工程混凝土材料強度檢測技術和應用

王 濤

湖北華茂商品混凝土有限公司

1 引言

技術的發展以及城市化建設的推進，讓混凝土材料強度檢測技術的技術類型、技術成本、效果、復雜程度、穩定性等方面逐漸多元化，因此建筑企業應當結合實際需求來進行選擇，而眾多技術當中較具代表性的有四種，分別為超聲波檢測技術、回彈檢測技術、回彈-超聲波檢測技術、鉆芯技術，這四項技術的應用最為廣泛，因此本文研究將著重圍繞四者開展。通過對混凝土材料強度檢測技術的研究，可以給建筑企業技術選擇提供參考，此舉具有一定現實意義。

2 混凝土材料強度檢測技術的類型及特點

常見的混凝土材料強度檢測技術有四種，分別是超聲波檢測技術、回彈檢測技術、回彈-超聲波檢測技術和鉆芯技術，每種檢測技術的檢測方式、檢測效果都存在差異性，具體如下。

2.1 超聲波檢測技術

超聲波檢測技術是混凝土材料強度檢測中的常用技術，該技術以超聲波為檢測手段，通過超聲波在混凝土中產生的反射波形來判斷混凝土的實際強度。具體技術路線為在混凝土強度檢測過程當中采用超聲波發射器向檢測目標發出20kHz~200kHz的超聲波，當超聲波接觸到混凝土表面后會沿著表面向四周進行擴散，如果混凝土表面存在有縫隙，那么在擴散過程中超聲波就會沿著縫隙進入到混凝土內部進行反射，并以此產生反射波形。操作人員根據反射波接收器便能夠了解超聲波在混凝土內反射波的路線、速度、強度等數值，這些數值的大小取決于混凝土的強度，所以操作人員便可根據數值表現了解到混凝土的強度。除了對混凝土材料的強度進行測試，超聲波檢測技術還擁有對混凝土材料進行探傷的作用，根據混凝土表面超聲波進入混凝土內部的情況，操作人員可以掌握到混凝土材料存在有多少缺口、缺口大小與深度，并根據這些信息對混凝土材料的強度做出綜合性判斷。舉例而言，操作人員為了掌握某工程建筑中以混凝土為墻體材料的承重墻強度，采用超聲波檢測技術來進行檢測，那么在檢測過程中，操作人員要在過程中在墻體上布置測點，然后將超聲波發射裝置對準各測點運作，其次采用換能器對各測點擴散波形、反射波形進行接收，由此得到檢測結果，在進行檢測時，操作人員需要配備一臺超聲波發射裝置和一臺換能器，市面上較通用的超聲波發射裝置為ZBL-U5700多通道超聲測樁儀，而較常見的換能器為10kHz超聲波換能器，操作人員根據聲速，即可測試出聲時、計算縫深、測試縫深和誤差，并最終檢測出混凝土強度。

2.2 回彈檢測技術

回彈檢測技術是一種采用回彈儀對混凝土材料強度進行檢測的技術，依靠回彈儀操作人員可以測出混凝土材料的回彈值、碳化值，在混凝土材料中，回彈值和碳化值分別代表材料的載荷能力與極限載荷，因此操作人員可以根據回彈值和碳化值判斷混凝土當前強度。在基本原理上，回彈檢測技術通過回彈儀首先可得混凝土材料的表面硬度，也就是回彈值，材料的回彈值越大則表面硬度越大，然后再根據碳化值建立測強曲線，依照曲線變化便可進行強度判斷。

例如檢測人員需要了解某個施工項目的鋁膜板混凝土結構抗壓強度，因此選擇用回彈檢測技術作為檢測手段，在檢測時，檢測人員首先要在混凝土結構上布置測點，每個測區測點要在10個以上。用回彈儀測量材料強度時，相鄰測區的間距要控制在2m以下，而相鄰測點間距要控制在20mm以下，檢測人員需將回彈儀對準各測點進行回彈值、碳化深度值檢測，檢測完成后即可得到回彈值，根據結果得到混凝土表面硬度，然后再結合碳化值做出變化曲線，根據曲線就可以計算出混凝土的最終強度。

2.3 回彈-超聲波檢測技術

回彈-超聲波檢測技術是指將回彈檢測技術與超聲波檢測技術結合運用的一種混凝土材料強度檢測技術，通過兩種技術，檢測人員可以同時得到材料的回彈值和超聲波反射波形，所以相比使用回彈檢測技術或者超聲波檢測技術中的單獨一項技術，回彈-超聲波檢測技術的精度更高，檢測結果更準確，很多實驗當中，該項技術都表現出了良好的性能優勢，不過由于需要的硬件設備較多以及操作上的復雜性，回彈-超聲波檢測技術的應用還不普及，在現代建筑工程混凝土檢測當中并不常見。

原理上，回彈-超聲波檢測技術就是針對混凝土材料分別采用回彈檢測技術和超聲波檢測技術進行檢測，得到混凝土材料的回彈值和超聲波反射波形后，將得到的聲速、超聲測距、聲時讀數用公式進行計算，以此得到混凝土材料的強度，列出公式：

式中：

v——聲速；

Li——第i個超聲測距；

ti——第i個測點的聲時讀數；

t0——初始時刻。

根據該公式，檢測人員可將測得的混凝土材料回彈值和超聲波反射波形融合到一起，計算出材料的強度。

回彈—超聲波檢測技術的應用流程與回彈檢測技術及超聲波檢測技術一致，都需要在墻體上布置用于檢測的測點，然后再開啟回彈儀和超聲波發射器對混凝土上的各測點進行檢測，在取得回彈值、超聲波聲速、聲時后，便可使用上述公式計算，得到檢測結果。

