建筑混凝土強(qiáng)度現(xiàn)場施工檢測技術(shù)研究

馮玉祥

河南省交院工程檢測科技有限公司

1 前言

目前各類施工建設(shè)都普遍采用建筑混凝土材料，其低成本和獨(dú)特的建筑使用性能備受施工方的青睞。但是，目前部分工地的混凝土強(qiáng)度現(xiàn)場檢測技術(shù)與監(jiān)管工作上存在問題，導(dǎo)致在混凝土施工使用中出現(xiàn)各種質(zhì)量問題，這些對建筑施工的質(zhì)量和施工單位的效益與發(fā)展都產(chǎn)生了不良的影響，并對日后建筑的使用產(chǎn)生了隱患，因此必須加強(qiáng)對混凝土強(qiáng)度檢測的管理工作，為企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益與長遠(yuǎn)發(fā)展奠定基礎(chǔ)。

2 建筑混凝土強(qiáng)度現(xiàn)場施工檢測技術(shù)的定義

如果在施工階段發(fā)現(xiàn)混凝土存在質(zhì)量問題再進(jìn)行補(bǔ)救，會損耗大量人力物力，嚴(yán)重時(shí)還會導(dǎo)致停工，影響施工的進(jìn)度和質(zhì)量，進(jìn)而影響企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。因此應(yīng)該確保使用前對混凝土強(qiáng)度進(jìn)行全面的檢測，合理利用現(xiàn)場施工檢測技術(shù)，全方位監(jiān)測其強(qiáng)度，待數(shù)據(jù)全部合格后進(jìn)入具體施工，確保后期建設(shè)的穩(wěn)定性。

3 建筑混凝土強(qiáng)度的現(xiàn)場施工檢測方法研究

3.1 非破損法：回彈法

混凝土標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度的換算值是根據(jù)混凝土物理性和混凝土強(qiáng)度的相關(guān)關(guān)系，測試它們之間的物理量，推算它們之間的換算值。使用公式fcu=f（R，l）來推算混凝土強(qiáng)度，分別代表混凝土的硬度和表面的強(qiáng)度。使用的原理是：使用彈簧驅(qū)動的重錘，通過彈擊桿來對混凝土表面進(jìn)行彈擊，對重錘反彈回來的距離進(jìn)行測量，用強(qiáng)度和回彈值當(dāng)作相關(guān)指標(biāo)，還要對混凝土的表面碳化硬度的變化來推算混凝土的強(qiáng)度。檢測的標(biāo)準(zhǔn)是依照我國行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《回彈法檢測混凝土抗壓強(qiáng)度技術(shù)規(guī)程》（JGJ∕T 23—2001）進(jìn)行的。根據(jù)實(shí)際的需要確定需要測量的區(qū)域，對同一個(gè)結(jié)構(gòu)層實(shí)驗(yàn)就要利用多個(gè)測量區(qū)域。多次測量之后，對這些測量之后的數(shù)值進(jìn)行求取平均值。

3.2 綜合法：超聲回彈綜合法

綜合法是以建立多項(xiàng)物理的參量和混凝土強(qiáng)度之間的關(guān)系，利用兩種或者兩種以上的非破損檢測方法來獲得多個(gè)物理參量的方法，能夠?qū)炷翉?qiáng)度進(jìn)行綜合評價(jià)。以聲速和回彈值綜合反映混凝土的抗壓強(qiáng)度的一種非破損方法被稱為超聲回彈綜合法，這種方法建立在混凝土抗壓強(qiáng)度和超聲波傳播速度之間的相關(guān)基礎(chǔ)上，和回彈法的適用條件基本一致。

從本質(zhì)上來看，對建筑混凝土強(qiáng)度進(jìn)行檢測時(shí)，超聲回彈綜合法中有效集中了超聲法和回彈法兩種檢測方法，完全可以在這一檢測應(yīng)用時(shí)發(fā)揮回彈法和超聲法的各自優(yōu)勢。在利用這一檢測方法開展混凝土強(qiáng)度檢測時(shí)，重點(diǎn)是要獲得混凝土構(gòu)件內(nèi)超聲波的聲速值（V）指標(biāo)，隨后利用回彈法來獲得回彈值（R），根據(jù)檢測時(shí)所得到的V、R值來進(jìn)行混凝土強(qiáng)度fcu的估算。當(dāng)下的建筑工程領(lǐng)域，針對混凝土強(qiáng)度的檢測，在利用超聲回彈法開展相應(yīng)的檢測工作時(shí)，完全可以在混凝土的同個(gè)區(qū)域內(nèi)獲得聲速值和回彈值，在此基礎(chǔ)上根據(jù)前期所得到的fcu-V-R公式來進(jìn)行被檢測混凝土構(gòu)件強(qiáng)度的預(yù)測，這一強(qiáng)度估算不僅可以幫助有關(guān)人員進(jìn)行混凝土強(qiáng)度性能的綜合評估，更可以實(shí)現(xiàn)對混凝土構(gòu)件抗壓能力的判定。

