混凝土结构实体强度现场检测技术应用

现代物业・新建设 2013年第12卷第4期结构工程质量验收、单位工程鉴定加固以及某些工程质量事故的分析均涉及到一个非常关键的环节，那就是这些混凝土结构实体所具有的强度，而与之相关的现场检测技术则对其强度的确定具有重要作用。

我国现行的行业国家标准《建筑工程施工质量验收统一标准》（GB50300-2001）与最新的《混凝土结构工程施工质量验收规范》（GB50204-2011）均针对所有关系到结构安全以及使用功能的重要混凝土工程结构作出了明文规定，要求必须要对其实施抽样检测。

基于此，混凝土结构实体强度的现场检测技术的重要性被提升到了一个全新的高度，不断总结并创新混凝土结构实体强度的现场检测技术是行内人士义不容辞的职责和义务。

一、我国混凝土结构实体强度现场检测技术现状半个世纪之前，混凝土成分仅包含：沙、石、水泥和水括4种物质，而发展到如今其成分不再像之前那样单纯，如今的混凝土普遍添加了各种掺和料与外加剂，这些成分不断加入，逐渐在混凝土中扮演着如凝胶或骨架不同程度的作用，个别还会给混凝土赋予某些特殊性能。

除以上情况外，同时受水泥新标准影响，当前水泥的自身成分包括其粒度都已经发生了非常大的变化。

总之在以上诸多因素影响的情况下，目前反映在混凝土方面的主要表现大致可归结为以下几方面：（一）各种外加剂加入到混凝土的应用中之后，对其硬化的前、中、后期均能产生不同程度的影响，同时当有外加剂加入后，混凝土强度的增长规律也会发生一定改变，其所筑成的构件的表面硬度与内部强度的关联特性与过去也存有较大差别。

（二）参考最新的水泥细度标准与水泥成分标准后，其理论上可产生的水化热会较过去更多，正因为如此，当前的混凝土结构产生裂痕的几率较高。

（三）在本领域相关技术不断革新的情况下，当前已经有大量的细粒度的矿物掺料被加入到混凝土的制备当中，在它们的参与下，能与混凝土当中的Ca(0H)2发生反应继而转化为水化硅酸钙与水化铝酸钙等。

因此，此类混凝土在硬化后，其Ca(0H)2的含量与过去相比表现出较大程度的下降，在这样的情况下，采用传统的酸碱指示剂来检测混凝土表面碳酸钙的含量并以之作为考察其表面强度的方法已经不能对真实的情况作出反映。

通过以上分析，我们已经知道，在混凝土性能有了较大程度改变的情况下，现场强度的检测方法势必会受其影响。

首先，基于硬化的前、中、后期的强度增长规律已经发生根本性转变，我们势必要重新考虑在对当前钢筋混凝土结构分部工程实施验收时，如何确定具体的现场检测时间，实践经验显示，对不同龄期的混凝土检测其强度，结果与按常规要求的预期设计强度存有较大差别。

因此，对不同性能的混凝土应有针对性地确定其检测龄期，而不是统一的28天；其次，受水泥与外加剂适应性及某些施工因素的影响，现在的混凝土工程多有早期在构件表面产生碳化层的情况，而这样的碳化层通常是发生于混凝土的硬化期或相对更早的龄期，因此可导致最终形成的混凝土构件表面非常疏松，因此其表面强度通常会较内部强度更低。

综合以上分析，当前混凝土结构实体强度现场检测技术多采用单一的检测方法，所以已很难对结构混凝土的强度进行更科学准确的测定，即使可多种方法并用，那也需要相关检测人员具备相当丰富的现场检测经验。

混凝土结构实体强度现场检测技术应用龙亚东（云南省绥江县建设局，云南 绥江 657700）摘 要：本文在探讨我国混凝土结构实体强度现场检测技术现状的基础上，进一步分析了混凝土结构工程强度检测实际应用存在的问题与不足，同时针对这些情况对混凝土结构实体强度现场检测的未来发展方向进行了展望并提出相关建议。

