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摘要：对于钢筋混凝土结构来说，混凝土质量的好坏直接关系到整个建筑物的安全性，并关系到人们的生命财产安全。近年来，世界各地由于混凝土质量问题而导致的工程事故时有发生，因此有必要加强混凝土的质量监控和检测。本文结合实际工程，探讨了回弹法和钻芯法两种方法在钢筋混凝土强度检测中的应用，并对两种不同测强方法进行对比，分析两种不同测强方法的优缺点，为钢筋混凝土结构的检测提供一定的参考价值。
关键词：钢筋混凝土；强度检测；回弹法；钻芯法
1、前言
钢筋混凝土结构仍然是我国目前工业与民用建筑使用最为广泛的结构形式之一。在建造过程中，由于施工工艺、建筑材料等方面原因，会出现一定的质量缺陷，直接影响着建筑物的结构安全和使用功能，因此，对已建钢筋混凝土结构的鉴定，是一项重要的工作。已建结构的鉴定是指对已建结构的作用、结构抗力以及相互关系进行测定、检测、试验、判断和分析研究并取得结论的全过程[1]。其中，对钢筋混凝土强度的检测，具有非常重要的作用。对混凝土强度的检测，随着测试理论的不断完善和测试仪器的不断改进，已经越来越成熟；而检测方法多样，也为强度的检测提供了不同的检测方法。
2、混凝土结构强度检测方法
对已建结构的鉴定，大部分都是在现场进行试验。由于结构现场检测必须以不损伤和不破坏结构本身的使用性能为前提，因此非破损或者半破损检测混凝土强度的方法得到广泛的应用。非破损测强方法是指在不破坏混凝土内部结构和使用性能的情况下，利用声、光、热、电、磁和射线等方法，测定有关混凝土性能方面的物理量，推定混凝土强度、缺陷等测试技术，统称为混凝土非破损检测技术。以回弹法、超声法和回弹超声综合法在实际工程中使用较多。半破损法是以不影响结构构件承载力的前提下，在结构构件上直接进行局部的微破损试验，如取芯法、拔出法等，由于所造成的局部损伤仅在混凝土表面，对结构的整体没有影响，不会危害结构的安全，所以有些文献也将其计入非破损检测范畴[2]。
为了提高检测效率和检测精度，经常采用非破损和半破损方法综合检测。
2.1回弹法
回弹法检测是测量混凝土的表面硬度，利用混凝土强度不同其回弹硬度也不同来推算其抗压强度。回弹法测强，具有仪器简单、测试方法容易掌握、检测效率高、影响因素较少且费用低廉等优点，因而特别适用于施工现场对结构混凝土的强度进行随机的、大量的检验。2001年，《回弹法检测混凝土抗压强度技术规程》（JGJ/T23-2001）开始执行，并得到广泛的应用。但该方法与混凝土内部构成、环境条件和试验条件有关，受混凝土的表面状况影响较大，例如混凝土的碳化情况、干湿状况，甚至粗骨料对表面的影响都很大[3]。
2.2钻芯法
钻芯法是直接从被检测的结构或者构件中使用取芯钻机钻取圆柱形的混凝土芯样，并根据混凝土芯样的抗压强度来推算混凝土的立方体抗压强度。不需要建立混凝土的某种物理量与强度之间的换算关系，被认为是一种较为直观可靠的检测混凝土强度的方法[1]。钻芯法的优点是直观、可靠、精度高。但钻芯法检测混凝土强度时造成局部的一定损伤，而且钻芯位置的选取、数量均受到一定的限制，同时，钻芯机以及芯样加工配套的机具较多，现场取芯时较笨重，移动不方便，检测成本较高等[4]。新标准CECS03：2007《钻芯法检测混凝土强度技术规程》已经颁布并施行。
2.3回弹法与钻芯法适用条件比较
回弹法与钻芯法是两种不同的检测混凝土强度的方法，两种方法的适用条件也不同[5]。
（1）混凝土龄期：回弹法应在规程规定的混凝土龄期内使用，钻芯法受龄期影响相对较小。
（2）表层质量：构件表层和内部混凝土质量差异较大时（如表层混凝土受到火灾、腐蚀性物质影响），采用回弹法检测会带来较大的测试误差。钻芯法则受表层混凝土质量影响较小。
（3）混凝土强度：使用回弹法检测时被测混凝土不得超过相应规程规定的范围，否则也会带来较大的误差。钻芯法则无此影响。