2.4 鉆芯技術

鉆芯技術是一種非常特殊的混凝土材料硬度檢測方法，和回彈檢測技術、超聲波檢測技術與回彈-超聲波檢測技術有非常大的區別，這種檢測方法并不是依靠對材料數值的獲得與計算來測出材料強度，而是直接從檢測目標上取下一部分作為樣品實施檢測，從而得到檢測結果。即應用鉆芯技術檢測混凝土材料強度時，檢測人員需要使用鉆頭來得到檢測用的樣品，然后將該樣品送入試驗室進行強度實驗，通過實驗結果直接得到混凝土的強度，這種檢測方法的檢測結果更加直觀、可靠、準確，在操作上更加簡便、快捷，但需要強大的技術力作為支持，檢測門檻遠遠高于常規檢測技術，因此在現代混凝土強度檢測中并不常見。

鉆芯技術的檢測硬件配置至少要擁有2個空心薄壁鉆頭，鉆取的樣本數量則要在5個以上，鉆井深度通常在0.6m左右，鉆進寬度控制在0.8m之間，鉆芯技術不需要設置測點，鉆進點取代了測點的作用，檢測人員首先要根據鉆芯原則在墻體上設置了鉆進點，并對鉆進深度、寬度進行了設置，要求工作人員依照設置要求來進行鉆芯，最大誤差不得超過±1。其次通過鉆芯得到了若干樣品，將樣品送入壓強實驗中進行檢測，最終取得混凝土材料的強度數值。

3 不同檢測方式的優勢和缺點

3.1 超聲波檢測技術的優缺點

超聲波檢測技術作為混凝土檢測強度中最常見的技術，具有應用范圍廣、檢測數據清晰、應用便捷、定位準確等眾多優勢，且通過該項技術可以對混凝土的質量、均質性進行檢測，而這些檢測內容依靠回彈檢測技術或者鉆芯技術很難達成，因此超聲波檢測技術得到了廣大建筑企業的青睞。

但同時，超聲波技術對環境條件有非?？量痰囊螅菀资墉h境因素影響。在對混凝土材料進行超聲波檢測過程當中，如果出現了某些會對超聲波運動造成影響的因素，就會導致超聲波反射波異常，相應檢測結果就會不準確。因此，超聲波技術在混凝土強度檢測當中的優勢頗多，不僅是便捷性和檢測范圍上，都非常出眾，但因為對實際施工環境過于苛刻的要求，以及容易遭受的環境因素太多，大部分時候依靠超聲波技術得到檢測結果只能作為參考，不能作為混凝土材料的實際強度，否則容易在建筑施工中出現意外問題。也因此，如非必要，并不建議在一般情況下使用超聲波技術，但如果工程承包單位可以排除施工現場的影響因素，那么超聲波技術便可以作為混凝土材料強度檢測的首選技術。

3.2 回彈檢測技術的優缺點

回彈檢測技術的優點在于應用簡便、成本低廉，且不需要太專業的人員進行操作，因此該項技術的應用也比較常見。其次回彈檢測技術的劣勢在于其應用條件十分苛刻，同時檢測結果不準確，大部分結果都是預估得出的數值范圍，無法用于精準強度檢測工作中，即在回彈檢測技術應用之前必須保障混凝土表面干凈、平整，否則回彈值必然產生誤差，且碳化值是根據相關信息計算出來的，導致最終強度判斷結果的精確性不足。綜合來看，回彈檢測技術的優劣表現鮮明，但在大部分施工建筑企業并不需要得到精確的強度值，因此該項技術還是具備一定應用價值的，但在選擇該項技術之前必須先確認檢測目標表面狀況，如果有異物、凸起等，則必須先進行清理，后進行檢測。

3.3 回彈-超聲波檢測技術優劣

首先回彈-超聲波檢測技術的結合抵消了回彈檢測技術、超聲波檢測技術的劣勢，因此在優勢上表現十分突出，應用中并不會出現結果不準確及苛刻的應用條件等。其次該項技術的劣勢為檢測范圍有限，即該項技術只能對混凝土表面硬度進行檢測，而實際強度檢測必然涉及混凝土內部，說明該項技術存在缺陷。綜合來看，回彈-超聲波檢測技術的應用價值較高，但實際檢測工作中不能只采用這項技術來進行檢測，必須結合其他技術來進行綜合判斷。

3.4 鉆芯技術優劣

首先鉆芯技術的應用優勢有很多，例如應用便捷性高、檢測結果準確、成本低廉等，因此該項技術的應用也十分常見。其次鉆芯技術的唯一缺陷就是會破壞檢測目標，導致檢測后需要投入人力、時間、經濟對檢測目標進行修復。綜合來看，鉆芯技術適用于一些強度檢測精確度要求較高的工作當中，如無必要不建議采用該項技術進行檢測。

4 結語

綜上，對超聲波檢測技術、回彈檢測技術、回彈-超聲波檢測技術、鉆芯技術的應用方法、應用效果及優劣進行了分析、總結。通過分析闡明了各項檢測技術的特點、優劣表現、適用條件等，可為建筑企業技術選型提供參考，且有利于混凝土強度檢測工作質量提升。