在利用超聲回彈法開展強(qiáng)度檢測時(shí)，專業(yè)檢測人員要在回彈檢測平面上進(jìn)行超聲測試試點(diǎn)的選擇，為提高檢測精度，超聲速度探頭嚴(yán)禁與回彈檢測的彈擊位點(diǎn)完全重合?；炷翉?qiáng)度檢測過程中，雖然超聲回彈法在強(qiáng)度檢測方面非常有效，但檢測時(shí)需要注意的技術(shù)要點(diǎn)卻是非常多的，經(jīng)由規(guī)范的超聲回彈檢測，也就可以幫助工程企業(yè)更為清楚地掌握混凝土的塑性和彈性指標(biāo)，感知混凝土內(nèi)部構(gòu)造和表層情況。超聲回彈法檢測技術(shù)克服了常規(guī)超聲法和回彈法應(yīng)用時(shí)的技術(shù)缺陷，比如，回彈法僅僅使用于表層3cm以內(nèi)厚度的混凝土檢測，一旦在混凝土施工作業(yè)中構(gòu)件存在嚴(yán)重的碳化現(xiàn)象，在齡期干擾情況下，混凝土構(gòu)件的含水量大大降低，超聲速度將出現(xiàn)明顯的跌落，而超聲回彈檢測法應(yīng)用時(shí)，不需要進(jìn)行混凝土碳化程度的測量。但現(xiàn)階段的超聲回彈法應(yīng)用時(shí)同樣存在著一定的不足，尤其是當(dāng)混凝土遭遇低溫冷凍、火災(zāi)烘烤、化學(xué)腐蝕等損傷的情況下，不能使用這一檢測方式。

3.3 半破損法：鉆芯法

鉆芯法是一種局部微破損現(xiàn)場檢測方法，它使用專用的鉆機(jī),在結(jié)構(gòu)或構(gòu)件上面鉆取芯樣,對其進(jìn)行抗壓試驗(yàn),根據(jù)芯樣的抗壓強(qiáng)度來推算結(jié)構(gòu)或者構(gòu)件中混凝土的強(qiáng)度。圓柱狀芯樣的抗壓強(qiáng)度就是參考強(qiáng)度或現(xiàn)場強(qiáng)度。這種方法比較可靠和直觀，精確度也很高，被很多國家使用。在鉆孔取樣之后，要修補(bǔ)鉆出的孔洞，這項(xiàng)工作也有難度，檢測時(shí)，鉆孔機(jī)器和相關(guān)設(shè)備也不容易移動，但是這種方法相對可靠，在檢測建筑中混凝土的強(qiáng)度使用中比較多。

3.4 后裝拔出法

后裝拔出法適用于結(jié)構(gòu)工程中的混凝土抗壓強(qiáng)度的檢測。這種方法可以利用預(yù)先建立的混凝土強(qiáng)度和拔出力之間的相關(guān)關(guān)系，在已經(jīng)硬化的混凝土表面進(jìn)行鉆孔、磨槽以及嵌入錨固件，并且安裝拔出儀，進(jìn)行拔出實(shí)驗(yàn)。被檢測混凝土的強(qiáng)度不應(yīng)低于10.0MPa。當(dāng)懷疑結(jié)構(gòu)或者構(gòu)件的混凝土強(qiáng)度時(shí)，可以按照后裝拔出法對它進(jìn)行檢測，或者檢測舊結(jié)構(gòu)混凝土強(qiáng)度時(shí)，可以依據(jù)檢測結(jié)果評價(jià)混凝土的質(zhì)量。

3.5 后錨固法

后錨固法使用靈活、施工簡便，是利用相關(guān)技術(shù)在已有的混凝土結(jié)構(gòu)上的錨固，名字的得來是相對于預(yù)先埋設(shè)的先錨固。隨著施工技術(shù)的普遍性，產(chǎn)品種類不斷豐富、費(fèi)用也降低，這項(xiàng)技術(shù)不僅限用于改造、結(jié)構(gòu)加固，逐漸在新建工程中被使用[2]。

