新常態下混凝土結構實體強度評定方法的選擇與建議

劉麗麗，李長龍

（1．淮安市建筑工程質量檢測中心有限公司，江蘇 淮安 223001；2．淮安蓋特建材科技有限公司，江蘇 淮安 223002）

0 引言

近年來，隨著我國經濟的快速發展與建筑業的進步，混凝土作為建筑的主材之一，需求量逐年增大。而黨的十八大以來，隨著國家對環保工作重視程度的提高，環保監察力度的加大，一些無資質、環保不達標的礦山開采場、點被依法取締，河砂、湖砂等無序開采被叫停，砂石價格暴漲，市場上一時出現供不應求的局面，因此也導致部分砂石骨料品質下降，有的供應商為了謀取利益甚至摻入鋼渣等具有膨脹性質的骨料，更有甚者開始以未經淡化處理的海砂充當湖砂，給混凝土的質量埋下了巨大隱患。一些地區，房屋出現樓板爆裂、混凝土脫落、鋼筋銹蝕等現象，鑒于此，為了更有效的控制工程質量，對人民群眾的生命財產安全負責，對混凝土工程結構實體的質量驗收工作也提出了更高的要求。

結構實體混凝土質量評定，一般包括力學性能和長期耐久性能，而力學性能，也是確保結構安全的最基本物理性能。本文著重從力學性能——抗壓強度的角度，討論采取一種或幾種方法更客觀、準確的評定混凝土強度。

1 各種測試方法及其相應優缺點分析

在我國，目前評定混凝土材料強度，是以標準養護試件的強度作為評定依據，評定實體混凝土強度，主要以同條件養護試件的強度作為評定依據。兩類試件按相關規范同時符合強度驗收標準，即可判定混凝土實體結構合格。而實際操作過程中，用試件評定由于其批量混凝土的生產、澆筑、結構尺寸、環境溫濕度等的不同，具有一定的局限性，因此，對結構實體的實測就更加客觀、直觀、有代表性?；炷翆嶓w強度的測試評定方法較為常用的目前有回彈法、取芯法、超聲回彈綜合法三種。

1.1 回彈法

回彈法亦為表面硬度法，它是利用混凝土表面硬度與強度之間的相關關系來推定混凝土強度的一種非破損方法。目前我國所采用的回彈儀，其標準狀態下的沖擊能量為 2.207J，示值系統為多為指針直讀式（或數顯式）。檢測時，通過對建筑結構實體混凝土的回彈，得到回彈數據，再測試碳化深度，根據測強曲線推定出結構實體混凝土的強度。該方法方便快捷，適用于普通成型、齡期為 14～1000d、抗壓強度在 10～60MPa、表面干燥、內外質量差異不大的混凝土。而且檢測價格低，普遍被工程檢測所使用。對有些特殊材料、特殊工藝、特殊部位的混凝土需借助專用測強曲線才能檢測。

回彈法作為一種無損檢測方法，所使用儀器輕便、操作簡單，測區布置靈活，測試范圍廣。由于回彈法是根據混凝土的表面彈性特征與某些物理量的相關性為基礎，間接反映構件的強度，當這種相關性受到某種因素的影響時（如，混凝土內部質量與表面質量存在較大差異時），其測定結果的誤差往往較大。

1.2 鉆芯法

鉆芯法是在結構混凝土中鉆取直徑 100mm 的標準芯樣進行試壓，從而測定結構混凝土強度的一種半破損方法。它適用于齡期較長的混凝土及強度不低于 C10等級的混凝土的檢測。它是一種直觀、可靠和準確的方法，能較好的反映混凝土實際強度狀況，對用非破損法無法準確確定混凝土構件強度的，可用鉆芯法進行修正。

在下列情況下，亦可以進行鉆取芯樣檢測其強度：

（1）對立方體試塊的抗壓強度產生懷疑。其一是試塊強度很高，而結構混凝土外觀質量很差，其二是試塊強度較低而結構外觀質量較好或是因為試塊形狀、尺寸、養護等不符合要求而影響試驗結果準確性。

（2）混凝土結構因水泥、砂石質量較差或因施工、養護不良發生質量事故。

（3）采用非破損方法檢測時，如所測部位表層與內部質量有明顯差異，或者使用期間遭受化學腐蝕、火災，硬化期間遭受凍害的混凝土均可采用鉆芯法檢測其強度。同時芯樣上裂縫大小、骨料分布、顏色情況等亦能直觀反映混凝土內部質量情況。

