测科，加强对混凝土强度检测的监督。随着各种现代化的检测技术和检测方法不断的应用于混凝土检测中，准确的评定了混凝土的强度，对建筑工程质量的提高具有极其重要的作用。

一、影响混凝土质量的因素

影响混凝土质量的因素较多，如环境、温度、材料、施工技术、养护等，会直接影响到整体工程的质量，所以在混凝土浇筑过程中要对质量严加控制，避免这两种隐患的发生，从而保证工程的整体质量，保证其正常的使用及寿命。材料对混凝土质量的影响是十分关键的，材料的质量是决定混凝土使用功能的关键，所以在材料的选用及检测上要把好关，同时还要做好施工中质量控制措施，这样才能保证整体工程的质量。混凝土在使用过程中，最常见的问题是出现裂缝，这与长时间的使用、外力作用、环境和温度的变化都有关系，但主要原因还是由于材料和施工中的质量控制没有达到规定的标准有关，所以在混凝土施工中，加强材料的检验关和强化施工过程中的规范管理是保证混凝土质量的关键。

混凝土施工过程中常见的技术性影响主要为以下三种：

1、材料配比不合理

混凝土的主要成分为水泥、砂子、石子等，如果水泥的标号达不到标准、水灰比配制的不符合要求或是砂石的级配、含泥量等不达标的情况，都会对混凝土的强度产生影响，混凝土的强度达不到规定的标准要求，这样在使用过程中，一旦所受到的收缩力达到所能承受的标准时，则会导致裂缝的发生。

2、忽视了温差的影响

混凝土在浇筑完成后，进入养护期内，这时混凝土的强度还没有达到规定的标准，所以要防止昼夜之间的温差过大，一旦温差过大则会使混凝土产生严重的收缩，从而导致裂缝的发生，对混凝土结构的正常使用和寿命都会造成影响。

3、模板制作存在问题

模板表面处理不科学，接缝处存在问题会使得混凝土振捣处理时，发生泥浆外漏以及产生气泡，接缝处的混凝土强度受此影响而大大降低，出现裂缝。

除此之外，保养工作若不能按照规定严格操作，也容易造成混凝土裂缝。以上所述的几个方面是影响混凝土质量的主要原因，有必要采取相应措施加以管控。

二、制定混凝土质量检测的计划

自改革开放以来，我国的经济取得快速的发展，各项基础设施建筑都进入了快速发展时期，在建筑工程施工中，混凝土作为工程施工的主要材料，对施工的质量有着直接的影响。所以在建筑施工中，加强对混凝土质量的监测和控制，运用科学的方法加强对混凝土强度的检测工作，保证混凝土的质量，从而确保整体工程的质量具有十分重要意义的。

混凝土的质量检测计划要根据实际的施工情况，选择合适的检测方法来具体制定。在对混凝土总体的质量进行检测前，选择混凝土原料配比相同、施工工艺与龄期相近、检测方法统一的工程作为检测的总体，然后分别对其中的个体进行规划，随机选择样本进行检测，可以增加样本的数量来提高检测的准确度。同时要规划好测区的布置和检测顺序，使检测工作有条不紊地进行。施工单位要选用经过专业培训，取得操作资格证的操作人员进行混凝土质量检测，防止人为的操作失误致使检测结果有偏差。检测前，要对有关混凝土的基础数据进行采集，比如被测结构的设计参数、混合材料的组成和配比、结构的形状等。

三、建筑混凝土抗压强度的检测要点

混凝土的强度是衡量混凝土质量的重要指标，随着检测技术的不断发展，在对混凝土实体强度的检测方法较多，大致有回弹法、钻芯法、超声法、拉拔法及超声回弹综合法等几种。这其中回弹法以其不破坏原有结构，操作简单及具有较好的经济性而广泛的应用于混凝土检测中，其检测的准确率较高，特别对于泵送混凝土其检测准确度能达到百分之九十五以上。

1、检测前回弹仪的选用

回弹法的检测原理是通过运用回弹仪来测量混凝土表面的回弹硬度进而推断结构混凝土抗压强度，回弹值越大，表明混凝土的硬度越大，抗压强度也就越高。要选用具备产品合格证、生产许可证和检定单位的检定合格证的回弹仪。在回弹仪使用前，需要对回弹仪按标准方法在钢砧上进行率定，其率定平均值应为80±2，作业的环境温度只能在-4℃～40℃范围内才能取得有效数据。

2、检测中的具体做法

回弹法可以对单个结构或构件进行检测，也可以进行批量检测。对于具有相同生产工艺和相同强度等级的建筑混凝土，保证原材料、配合比、成型工艺、养护条件和龄期基本一致，在不少于10件的同类构件中随机抽检的数量要大于同类构件总数的30%。

（1）选定测区。测区要选在构件的对称可侧面上，或者是在同一个可侧面上均匀分布，特别主要再要构件的重点和薄弱部位设置测区。测区必须保证是在清洁、平整、表面无异物、结构紧密，能使回弹仪处于水平方向的混凝土表面。