3.6 剪壓法

剪壓法是局部微破損檢測方法，是利用專用減壓儀對混凝土構(gòu)件直角邊施加垂直于承壓面的壓力，構(gòu)件直角邊產(chǎn)生局部剪壓破壞，根據(jù)剪壓力推定混凝土強(qiáng)度的一種方法。

3.7 超聲脈沖法

超聲脈沖法在建筑混凝土強(qiáng)度檢測中的應(yīng)用也相對較多，這一檢測方式主要是基于超聲波的傳輸速度，在超聲波傳輸?shù)倪^程中往往存在有一定的介質(zhì)參數(shù)，但不同的傳輸介質(zhì)下，所形成的超聲波也存在著明顯的區(qū)別，介質(zhì)差異可能會引起一定的折射或者反射，也就最終干擾了超聲波傳播的速度和波形。事實(shí)上，在利用超聲波脈沖法進(jìn)行混凝土強(qiáng)度檢測時(shí)，超聲波的傳輸速度與混凝土強(qiáng)度之間存在著緊密的關(guān)聯(lián)性，為了在介質(zhì)內(nèi)保持超聲波的高速傳輸，只能夠增強(qiáng)超聲波強(qiáng)度。因此，混凝土強(qiáng)度檢測時(shí)，專業(yè)的檢測人員為獲得混凝土強(qiáng)度指標(biāo)，可以通過超聲波傳播速度的獲取來實(shí)現(xiàn)。為提高超聲脈沖法下的檢測準(zhǔn)確性，提高檢測結(jié)果的可用性，現(xiàn)場檢測工作開展時(shí)，最好將超聲脈沖法的傳播頻率保持在20kHz～500kHz范圍內(nèi)。在利用超聲脈沖法開展檢測工作時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格遵守相應(yīng)的檢測標(biāo)準(zhǔn)，最好將檢測范圍選定在混凝土結(jié)構(gòu)的側(cè)面，且各個(gè)檢測面的長、寬、高都應(yīng)該超過20cm。

4 建筑混凝土強(qiáng)度檢測方面所存在的問題

4.1 進(jìn)場材料未嚴(yán)格審核

當(dāng)前的建筑工程領(lǐng)域，人們對混凝土強(qiáng)度檢測工作越來越關(guān)注，但各個(gè)工程企業(yè)在開展混凝土強(qiáng)度檢測時(shí)還常常存在著很多的不足，比如，進(jìn)場材料的審核不嚴(yán)格。建筑項(xiàng)目實(shí)施作業(yè)中，當(dāng)將建筑材料運(yùn)輸?shù)焦こ态F(xiàn)場以后，產(chǎn)品合格證、出廠檢驗(yàn)報(bào)告、型式檢驗(yàn)報(bào)告都是判定混凝土原材料性能、質(zhì)量的依據(jù)。在材料完全運(yùn)送到現(xiàn)場之前，專業(yè)檢測人員需對材料的各個(gè)性能指標(biāo)加以檢測。但就當(dāng)下的工作情況來看，混凝土進(jìn)場材料檢測方面存在著諸多的漏洞，審核不嚴(yán)格、檢測不規(guī)范，部分材料在進(jìn)入施工場地時(shí)，文件上所標(biāo)注的材料參數(shù)與材料使用標(biāo)準(zhǔn)之間存在著較大的差異，甚至還存在名稱不相符的現(xiàn)象，增大了混凝土強(qiáng)度檢測方面的問題。

4.2 取樣檢測不具有代表性

建筑混凝土強(qiáng)度檢測時(shí)的取樣是十分重要的環(huán)節(jié)，取樣是否具有代表性將會影響到最終的檢測結(jié)果，為保障檢測質(zhì)量，相關(guān)檢測人員應(yīng)加強(qiáng)取樣流程的管理，嚴(yán)格遵循規(guī)范化的取樣流程。但實(shí)際的建筑混凝土強(qiáng)度檢測時(shí)，有關(guān)檢測人員沒有采取隨機(jī)取樣的方式，所選擇的樣本在整個(gè)混凝土結(jié)構(gòu)中不具有代表性和典型性，所獲得的檢測結(jié)果也就難以反映整個(gè)混凝土的強(qiáng)度情況，整個(gè)檢測工作開展時(shí)所獲得的強(qiáng)度結(jié)果與實(shí)際存在著較大的偏差。因此，取樣檢測代表性不足的問題也是未來建筑混凝土強(qiáng)度檢測方面需重視的關(guān)鍵問題，