关键词：混凝土结构实体；强度；现场检测中图分类号：TV331 文献标识码：A 文章编号：1671-8089（2013）04-0108-03工程施工 Engineering Construction– 108 –二、混凝土结构工程强度检测实际应用存在的问题与不足在当前，现场检测混凝土结构工程强度的方法分为非破损与微破损两个大类。

在非破损方法中主要有回弹法与回弹超声法等；在微破损方法中主要有钻芯法与拔出法等，现分别对以上方法进行概述并谈论其存在的问题与不足。

（一）回弹法回弹法是所有强度检测方法中操作最简便、成本最小以及效率最高的一种，因此在实际的应用当中也最为普遍，其基本原理就是通过对混凝土表面的硬度进行测定并将其结果作为推断其抗压强度的参考依据。

参考我国现行的《回弹法检测混凝土抗压强度技术规程》可知，目前所应用的回弹法是在考虑混凝土表面碳化因素影响的情况下，充分考虑其表面硬度与抗压强度的相关性而制订的统一回弹测强曲线，其回弹值大小取决于回弹能量，而回弹能量又由混凝土的弹塑性能决定。

那么在当前混凝土原材料成分显著变化并导致混凝土表面硬度与抗压强度实际相关性出现较大偏差的情况下，过去的回弹曲线已经不太适用，一般会导致回弹值不同程度偏高，而未考虑到实际工程中存在的混凝土早期龄期碳化的情况。

也正是因为有这样的现象，才会导致混凝土表面硬度不足并与其内部质量产生差异，最终可严重影响到回弹法的测强精度。

（二）超声波法采用超声波法进行混凝土结构实体强度的检测是利用了超声波在不同强度混凝土中表现出的包括传播速度、衰减情况等传播系数有规律变化的特点。

从理论层面来看，用这样的办法来考察混凝土的强度，其传播系数应该算得上是非常理想的参数，因为在检测过程中完全不会对混凝土本身的结构造成任何损伤，并能同时很好地反映混凝土内部的密度及结构。

然而，现实的情况却是混凝土的结构比我们想象的更为复杂，特别是受目前混凝土原材料成分发生变化的影响，其骨料的粒径以及砂率包括超声波本身频率等多方面的因素都可导致其传播产生波动，因此当前人们对超声波在混凝土中的传播情况的了解程度仍十分有限，势必就会对检测的准确性造成影响。

（三）钻芯法钻芯法是一种半破损现场检测混凝土结构实体强度的方法，其操作中需采用专用的钻芯机在混凝土结构上直接钻取芯样，然后再根据该芯样的强度来估算整个混凝土构件的强度。

当芯样直径为100mm或150mm时，其强度可直接等效于150mm立方体试块的强度，因此不需要进行相关物理量与强度的换算。

所以，业界普遍认为该方位还是具有一定的可靠性与直观性。

然而，一方面本方法终究具有一定的破坏性，且在实际运用的过程中所选取的钻芯位置是否具有代表性以及钻芯数量等终究比较难以确定；另一方面也因为该方法成本相对偏高，所以从整体考虑通常不太常或不会大规模地应用本方法来检测混凝土结构实体强度。

（四）拔出法拔出法同样也是一种半破损检测方法，具体原理为参考将锚固件从混凝土构建中拔出时的拉力来计算混凝土的拔出强度，并以该拔出强度推算混凝土结构的抗压强度，该方法可通过预埋与后装两种方式来实现。

预埋拔出法需要预先将锚固件埋入混凝土表层下一定的距离，而在其被拔出时对混凝土构件的破环机理尚有待研究，因此在我国的应用尚未普及。

而后装拔出法则比较容易受混凝土骨料、构建内部缺陷、钢筋间距以及某些人为因素的影响，所以要快速建立完善的拉拔强度与混凝土抗压强度之间的稳定关系目前还存在一定困难。

总之拔出法也尚需在理论与实践方面获得更多的突破后，才有望成为一种常规的混凝土结构实体强度现场检测方法。

三、混凝土结构实体强度现场检测未来的发展方向及建议可以看出，上文中所介绍到的混凝土结构实体强度现场检测方法均有各自的优势与不足，针对现场检测环境各种不可预知的情况，我们有必要在以后的工作中通过多途径不断提高强度检测精度，确立更科学的发展方向，以便更好地满足行业之需要。