（2）回弹值的要求。在使用回弹仪检测时，轴线必须始终垂直于混凝土测区的水平面，缓慢施加压力，准确地记录每一次测点的回弹值并精确至1，然后快速复位，对同一测点只能弹击一次，每一个测区应记取16个回弹值。

（3）碳化深度值的要求。在测量碳化深度时使用1%-2%浓度的酚酞酒精溶液，用专业碳化深度测量尺测量碳化深度，测点为不少于测区的30%并取其平均值。

3、检测后得出评定结果

好选用地方测强曲线得到测定混凝土强度值换算表，因为它比国家制定的通用回弹法检测的测强曲线更符合地区的实际情况，充分考虑了地区特有的气候条件、养护工艺和混凝土原材料的特性，它比通用测强曲线的检测结果更接近混凝土的实际强度。

四、提高混凝土质量检测精确度的方法

回弹法虽然在混凝土检测中具有较大的优势，但在检测中如果混凝土内部结在质量上存在缺陷，则很难检测出来，因为回弹法只是对混凝土表面的强度进行测定的，一旦内部有质量缺陷，则很难检测出来，所以要想保证检测的精确度，则需要两种或两种以上方法综合使用，这样才能更真实的映出混凝土的质量。目前超声波检测方法得以不断的完善和发展，此方法是利用混凝土强度和超声波传播速度之间的相互关联性来对混凝土的强度进行检测。此种方法与回弹法综合运用，可以获得更多的物理参量，从而对检测的可靠性和准确性具有极其重要的作用

1、钻芯法及在工程检测中遇到的问题

钻芯法在实际应用中有许多问题，如取样部位不当，轻则削弱构件承载力，重则损伤主筋或钻断主筋等。为避免钻芯对结构安全造成影响，笔者对自己多年工程检测实践以及众多工程技术人员的经验进行了总结和探讨。

⑴外界影响

在钻芯前，应根据结构图并借助仪器查明钢筋、预埋件和管线的位置，以确定钻芯位置。现在常用的是电磁感应法检测，比较适用于配筋稀疏和混凝土保护层不太厚的钢筋检测。钢筋位置在同一平面或在不同平面内距离较大时，测得的结果比较满意；但在上下双层钢筋间距较小、钢筋之间间距较密、保护层过厚或因施工质量不良，导致钢筋粘结在一起时，电磁感应法检测时电磁场干扰严重，必须多次进行往返探测确定位置。多次往返探测结果仍有较大偏差时，应在构件表面开槽，直接找到钢筋确定钻芯位置。靠近或安装有电视、电讯发射塔的房屋，由于电磁波干扰，磁感仪根本无法正常工作。此时应在构件表面开槽，直接找到钢筋确定钻芯位置。

⑵掺有粉煤灰的商品混凝土强度检测

我国目前使用的商品混凝土普遍掺用了粉煤灰，由于粉煤灰质量的差异、掺量的不同都会对混凝土强度造成很大影响。掺有粉煤灰的混凝土强度增长较慢，存在早期强度低，后期强度高的特点。新建工程在工期要求范围内的混凝土强度检测结果通常偏低，往往引起质量判断上的失误。在对某办公大楼的商品混凝土检测中，混凝土设计强度为C40，第一次钻芯抽样检测结果普遍偏低，混凝土供应商表示质疑要求再次检测，第二次检测与第一次检测间隔26d，而且特意再次检测相同构件，检测结果却大不一样，比第一次检测结果有较大提高。⑶钻芯机的固定

在实际检测过程中，钻筒高速的运转使混凝土产生强烈磨擦抖动，使钻芯机渐渐变松，钻筒与结构面不垂直，造成所取的芯样容易出现芯样裂缝、缺边、少角、错位、倾斜及喇叭口变形、端面与轴线的不垂直度超过2度等缺陷，甚至打断钻头的钢齿。带有缺陷的芯样会造成混凝土检测强度与实际强度偏差较大，影响对结构作出真实评价，甚至出现误判。所以，在固定钻芯机时，一定要注意施工现场周围的具体环境、所钻取的混凝土强度的范围（不宜在强度低于10MPa的混凝土上钻芯，因为钻芯机较难固定），在钻芯机主轴的旋转轴线与被钻芯样的混凝土表面相垂直的情况下，才能进行钻芯样工作。

⑷排水问题

钻芯样需要采用水冷却机器钻头，产生较多含有泥浆的废水，会直接从钻头部位流出污染环境，造成事后的卫生很难清理，引起客户或使用人的不满。甚至有因钻芯时钻到预埋的电线管道，污水顺着预埋的电线管道从四周灯具流出，造成电线短路。采用带有排水管的集水罩可以较好的解决这个问题。集水罩采用的是直径约200mm的塑料盆，在盆底切割直径约150mm圆孔，盆边缘粘上厚橡胶管套，然后在盆壁上钻排水孔接软管。

在柱和梁侧面钻芯时，直接罩在机器钻头部位压紧，污水会顺排水管排到水桶中。在钻取楼板芯样时，可在钻芯部位周边约20mm区域内用小直径长钻头钻穿楼板，将排水管由孔洞穿过，在钻芯时压紧集水罩，污水会随重力作用往下排。使用集水罩不会增加多少工作量，现场废水集中易于排放，因钻头飞溅污染的面积很小易于清理。