但鉆芯對結構混凝土造成局部損傷，可能損傷鋼筋，降低結構的承載力。而且取芯操作不便，工藝復雜，檢測費用高。因此，鉆芯法一般僅適用于復核、校準之用。

1.3 超聲回彈綜合法

采用超聲儀和回彈儀，在結構混凝土同一測區分別測量聲速值及回彈值，根據混凝土強度與硬度，以及超聲波在混凝土中傳播之間的關系推定強度等級的一種非破損方法。它的特點是既能反映混凝土表層情況，亦能反映內部質量，從而全面反映混凝土整體質量。此法較單一的回彈法與超聲法相比減少了混凝土齡期與含水率的影響，因而精度較高，適用于齡期為 7～2000d、混凝土強度為 10～70MPa 的混凝土。但不適用于檢測因凍害、化學侵蝕、火災、高溫等已造成表面疏松、剝落的混凝土。

2 各種測試評定方法的試驗、數據匯總與分析

2.1 在試驗室做下列試驗，匯總數據

（1）選取 C30 預制梁構件 28 天的標準立方體試件共 8 塊，分別對其進行回彈法和超聲回彈綜合法的測試，然后對試件進行破壞試驗。

（2）在預制梁構件上選四處分別對其進行回彈法和超聲回彈綜合法的測試，再在相應位置各自鉆取 1 個芯樣進行表面處理后進行破壞試驗。對比試驗結果見表1。

表1 標準試件和預制梁混凝土芯樣的試驗結果

2.2 試驗數據的初步分析

從表1 可知：回彈法試驗誤差在 -8.15%～13.66%之間不等，綜合法試驗誤差在 -6.52%～4.92% 之間不等，綜合法試驗結果比回彈法試驗結果誤差小，結果更為準確。因而在用非破損方法檢測混凝土強度時，應優先選擇綜合法。

鉆芯法是檢測混凝土強度準確性最高的方法，但是其對構件有一定程度的破壞，因而在檢測過程中，必要的時候才采取此種方法。當檢測構件的混凝土符合CECS02:2005《超聲回彈綜合法檢測混凝土強度技術規程》時，建議優先選擇綜合法，檢測精度相對較高、操作相對方便；當檢測構件狀態很好地符合 JGJ/T 23—2011《回彈法檢測混凝土抗壓強度技術規程》時，可以運用回彈法檢測，此法檢測費用低、速度快。在非破損方法的基礎上運用鉆芯法進行修正，可進一步提高強度的測試精度，在必要時是較為客觀、可行的一種方法。

3 結論與建議

混凝土的質量直接影響工程的實體質量和結構安全?；炷恋膹姸仁腔炷临|量的一項關鍵指標。一般情況下以混凝土標準養護試塊和同條件養護試塊強度來評定混凝土強度。但是有時由于試塊因為離散性太大而無效，或者同條件養護試塊未達到或超過 GB 50204—2015《混凝土結構工程施工質量驗收規范》中規定的等效養護齡期，無法準確地反映現場混凝土實際質量情況，需要通過現場檢測手段推定混凝土的實際強度?，F場檢測混凝土強度的方法，建議按以下方法選用：

（1）回彈法檢測操作方便、取得結果便捷，不破壞實體結構，可作為常規實體混凝土強度檢測的方法，對有些特殊材料、特殊工藝、特殊部位的混凝土需借助專用測強曲線才能檢測。

（2）取芯法直觀、可靠、準確，能較好地反映混凝土實際強度狀況，但會對混凝土結構造成破壞，且費用較高，對用非破損法無法測試結果有懷疑的，可用鉆芯法進行修正。

（3）超聲回彈綜合法既能反映混凝土表層情況，亦能反映內部質量，從而能全面反映混凝土整體質量，精度較高，但由于需采用超聲儀和回彈儀相結合，一般不經常使用，建議在工程實踐中嘗試。

（4）當回彈法測試結果值得質疑時，建議直接在回彈數據最低的結構部位取芯試驗，若合格即可評定整個批次合格，若不合格，再采取其他方法擴大、批量檢測，是最快捷有效的方法。