（4）钻芯法检测混凝土抗压强度，应注意骨料的粒径问题。而采用回弹法则影响较小。
3、工程检测实例
3.1测点的数量
测点数量的选择和确定主要是从检测指标的精确度、试件尺寸、数量以及费用等因素综合考虑决定的。一个标准取芯试验相对比的各种试验方法的相对试验数量如表1所示[6]。
3.2回弹法与钻芯法综合利用测强
CECS03：2007中规定，对间接测强方法进行钻芯修正时，宜采用修正量的方法，也可采用其他形式的修正方法。
3.2.1钻芯法修正
（1）修正系数法
当用钻取的混凝土芯样强度对测强回归公式进行修正时，规程JGJ／T23引入了修正系数，并规定钻取芯样数量n不应少于6个。在此条件下给出的修正系数的计算公式为：
式中，
——第i个混凝土芯样试件的抗压强度值；
——对应于第i个试件或芯样部位回弹值和碳化深度值的混凝土强度换算值；
n ——试件数。
（2）修正量方法
钻芯修正后的换算强度计算公式为：
式中，
——修正后的换算强度；
——修正前的换算强度；
——修正量；
——所用间接检测方法对应芯样测区的换算强度的算术平均值。
3.2.2回弹法强度计算公式
根据JGJ/T23-2001（7.0.2）公式：
式中， 
———结构或构件测区混凝土强度换算值的平均值；
n——对批量检测的构件取被抽检构件测区数之和；
——结构或构件测区混凝土强度换算值的标准差。
3.2.3实例
某工业区2栋需检测其二层柱的抗压强度，编号为1-5×K-R，构件设计强度等级为C20，构件成型日期为2012年5月31日，检测日期为2013年5月19日，龄期371天，测区数为100。
钻芯法检测芯样规格为：直径×高=81.0mm×83mm。
计算测区修正系数法强度平均值为
=29.6MPa，修正量方法强度平均值为 
=29.0MPa，
两种修正方法推定的混凝土强度值接近。强度标准差为
=2.44MPa。将两种修正后强度平均得： 
=29.3MPa。按JGJ/T23-2001的（7.0.3.3）公式计算强度推定值：其中 
=29.3MPa＞25MPa，且 
=2.44MPa＜5.5MPa，因此得出： 
＝25.6MPa，符合该工程混凝土构件设计强度C20的要求。
3.2.4钻芯检测批混凝土强度的推定值计算根据规范CECS03：2007，上限系数和下限
系数取值为 k1＝1.254，k2 ＝2.453。平均值：
标准差：
上限值：
= - =24.4MPa；
下限值：
= - =20.9MPa。
当样本容量 n=18，样本标准差
＝2.9MPa时，满足推定区间置信度为0.85，上限值与下限值之差为3.5MPa<5.0MPa（应满足5.0MPa和0.10×28.0＝2.8MPa两者中的较大值要求）。因此检测批混凝土强度的推定值为24.4MPa，符合该工程混凝土构件设计强度C20的要求。
4、结论
混凝土是一种多相复合材料，匀质性差，大多数非破损检测方法均是间接推定强度，影响因素较多，应采用多种检测方法相结合，互相弥补不足。回弹法与钻芯法是检测钢筋混凝土强度的两种非常实用、有效的方法，检测效率高。本文进行两种测强方法的对比，通过工程实例，探讨了回弹法和钻芯法在钢筋混凝土强度检测中的可靠应用，采用修正系数法和修正量法两种不同的修正法推定混凝土回弹强度值。回弹法和钻芯法各有优缺点，合理综合利用两种方法对检测、推定一定龄期的混凝土强度具有较高的参考价值。
参考文献：
[1]宋彧，李丽娟，张贵文，等.建筑结构试验[M].重庆：重庆大学出版社，2001.
[2]侯宝隆，蒋之峰，等.混凝土的非破损检测[M].北京：地震出版社，1992.
[3]李绍林.回弹法规程适用性和操作要点[J].安徽建筑，2001，8（1）：99-100.
论文作者:叶波
论文发表刊物:《基层建设》2015年21期供稿
论文发表时间:2016/3/30
标签：混凝土论文; 强度论文; 方法论文; 两种论文; 构件论文; 结构论文; 抗压强度论文; 《基层建设》2015年21期供稿论文;