论文部分内容阅读
摘要：本文通过在具体工程的检测中使用回弹法、超声回弹综合法、钻芯法三种检测方法的应用与比较分析，围绕三种混凝土强度检测方法的精确度、如何选用混凝土强度检测方法等问题进行探讨。
关键词：混凝土强度；检测；回弹法；超声回弹综合法；钻芯法
中图分类号： TU528 文献标识码： A 文章编号：
1 钻芯法及在工程检测中遇到的问题及解决
钻芯法在实际应用中有许多问题，如取样部位不当，轻则削弱构件承载力，重则损伤主筋或钻断主筋等。为避免钻芯对结构安全造成影响，笔者对自己多年工程检测实践以及众多工程技术人员的经验进行了总结和探讨。
⑴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时，应在构件表面开槽，直接找到钢筋确定钻芯位置。靠近或安装有电视、电讯发射塔的房屋，由于电磁波干扰，磁感仪根本无法正常工作。此时应在构件表面开槽，直接找到钢筋确定钻芯位置。
⑵掺有粉煤灰的商品混凝土强度检测
我国目前使用的商品混凝土普遍掺用了粉煤灰，由于粉煤灰质量的差异、掺量的不同都会对混凝土强度造成很大影响。掺有粉煤灰的混凝土强度增长较慢，存在早期强度低，后期强度高的特点。新建工程在工期要求范围内的混凝土强度检测结果通常偏低，往往引起质量判断上的失误。在对某办公大楼的商品混凝土检测中，混凝土设计强度为C40，第一次钻芯抽样检测结果普遍偏低，混凝土供应商表示质疑要求再次检测，第二次检测与第一次检测间隔26d，而且特意再次检测相同构件，检测结果却大不一样，比第一次检测结果有较大提高。见表所示。
建议在目前没有相应完善的规范、标准的情况下。对掺加粉煤灰的混凝土进行检测时，如第一次检测结果不合格，先不要出报告，隔一段时间（最好超过30d）再做一次检测。这样能够更真实的反映混凝土的实际强度，避免检测结果失误。
⑶钻芯机的固定
在实际检测过程中，钻筒高速的运转使混凝土产生强烈磨擦抖动，使钻芯机渐渐变松，钻筒与结构面不垂直，造成所取的芯样容易出现芯样裂缝、缺边、少角、错位、倾斜及喇叭口变形、端面与轴线的不垂直度超过2度等缺陷，甚至打断钻头的钢齿。带有缺陷的芯样会造成混凝土检测强度与实际强度偏差较大，影响对结构作出真实评价，甚至出现误判。所以，在固定钻芯机时，一定要注意施工现场周围的具体环境、所钻取的混凝土强度的范围（不宜在强度低于10MPa的混凝土上钻芯，因为钻芯机较难固定），在钻芯机主轴的旋转轴线与被钻芯样的混凝土表面相垂直的情况下，才能进行钻芯样工作。
⑷排水问题
钻芯样需要采用水冷却机器钻头，产生较多含有泥浆的废水，会直接从钻头部位流出污染环境，造成事后的卫生很难清理，引起客户或使用人的不满。甚至有因钻芯时钻到预埋的电线管道，污水顺着预埋的电线管道从四周灯具流出，造成电线短路。采用带有排水管的集水罩可以较好的解决这个问题。集水罩采用的是直径约200mm的塑料盆，在盆底切割直径约150mm圆孔，盆边缘粘上厚橡胶管套，然后在盆壁上钻排水孔接软管。
在柱和梁侧面钻芯时，直接罩在机器钻头部位压紧，污水会顺排水管排到水桶中。在钻取楼板芯样时，可在钻芯部位周边约20mm区域内用小直径长钻头钻穿楼板，将排水管由孔洞穿过，在钻芯时压紧集水罩，污水会随重力作用往下排。使用集水罩不会增加多少工作量，现场废水集中易于排放，因钻头飞溅污染的面积很小易于清理。
2 回弹法在工程检测中遇到的问题及解决方法
回弹法检测混凝土强度具有非破损、仪器轻便、操作简便、测试范围分布广的优点，因此得到检测单位的广泛应用。但回弹法是以构件混凝土的回弹值来间接地推算混凝土强度的，当混凝土表面质量和内部质量有差异时，测试结果误差较大。例如随着商品混凝土的普遍应用，商品混凝土中的粉煤灰、外加剂对回弹值有较大影响，给回弹法测强结果带来较大误差。
⑴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设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。
⑵构件表面平整度对回弹值有较大的影响，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。
⑶商品混凝土中粉煤灰等掺合料以及高效减水剂的普遍应用，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。商品混凝土若掺加了较多的粉煤灰和缓凝剂，或者施工单位在施工中振捣时间过长造成粉煤灰颗粒集中于表面，也会出现混凝土凝结缓慢，造成强度偏低。
由于不同地区的原材料情况不同，甚至不同批次拌制的混凝土所采用的原材料情况都不尽相同，因此对于这些掺合料、外加剂引起的回弹值变化，难以采用统一的修正系数加以修正。
某办公大楼商品混凝土二次钻芯检测结果对照表
