土木工程现场混凝土强度检测技术

土木工程现场混凝土强度检测技术

一、概述

随着人类社会的进步和工程建设的高速发展，建筑物的检测越来越受到人们的关注和重视。建筑结构的检测是工程建设必不可少的重要环节，混凝土结构是目前我国应用最广泛的一种结构形式。混凝土的强度是决定混凝土结构和构件受力性能的关键因素，也是混凝土结构和构件性能的主要参数。因此，在工程建设中，探讨混凝土强度的检测技术是非常重要的。所以对混凝土的质量进行严格的监控和检测，从根本上保证混凝土的质量，是土木工程管理中的重要工作，混凝土强度的检测也成为目前土木工程技术领域重要研究的课题。

无损检测混凝土强度的方法，是指不破坏结构混凝土，去测

量其某些物理特征，然后根据这些物理特征量与混凝土标准强度之间的相关关系，推导出混凝土的强度，将其作为检测结果。

二、混凝土强度检测的原则结构的检测工作一般应遵循以下几

个原则：

1、必须够用原则：检测的范围、内容和数量应根据鉴定评级的需要确定，不能随意省略和扩大检测内容。

2、针对性原则：针对不同的建筑结构类别，必须在初步调查的基础上，制定对应的检测计划。

3、规范性原则：测试方法必须符合国家有关的规范标准要

求，测试仪器必须标准，测试单位必须具备资质，测试人员必须取得上岗证书。

4、科学性原则：测试构件的抽取、测试手段的确定、测试数据的处理要有科学性，不能把检测当做证明来对待。

三、常用的混凝土强度检测技术及应用本文主要介绍几种常用的检测方法：回弹法、超声法、钻芯法、回弹、超声综合测定法、拔出法。

1、回弹法

采用回弹仪测定混凝土表面硬度，从而确定混凝土强度。回

弹仪在1948 年由瑞士人 E.Schmidt 发明，主要由撞击杆、重锤、拉簧、压簧及读数标尺等组成。其工作原理是一个标准质量的重锤，在标准弹簧弹力带动下，冲击一个与混凝土表面接触的弹击杆，在回弹力的作用下，重锤又回跳一定距离，并带动滑动指标在刻度板上指出回弹值N，N 是重锤回弹距离与起跳点原始距离的百分比。混凝土强度越大，其表面硬度也越大，测得的N 值也就越大。

该方法的优点是直接在原状混凝土表面上测试，对结构没有损伤;仪器轻巧，使用方便; 测试速度快; 测试费用相对较低; 可以基本反映结构混凝土抗压强度规律。缺点是不适用于表层与内部质量有明显差异或内部存在缺陷的构件检测；方法本身有时有系统不确定性问题: 其测强精度还受到检测人员操作手法、结构混凝土模

板情况（竹模或钢模板对表面的影响）等许多因

素的影响。

该法是根据混凝土硬度、碳化深度，推定抗压强度。

2、超声法超声脉冲法的基本原理就是根据超声波在混凝土中不同的传播参数来确定其抗压强度fcu 。混凝土的强度越大，则相应超声声速越大。通过大量的实验总结，这种相关性可以用反映统计相关规律的线性数学模型来拟合，即通过试验建立混凝土强度与声速的关系曲线（f-v 曲线）。混凝土强度检测时，应选择试件浇筑混凝土的模板侧面为测试面。每一试件上相邻测区间距不大于

2m。测试面应清洁平整、干燥无缺陷和无饰面层。每个测区内应在相对测试面上对应布置三个测点，相对面上对应的辐射和接受换能器应在同一轴在线。在测试中要保证换能器同混凝土表面具有很好的耦合，并利用黄油或凡士林等耦合剂，以减少声能的反射损失。

该方法优点是属无损检测，使用方便，适用范围广; 测试结

果综合反映了施工质量; 参数判读较直观。缺点是采用超声波法测定混凝土强度在实际工程中应用局限性较大。

该法用于推定混凝土内部空洞、不密实区、裂缝深度、损伤层厚度、新老混凝土结合面质量及混凝土匀质性。

3、钻芯法

钻芯法是直接在混凝土结构上获取样本，对获取的样本进行抗压强度试验。检测结果较为准确，但会对结构造成一定的削弱，是半破损检验方法，所以不宜大量使用。钻芯法检测混凝土强度主要运用于：

（1）对试块抗压强度的测试结果有怀疑时；

（2）因材料、施工或养护不良而发生混凝土质量问题时；

（3）混凝土因遭受冻灾、火灾、化学侵蚀或其他灾害时。该法

优点是适用范围广，测试结果直观、准确、缺点是由于钻芯法对结构具有一定的破损性，其取芯位置和数量受到很大的限制; 另外，钻芯机及芯样加工配套机具与无损检测仪相比，仪器笨重，移动不够方便，测试成本也比较高; 同时，钻芯后的空洞需要修补，尤其钻断钢筋时，更增加了修补时的困难。

该法根据圆柱体芯样强度推定抗压强度。

4、回弹、超声综合法超声速度主要反映材料的弹性性质，同时，由于它穿过材料，因而也反映材料内部构造的某些信息。回弹法只能测得混凝土表层的强度，内部情况却无法得知，当混凝土的强度较低时，其塑性变形较大，此时回弹值与混凝土表层强度之间的变化关系不太明显。

如将以上两种方法结合，互相取长补短，通过实验建立超声波波速、回弹值、混凝土强度之间的相关关系，用双参数来评定混凝土的强度，即为超声回弹综合法。超声回弹综合法是以声速值、回弹值与混凝土强度之间的相关关系为基本依据，因此，超声与回弹的综

合，既能反映混凝土的弹性，又能反映混凝土的

塑性; 既能反映混凝土表层状态，又能反映内部的构造

该法的优点是可以减少龄期和含水量对混凝土强度检测的影响。采用超声、回弹综合法测定混凝土强度，既可内外结合，又能在较低或较高的强度区间相互弥补各自的不足，能够较全面的反映混凝土的实际质量，且对提高测试精度，具有明显的效果。缺点是此

法不适用于遭受冻害、化学侵蚀、火灾、高温损伤的混凝土、厚度小于100mm的构件、表面温度低于-40C和600C的混凝土，也就是说受外界因素影响较大. 该法是根据混凝土硬度、密实性，推定抗压强度。

5、拔出法拔出法是先将金属锚固件预埋入未硬化的混凝土内，然后测试锚固件被拔出时的拉力，以此计算混凝土的抗压强度。在浇筑混凝土时预埋锚固件的方法，称为预埋法（LOK试验）。在混凝土硬化后再钻孔埋入膨胀螺栓作为锚固件的方法，称为后装法

（CAPO试验）。

预埋法常用于确定混凝土的停止养护、拆膜时间等。后装法

用于已建结构混凝土强度的检测。单个构件检测时，至少进行三点拔出试验。当最大拔出力或最小拔出力与中间值之差大于5% 时，在拔出力测试值的最低点处附近再加测两点。对同批构件按批抽样检测时，构件样本数不少于总数的30%，同时不应低于10 件。测试构件上的测点要多于 3 个。在结构或构件上的测点，宜布置在混凝土浇筑方向的侧面，应分布在外载荷或预应力钢筋压力引起应力最小的部位。测点分布均匀并应避开钢筋和预埋件。

该法优点是测试精度高，使用方便，适用范围广。缺点是检测部位微破损; 拔出法一般不宜直接用于遭受冻害、化学腐蚀、火灾等损伤混凝土的检测。

该法是根据埋件的抗拔力推定抗压强度。