混凝土强度的无损检测方法

    混凝土作为一种重要的结构材料，广泛应用于现代土木工程中，其性能及施工质量对混凝土结构工程乃至建筑工程的安全有着直接的影响，因此加强对混凝土质量检测与控制有着至关重大的意义。

     混凝土强度 的非破损法检测是指通过检测仪器测定混凝土的相关物理参数,然后根据这些物理参数与混凝土抗压强度间的相关关系,推算出被测混凝土的强度的方法。其相关关系的强度方程是通过对相同混凝土标准试块进行破坏试验,而后对试验数据进行回归分析及数学处理得出的方程，也就是常说的测强曲线。

    非破损法检测又分为非破损检测方法和半破损检测方法。因为半破损检测方法所造成的局部损伤并不危害结构安全，故从宏观角度来说，半破损检测方法也可归到非破损检测范畴内。

非破损检测方法

    非破损检测方法是在不影响结构或构件混凝土性能的情况下，以混凝土抗压强度与混凝土其他物理量间的相互关系为基础测定相关物理量，然后根据测强曲线推算出混凝土的标准强度换算值，最后依照统计原理得出混凝土强度标准值的定值或特征强度。这类方法包括回弹法、超声脉冲法、射线吸收与散射法、成熟度法等。

【回弹法】

    回弹法是指利用回弹仪检测普通混凝土结构或构件抗压强度的方法，其实施过程为：用一个弹簧驱动的重锤，通过弹击杆（传力杆）弹击混凝土表面，测出重锤被反弹回来的距离（图1中的x），以回弹值（反弹距离与弹簧初始长度之比）作为与强度相关的指标，再由已建立的回归方程或校准曲线换算出构件混凝土的强度值。其检测原理如图1所示。

　 图1 混凝土回弹法检测示意

    回弹法操作简便、快速经济且具有相当的精度，因此在混凝土检测领域应用较广泛。但影响回弹法测强精确度的因素有很多，如仪器标准状态、操作方法、现场条件、构件选取、测区及测点布置以及计算方法等。因此要提高检测的精度，还需加强对这些影响因素的分析，合理制定及选择公式。

    同时要注意的是，目前我国回弹法研究成果基本只适用于普通混凝土，同时对现场结构或构件混凝土测强时，回弹测强值仅代表混凝土表层质量，因此使用回弹法必须保证混凝土构件的表面质量与内部质量基本一致。

    20世纪60年代，我国就具备自行生产回弹仪的能力，经过几十年的发展，数显式回弹仪的研制技术也已比较成熟。

分体式直读+数显回弹仪

【超声法】

    超声法是通过测量测距内超声传播的平均声速来推定混凝土强度的方法，其检测示意如图2所示。工程上通常采用建立试件中超声声速与混凝土抗压强度相关的统计测强曲线的方法，来实现对混凝土力学性能的检测和评估。

　　图2 混凝土超声法检测示意

    影响混凝土中超声声速测量的因素较多，如试件断面尺寸温度和湿度、配筋、骨料、水灰比、龄期、浇捣方向以及内部缺陷等，因此超声声速是一个反映其组成情况的综合性指标，这就要求建立校正曲线时，技术条件尽可能与实际检测环境接近，以从混凝土材料组分上理解影响声速测量的原因，从而在实测中加以排除。

    目前超声法中常用的仪器有：美国通用电气USM-33、瑞士Proceq Pundit Lab+、奥林巴斯OMNISCAN-MX2、汕头超声电子股份有限公司CTS-2020、CTS 9006Plus等。

　　利用超声法检测混凝土

半破损检测方法

    半破损检测方法是在结构或构件上直接进行局部破坏性试验或钻取芯样进行破坏性试验，然后根据试验值与结构混凝土标准强度的相关关系进行换算，而得到标准强度换算值，并据此推算出结构混凝土强度标准值的推定值或特征强度的方法。半破损方法主要包括钻芯法、拔出法、拉剥法、折断法、射钉法等方法。

【钻芯法】

    钻芯法是利用专用钻机和人造金刚石空心薄壁钻头，从结构混凝土中钻取芯样，对芯样进行检测来得到混凝土强度和推测混凝土内部缺陷的方法。该方法的优点是直观、准确、代表性强，缺点是对构件有局部破损，且价格昂贵。

　　混凝土钻芯

【拔出法】

    拔出法是先测定拔出混凝土中预埋锚固件时的极限拔出力，然后根据预先建立的拔出力和混凝土强度间的相关关系，来推定混凝土强度的方法。该方法于20世纪30年代问世，可分为预埋拔出法（以LOK试验为代表）和后装拔出法（以CAOP试验为代表）。

    我国在1985年前后开始了对该方法的研究，从最初引进仪器到拔出仪的自主研发成功，取得了不少科研成果，并逐步将其应用于工程质量检测领域。

【综合法】

    混凝土强度是一个多要素的综合指标，仅采用单一指标是难以全面反映这些要素的。再者混凝土的构造因素对单一指标的影响程度与对强度的影响程度不尽相同，所以可采用综合法，也就是采用两种或两种以上的方法，对试件进行综合分析以获取多个物理参数，并建立混凝土强度与这些物理参量的综合关系，来实现对混凝土强度的多角度综合评定。

    现有的综合法有超声回弹综合法、超声钻芯综合法以及声速衰减系数综合法等。相较于单一物理量的检测方法，它能起到取长补短、抵消误差的作用，从而提高检测精度与可靠性。

    目前  超声回弹综合法 是应用最为成功的综合法。超声法测强时，其声速与混凝土的密实度、均质性及内部缺陷等因素均有密切关系，但它受水泥的品种、养护方法等因素的影响较大；而回弹法测强只能反映混凝土表面的质量情况，不能反映混凝土结构内部缺陷的情况。因此，如果采用超声回弹综合法测强，则可以较全面地测定混凝土的质量。

    近年来，超声钻芯综合法、回弹钻芯综合法也开始发展起来。非破损法检测混凝土强度具有简便、快速、经济等优点，但因影响混凝土强度的因素较多，故推定出的混凝土强度具有一定的离散性，检测结果的准确性受到影响。而钻芯法则更直接，但试验费用高、周期长，且会造成结构局部破损。因此，可将两种方法结合起来使用，在混凝土结构上钻取少量芯样，将其检测结果与非破损方法的结果进行对比并修正，则可大大提高非破损检测的效率和精度。