2、回弹法在工程检测中遇到的问题及解决方法

回弹法检测混凝土强度具有非破损、仪器轻便、操作简便、测试范围分布广的优点，因此得到检测单位的广泛应用。但回弹法是以构件混凝土的回弹值来间接地推算混凝土强度的，当混凝土表面质量和内部质量有差异时，测试结果误差较大。

⑴施工中采用不同的模板对回弹值是有一定影响的，会引入较大误差。例如一般使用钢模或使用模板内加铺设防水膜成型的构件混凝土回弹值普遍偏高，钢模的保水性较好，对表面10mm内厚度的表面强度和表面密度都很有提高，但实际内部混凝土强度并未提高。而木模由于木料本身的吸水性，表面的强度发展就远不如钢模。

⑵构件表面平整度对回弹值有较大的影响，由于模板漏浆或振捣在混凝土构件表面形成蜂窝孔洞、微小的气泡，表面不平整将大幅降低其回弹值。

⑶商品混凝土中粉煤灰等掺合料以及高效减水剂的普遍应用，大大提高了混凝土的工作性能、泵送性能、降低了水化热。但是这些掺合料、外加剂会造成混凝土表面硬度降低，对混凝土的回弹值均有一定影响。商品混凝土若掺加了较多的粉煤灰和缓凝剂，或者施工单位在施工中振捣时间过长造成粉煤灰颗粒集中于表面，也会出现混凝土凝结缓慢，造成强度偏低。

⑷在南方地区由于炎热气候时间长，日照时间长，在实际检测中发现夏季施工的强度等级设计在C30以下的混凝土构件，若早期养护不好，则混凝土碳化深度增长会很快，对于这种短龄期大碳化的混凝土构件，仅用回弹法评定其强度，检测结果偏差较大，无法真实反映混凝土的实际强度。在检测某商品楼时曾遇到这种情况，检测时5层柱、梁的龄期为164d，碳化深度却普遍达到6mm以上，发现碳化过深后马上采用钻芯法进行修正，所得到的修正系数为：1.32和1.25。也就是说，单独使用回弹法检测，检测误差达到32%和25%。统计分析指出，当碳化深度为1mm时，强度降低5%～8%；当碳化深度为6mm时，强度降低32%～40%。可见，对混凝土碳化深度的测量需引起足够的重视。

回弹法检测中所遇到的问题，最佳的解决方法就是采用钻芯法进行修正。对于使用外加剂等造成的强度偏低，同样建议先不要出报告，隔一段时间（最好超过30d）采用钻芯法再做一次检测。

3、超声回弹综合法在工程检测中遇到的问题及解决办法

超声回弹综合法是根据实测声速值和回弹值综合推定混凝土强度的检测方法。使用超声回弹综合法测定混凝土强度，既能反映混凝土的弹性，又能反映混凝土的塑性；既能反映表面状态，又能反映内部构造，内外结合，故能较全面反映结构混凝土的质量。

⑴碳化深度的影响

在回弹法测强中，碳化对回弹值有显著影响，因而必须把碳化深度作为一个重要参量。但是，试验证明，在综合法中碳化深度每增加1mm，用回弹值、声速关系推算出来的混凝土推定强度仅比实际强度高0.6%左右。为了简化修正项，在实际检测中基本上可不予考虑碳化因素。

⑵测试面的位置及表面平整度的影响

采用钢模或木模施工时，混凝土的表面平整度明显不同，采用木模浇筑的混凝土表面不平整，往往影响超声波发射头的耦合，因而使声速偏低，回弹值也偏低。但这一影响与木模的平整程度有关，很难用一个统一的系数来修理，因此应对不平整表面必须进行磨光处理。

⑶超声回弹综合法对遭受冻伤、化学腐蚀、火灾、高温损伤的混凝土，及环境温度低于-4℃或高于60℃的情况下，不宜使用，若必须使用时，应作为特殊问题研究解决。总之，凡是不宜进行回弹法或超声单一参数检测的工程，综合法也不宜使用。

⑷现场操作时，超声的测试点应布置在同一个测区的回弹值测试面上，但探头安放位置不宜与弹击点重叠。每个测区内应在相对测试面上对应地布置3个测点，相对面上的收、发探头应在同一轴线上。只有在同一个测区内所测得的回弹值和声速值才能作为推算强度的综合参数，不同测区的测值不可混淆。

四、结语

钻芯法、综合法、回弹法等是用物理量间接推算强度的方法，所推算的强度标准差包含两个部分：一部分来自混凝土本身因质量变异所带来的标准差，另一部分来自用物理量间接推算强度时，基准曲线所固有的误差。因此，标准差应比预留试块所计算的标准差偏大，也就是说推定强度偏低但是偏于安全。

参考文献

1、GB50204-2002.混凝土结构工程施工质量验收规范[S].北京：中国建筑工业出版社，2004.