具体可从单一技术的提高与多种方法的联合应用考虑。

（一）提高单一强度检测技术的精度以回弹法为例，针对影响其测强精度的主要因素，提出以下两方面的建议：（1）在制订测强曲线的过程中，可将所有的影响因素分为随机变量与模糊变量两个类别，并在此基础上将更多的影响因素考虑进来，最大限度地提高曲线的自适应性，同时将不同种类的因素更好地体现到统一的测强曲线当中去。

（2）针对表面碳化的情况给予合理的定性分析，亦即在完成碳化厚度的测定后，还应增加对结构中是否存有正常碳化或早龄期碳化两种不同碳化情况实施判断的环节，并在推算混凝土强度的时候对其加以区别。

（二）发展更加可靠的综合检测强度的方法以回弹—钻芯综合测强法为例，利用回弹法操作最简单、费用最低廉、检测效率最高，且能很好地反映出混凝土的均匀性，并对结构无任何损伤，这是在结构实体现场检测中可大范围采用的优点，同时结合钻芯法可直观、可靠、准确地反映结构实体混凝上强度的优点，而提出的一种检测结构实体混凝土强度的方法。

应从以下三个问题着手对该检测方法做更进一步的研究：①如何用芯样的抗压强度值校正回弹值与结构实体龙亚东：混凝土结构实体强度现场检测技术应用– 109 –现代物业・新建设 2013年第12卷第4期工程施工 Engineering Construction强度的关系，《回弹法检测混凝土抗压强度技术规程》规定了当检测条件与测强曲线的适用条件有较大差异时，可采用同条件试件或钻取混凝土芯样进行修正，但由于没有考虑回弹测强法受现场检测条件影响较大的因素，回弹法现场测强中存在明显的系统误差。

而《回弹法检测混凝土抗压强度技术规程》没有考虑这种系统误差的影响；②如何按回弹值的离散程度确定钻取芯样的个数，优化钻芯位置，使其具有显著的代表性；③在利用钻芯法对回弹强度换算值进行修正时，应考虑修正值的概率保证率，使其在数学意义上更加严密，减少检测错判率。

四川宝盛桥遇250吨强震飞石不倒引深思看似非钢混的宝盛桥老桥，经受了芦山7.0级强震、250吨飞石的压力，还有爆破巨石时冲击波，至今仍屹立于余震不断的四川灾区。

被人们称为“桥坚强”。

宝盛桥是宝盛乡通往大川镇的咽喉，该桥建成于1986年。

4月21日，从芦山县城通往宝盛乡惟一道路上，有一座看似破烂不堪的古旧老桥，被地震塌方落下的一块巨石挡住去路。

这“破桥”竟然没垮塌！官兵用烈性炸药将巨石炸得粉碎，这“破桥”仍是屹立不倒且安然无恙。

22日，在芦山县通往宝盛乡的宝盛大桥上，武警水电三支队对一块约250吨的巨石进行爆破，恢复了大桥的通行。

7级强震中，当地一些桥梁经受了考验，为抗震抢险做出了重大贡献，其中的代表宝盛桥。

宝盛桥之所以被称为“桥坚强”，是因为此前它已经受了2008年的汶川特大地震的考验，此次不仅承受了离芦山地震震源只有十几千米的地动山摇，而且特别承受了地震时从天而降的250吨巨石。

为了将巨石炸碎，它还承受了在桥上工作的重达25吨的挖掘机及炸药爆破后的冲击力。

宝盛桥如此坚强的最重要原因是它像赵州桥，拱桥能将整个桥面上的重量分散开来。

赵州桥建于隋代大业年间，距今近1,500年，其间经历了10多次大洪水、8次战乱和多次地震。