⑷由于夏季炎热，且日照时间长，在实际检测中发现夏季施工的强度等级设计在C30以下的混凝土构件，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5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，強度降低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。
回弹法检测中所遇到的问题，最佳的解决方法就是采用钻芯法进行修正。对于使用外加剂等造成的强度偏低，同样建议先不要出报告，隔一段时间（最好超过30d）采用钻芯法再做一次检测。
3 超声回弹综合法在工程检测中遇到的问题及解决办法
超声回弹综合法是根据实测声速值和回弹值综合推定混凝土强度的检测方法。使用超声回弹综合法测定混凝土强度，既能反映混凝土的弹性，又能反映混凝土的塑性； 既能反映表面状态，又能反映内部构造，内外结合，故能较全面反映结构混凝土的质量。但实际现场操作中，特别是已建结构的检测中使用超声回弹综合法测强，对检测人员要求较高，操作稍有偏差就会给检测数据带来许多影响。
⑴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。但是，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，在实际检测中基本上可不予考虑碳化因素。
⑵测试面的位置及表面平整度的影响
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理，因此应对不平整表面必须进行磨光处理。
在混凝土浇筑上表面或底面进行测试时，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。已建工程（即既有房屋）中限制条件多，根据规范每个构件必须铲出10个测区，现场操作反而难度较大，特别是已经装修的房屋，业主几乎均不同意选择一定数量的构件铲出如此多的测区面。
⑶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℃的情况下，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。
⑷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。
4 结语
钻芯法、综合法、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。
关键词：混凝土强度；检测；回弹法；超声回弹综合法；钻芯法
中图分类号： TU528 文献标识码： A 文章编号：
1 钻芯法及在工程检测中遇到的问题及解决
钻芯法在实际应用中有许多问题，如取样部位不当，轻则削弱构件承载力，重则损伤主筋或钻断主筋等。为避免钻芯对结构安全造成影响，笔者对自己多年工程检测实践以及众多工程技术人员的经验进行了总结和探讨。
⑴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时，应在构件表面开槽，直接找到钢筋确定钻芯位置。靠近或安装有电视、电讯发射塔的房屋，由于电磁波干扰，磁感仪根本无法正常工作。此时应在构件表面开槽，直接找到钢筋确定钻芯位置。
⑵掺有粉煤灰的商品混凝土强度检测
我国目前使用的商品混凝土普遍掺用了粉煤灰，由于粉煤灰质量的差异、掺量的不同都会对混凝土强度造成很大影响。掺有粉煤灰的混凝土强度增长较慢，存在早期强度低，后期强度高的特点。新建工程在工期要求范围内的混凝土强度检测结果通常偏低，往往引起质量判断上的失误。在对某办公大楼的商品混凝土检测中，混凝土设计强度为C40，第一次钻芯抽样检测结果普遍偏低，混凝土供应商表示质疑要求再次检测，第二次检测与第一次检测间隔26d，而且特意再次检测相同构件，检测结果却大不一样，比第一次检测结果有较大提高。见表所示。
建议在目前没有相应完善的规范、标准的情况下。对掺加粉煤灰的混凝土进行检测时，如第一次检测结果不合格，先不要出报告，隔一段时间（最好超过30d）再做一次检测。这样能够更真实的反映混凝土的实际强度，避免检测结果失误。
⑶钻芯机的固定
在实际检测过程中，钻筒高速的运转使混凝土产生强烈磨擦抖动，使钻芯机渐渐变松，钻筒与结构面不垂直，造成所取的芯样容易出现芯样裂缝、缺边、少角、错位、倾斜及喇叭口变形、端面与轴线的不垂直度超过2度等缺陷，甚至打断钻头的钢齿。带有缺陷的芯样会造成混凝土检测强度与实际强度偏差较大，影响对结构作出真实评价，甚至出现误判。所以，在固定钻芯机时，一定要注意施工现场周围的具体环境、所钻取的混凝土强度的范围（不宜在强度低于10MPa的混凝土上钻芯，因为钻芯机较难固定），在钻芯机主轴的旋转轴线与被钻芯样的混凝土表面相垂直的情况下，才能进行钻芯样工作。
⑷排水问题
