浅析混凝土强度检测技术在既有建筑中的应用

【摘要】既有建筑因使用时间长受自然气候、化学侵蚀以及使用等方面的影响，结构老化，甚至产生质量问题，因此通过选择合理的方法，对工程结构混凝土进行检测鉴定，对其可靠性做出科学评价，进而进行相应的维修加固，以增强建筑的质量安全性并延长使用寿命。本文结合工作实践，具体探讨了混凝土结构强度检测的若干问题，从而为工程提供可靠度符合要求的检测结果。

【关键词】混凝土强度;检测鉴定;问题思路

1、混凝土强度检测的方法和分类

混凝土强度检测的方法很多，根据对结构的破损程度可以分为：

1.1非破损检测

非破损法对混凝土强度的检测，是在不影响混凝土结构或构件任何性能的前提下，对相关物理量进行测试，然后根据混凝土强度与这些物理量的相互关系推算被测混凝土的标准强度换算值，并以此推算出强度标准值的推定值。常见的方法有回弹法、超声回弹综合法等。

1.2半破损检测

半破损法以不影响结构或构件的承载力为前提，在结构或构件上直接进行局部破坏试验，或者直接钻取芯样进行微破坏性试验，然后根据实验值与混凝土标准强度的相互关系，换算成标准强度的特征强度。属于这类方法的有钻芯法、拨出法、射击法等。这类检测法的特点是以局部破坏性试验来获得混凝土的实际抵抗破坏的能力，因而不适合用于大面积的全面检测。

1.3破损检测

破损检测就是在力的作用下，按照有关规定，观测所检对象受力全过程的试验。对于一些建筑用产品或半成品，在使用之前必须要了解其真实的受力性能，例如混凝土空心楼板，混凝土水管等。为了确保建筑工程质量，按照一定比例要求对其进行抽样做破损性检测是很有必要的。

1.4综合法

所谓综合法就是采用两种或两种以上的检测方法，获取多种物理参量，并建立所检对象的相关性能与多项物理量的综合相互关系，以便从不同的角度反映所检对象的相关性能。对于混凝土强度而言，由于综合法采用多项物理参数，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互关系的因素，因而比单一物理量的检测方法具有更高的准确性和可靠性。

2、混凝土强度检测方法中遇到的问题及解决思路

2.1使用钻芯法在工程检测中遇到的问题及解决思路

2.1.1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（或靠近发射塔的房屋由于电磁波干扰，磁感仪无法正常工作）时，应在构件表面开槽，直接找到钢筋确定钻芯位置。

2.1.2对混凝土结构受力钢筋的损伤

现代工程的设计越来越多的采用小截面、高强度混凝土、高承载力的钢筋密集型结构，需要钻取小直径芯样才能完成检测。但按规定，钻芯样直径不宜小于骨料最大粒径的3倍，且在任何条件下，不得小于骨料最大粒径的2倍。根据笔者的工作经历来看，需用钻芯法检测混凝土强度的建筑物或构筑物多为老旧建筑，其结构本身就存在这样那样的问题，因此甲方一般是不会同意将主筋钻断，这种情况下钻芯法也就不适用了。

现场检测时一定要根据粗骨料粒径和结构配筋率选钻芯样尺寸，盲目选取大直径的芯样，即使采用钢筋定位仪，伤到主筋、钻断主筋的现象也会时有发生。特别是高层建筑，结构配筋率比较高，混凝土中钢筋的间距多在100mm～150mm之间，间距小于l00mm的情况也较为常见。加上钢筋直径以及位置偏差带来的影响，钻芯样时很难避开主筋，不仅损伤钻头，也给修复带来困难。为了避免钻芯给结构带来影响，可以采用75mm内径钻头钻芯样作抗压试验。我国目前对小芯样检测混凝土强度还有较多的争议，如离散性高、钻芯、切割时损伤程度相对较大、混凝土内部的缺陷影响程度较高等缺点。但结合当地的粗骨料使用情况，增加小芯样的钻芯数量、采用合适的高径比等措施，用75mm内径钻芯样的方法检测混凝土还是能做到较高的测试精度。

2.2使用回弹法在工程检测中遇到的问题及解决思路

2.2.1 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。

2.2.2 构件表面平整度对回弹值是有较大影响的。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。

2.2.3 商品混凝土中粉煤灰等掺合料以及高效减水剂的普遍應用，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。对于使用外加剂等造成的强度偏低，建议先不要出报告，隔一段时间（最好超过30天）采用钻芯法再做一次检测。

2.2.4 夏季的日照时间长，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，检测时五层柱、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。

2.2.5 当采用回弹法对既有建筑物进行混凝土强度检测时，混凝土龄期都已达到10年甚至20年，最佳的解决方法就是采用钻芯法进行修正。但现场条件不具备钻芯的条件时，需按照《混凝土结构加固设计规范》（GB50367-2013）对龄期进行修正。但《混凝土结构加固设计规范》关于龄期修正的规定仅允许用于结构加固设计，且属于暂行规定的性质，在很大程度上限制了混凝土龄期修正的范围。

2.3使用超声回弹综合法在工程检测中遇到的问题及解决思路

2.3.1 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，综合法混凝土强度检测技术在实际检测中基本上可不予考虑碳化因素。

2.3.2 测试面的位置及表面平整度的影响

当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正，因此一般应对不平整表面必须进行磨光处理。

当在混凝土浇筑上表面或在底面进行测试时，由于石子离析下沉及表面泌水、浮浆等因素的影响，其声速与回弹值均与侧面测量时不同。若以侧面测量为准，上表面或底面测量时对声速及回弹值均应进行修正。既有房屋中限制条件多，根据规范每个构件必须铲除10个测区，现场操作反而难度较大，特别已经装修的房屋几乎业主均不同意选择一定数量的构件铲除如此多的测区面。

2.3.3 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℃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。

2.3.4 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。

结语：

综合法、超声法、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的。只有概念明确，深刻把握规范标准，才能灵活运用各种无损检测手段，得到正确的结论与判断。工程检测中一定要严格执行各种技术规程与标准，提供可靠度符合要求的检测结果。

参考文献：

[1]回弹法检测混凝土抗压强度技术规程[M].北京.中国建筑工业出版社，2011.

[2]钻芯法检测混凝土强度技术规程[M].北京.中国建筑工业出版社，2007.

[3]混凝土结构加固设计规范[M].北京.中国建筑工业出版社，2014.

作者简介：

胡顺波（1966.08-），江苏省连云港市，本科，高級工程师。