4.3 非結(jié)構(gòu)用材復(fù)驗(yàn)重視不足

對建筑混凝土強(qiáng)度檢測而言，因?yàn)闄z測的技術(shù)難度較大，為保障檢測精度，相關(guān)檢測人員在檢測工作中同樣要加強(qiáng)對非結(jié)構(gòu)用材的復(fù)驗(yàn)。但事實(shí)上，很多工程企業(yè)在建筑混凝土強(qiáng)度檢測時(shí)，對于非結(jié)構(gòu)用材的復(fù)驗(yàn)工作不夠重視，往往沒有加大在這一檢測工作方面的資金、技術(shù)和人才投入，混凝土強(qiáng)度常常會受到很多因素的影響，無法獲得良好的檢測效果。

5 建筑混凝土強(qiáng)度檢測的要點(diǎn)

5.1 制定科學(xué)施工現(xiàn)場混凝土強(qiáng)度檢測計(jì)劃

工程施工現(xiàn)場的混凝土強(qiáng)度檢測方法是要依據(jù)工程實(shí)際情況選擇合適的檢測方法。由于工程特點(diǎn)不同，對混凝土強(qiáng)度檢測的對象也不一樣，可以是一面墻，或是一根樁，在對強(qiáng)度進(jìn)行檢測時(shí)，需要選擇工藝與齡期相近、檢測方法統(tǒng)一、混凝土配比相同的工程當(dāng)作檢測主體。首先是集合檢測區(qū)、選擇檢測樣本、使用統(tǒng)計(jì)量來反應(yīng)總體的特征量，利用樣本容量的增加對檢測的準(zhǔn)確度進(jìn)行提高。統(tǒng)計(jì)量是對樣本的函數(shù)，由于不同的檢測人員、檢測區(qū)、檢測單位，在同一評定單元里會得到不一樣的統(tǒng)計(jì)量。為了保證檢測質(zhì)量，明確樣本和檢測區(qū)，需要檢測部門在檢測前可以科學(xué)地檢測和計(jì)劃，選擇合適的檢測方法[3]。

5.2 多批次進(jìn)行施工現(xiàn)場混凝土強(qiáng)度檢測

影響混凝土強(qiáng)度的主要因素之一是混凝土工程的養(yǎng)護(hù)，原因在于現(xiàn)代混凝土工程項(xiàng)目很多情況下選擇泵送混凝土。在《混凝土強(qiáng)度檢驗(yàn)評定標(biāo)準(zhǔn)》（GB∕T 50107—2010）里面要求驗(yàn)收的混凝土為一個(gè)批次的，需要使用等級強(qiáng)度、齡期和生產(chǎn)工藝同樣條件的，相同配合比的混凝土構(gòu)成。但是混凝土的養(yǎng)護(hù)氣候和混凝土澆筑各不相同，導(dǎo)致混凝土的離散型比較大[4]。如果只利用一種方法對整體進(jìn)行評定，檢測結(jié)果準(zhǔn)確率會存在偏差。因此需要檢測技術(shù)相關(guān)人員以混凝土條件基本一致作為同一批進(jìn)行評定，讓檢測的過程和國家要求規(guī)范及現(xiàn)場實(shí)際情況相符合。為了保證混凝土強(qiáng)度檢測的精準(zhǔn)性，保障工程施工項(xiàng)目的施工質(zhì)量，提高檢測的準(zhǔn)確度，提高施工企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，要對多批次的混凝土進(jìn)行檢測和評定。

6 結(jié)束語

對建筑混凝土強(qiáng)度現(xiàn)場施工進(jìn)行檢測是衡量建筑施工質(zhì)量的重要標(biāo)準(zhǔn)之一，因此，必須提升混凝土強(qiáng)度現(xiàn)場施工檢測的技術(shù)水平，深入研究檢測技術(shù)，提高建筑施工質(zhì)量，使施工單位獲得長遠(yuǎn)發(fā)展。隨著科技的不斷進(jìn)步，相信未來在建筑行業(yè)還會有更新的技術(shù)涌現(xiàn)，為混凝土強(qiáng)度現(xiàn)場施工檢測提供更多的選擇。