钻芯样需要采用水冷却机器钻头，产生较多含有泥浆的废水，会直接从钻头部位流出污染环境，造成事后的卫生很难清理，引起客户或使用人的不满。甚至有因钻芯时钻到预埋的电线管道，污水顺着预埋的电线管道从四周灯具流出，造成电线短路。采用带有排水管的集水罩可以较好的解决这个问题。集水罩采用的是直径约200mm的塑料盆，在盆底切割直径约150mm圆孔，盆边缘粘上厚橡胶管套，然后在盆壁上钻排水孔接软管。
在柱和梁侧面钻芯时，直接罩在机器钻头部位压紧，污水会顺排水管排到水桶中。在钻取楼板芯样时，可在钻芯部位周边约20mm区域内用小直径长钻头钻穿楼板，将排水管由孔洞穿过，在钻芯时压紧集水罩，污水会随重力作用往下排。使用集水罩不会增加多少工作量，现场废水集中易于排放，因钻头飞溅污染的面积很小易于清理。
2 回弹法在工程检测中遇到的问题及解决方法
回弹法检测混凝土强度具有非破损、仪器轻便、操作简便、测试范围分布广的优点，因此得到检测单位的广泛应用。但回弹法是以构件混凝土的回弹值来间接地推算混凝土强度的，当混凝土表面质量和内部质量有差异时，测试结果误差较大。例如随着商品混凝土的普遍应用，商品混凝土中的粉煤灰、外加剂对回弹值有较大影响，给回弹法测强结果带来较大误差。
⑴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设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。
⑵构件表面平整度对回弹值有较大的影响，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。
⑶商品混凝土中粉煤灰等掺合料以及高效减水剂的普遍应用，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。商品混凝土若掺加了较多的粉煤灰和缓凝剂，或者施工单位在施工中振捣时间过长造成粉煤灰颗粒集中于表面，也会出现混凝土凝结缓慢，造成强度偏低。
由于不同地区的原材料情况不同，甚至不同批次拌制的混凝土所采用的原材料情况都不尽相同，因此对于这些掺合料、外加剂引起的回弹值变化，难以采用统一的修正系数加以修正。
某办公大楼商品混凝土二次钻芯检测结果对照表
⑷由于夏季炎热，且日照时间长，在实际检测中发现夏季施工的强度等级设计在C30以下的混凝土构件，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5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，強度降低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。
回弹法检测中所遇到的问题，最佳的解决方法就是采用钻芯法进行修正。对于使用外加剂等造成的强度偏低，同样建议先不要出报告，隔一段时间（最好超过30d）采用钻芯法再做一次检测。
3 超声回弹综合法在工程检测中遇到的问题及解决办法
超声回弹综合法是根据实测声速值和回弹值综合推定混凝土强度的检测方法。使用超声回弹综合法测定混凝土强度，既能反映混凝土的弹性，又能反映混凝土的塑性； 既能反映表面状态，又能反映内部构造，内外结合，故能较全面反映结构混凝土的质量。但实际现场操作中，特别是已建结构的检测中使用超声回弹综合法测强，对检测人员要求较高，操作稍有偏差就会给检测数据带来许多影响。
⑴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。但是，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，在实际检测中基本上可不予考虑碳化因素。
⑵测试面的位置及表面平整度的影响
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理，因此应对不平整表面必须进行磨光处理。
在混凝土浇筑上表面或底面进行测试时，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。已建工程（即既有房屋）中限制条件多，根据规范每个构件必须铲出10个测区，现场操作反而难度较大，特别是已经装修的房屋，业主几乎均不同意选择一定数量的构件铲出如此多的测区面。
⑶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℃的情况下，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。
⑷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。
4 结语
钻芯法、综合法、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。