摘要：当前，我国的水利水电工程建设规模不断扩大，施工技术也得到了不断地提升，其大规模的建设为人类带来了巨大的经济以及社会效益。为了进一步提高其综合效益，必须要对其质量进行控制。在水利水电工程施工中最重要的材料就是混凝土材料，它是组成工程实体的最基本元素。在不破坏混凝土内部结构的前提下，测定有关混凝土性能等方面的物理量，从而推定混凝土强度、缺陷。本文论述的主要是利用无破损技术，对水电工程混凝土质量检测的方法。
关键词：水电工程；混凝土；无损检测
前言：混凝土材料，自其诞生起便受到建筑工程界的青睐，被广泛应用于工程建设中，水利水电工程亦是如此。随着水利水电工程规模的不断扩大，人们对于工程质量要求不断提高，混凝土作为工程的重要基础部分，对其进行质量控制与检测则不可避免。水工混凝土的检测方法主要分为取样试验以及物理检测两者，取样试验，顾名思义是在现场取样并对样本进行试验，这种方法精度较高，但是可能会破坏水工混凝土的整体结构。每一个环节稍有不慎都将影响质量,危及整个结构的安全，因此,加强混凝土的质量控制和检测成为当前水电工程技术中的重要课题。
一、混凝土无损检测技术的特点
混凝土材料在建筑工程中得到了广泛应用，尤以水电工程用量巨大。由于其抗拉强度相对较小,可能会产生裂缝；或因施工时振捣不足，内部易存在蜂窝洞；或因建筑物使用期限过长而碳化、或预留试件不足与代表性不强、或施工期混凝土强度增长与建筑物的长期跟踪管理等，都需要对结构物进行检测。无损检测对混凝土结构不造成破坏，它是利用声、光、电、磁和射线等方法，对有关混凝土性能方面的物理量进行测定，从而推定混凝土强度、密实性和均匀性，以及存在的缺陷等。无损检测仪器简单、操作方便、费用较低并可进行重复测试，它既适用于水电工程施工过程中混凝土质量的监测，又适用于水电工程的竣工验收的检定。上述优点及大量的工程需求，使得混凝土无损检测技术得到了较快的发展和广泛的应用。
二、概述
结构混凝土无损检测技术工程应用的主要目的是对结构混凝土强度、内部缺陷及其它性能进行检测。这里我们主要讲的是无损检测技术检测结构混凝土强度的方法。其定义为在不影响结构或构件受力性能或其他使用功能的前提下，直接在结构或构件上通过测定某些适当的物理量，并通过这些物理量与混凝土强度的相关性，进而推定混凝土强度等性能的检测方法。
混凝土强度的无损检测方法按其原理可分为三类：1、半破损法，这类方法有钻芯法、拔出法、拔脱法、板折法、射击法、就地嵌注试件法等。特点是以局部破坏性试验获得结构混凝土的实际抵抗破坏的能，因而直观可靠，测试结果易为人们所接受。缺点是造成结构的局部破坏，需进行修补，不宜用于大面积的全面检测。2、非破损法，这类方法有回弹法、超声脉冲法、射线吸收与散射法、成熟度法等。特点是测试方便、费用低廉，但其测试结果的可靠性主要取决于被测物理量与强度之间的相关性。须建立相关公式或校准曲线。缺点是相关关系受过多因素的影响，当条件发生变化，应进行修改。3、综合法，这类方法有超声回弹综合法、超声钻芯综合法、声速衰减综合法等。特点是采用多项物理参数，能较全面地反映构成混凝土强度的各种因素，比单一物理量的无损检测方法具有更高的准确性和可靠性。是混凝土强度无损检测技术的一个重要发展方向。
三、常用的混凝土无损检测方法1.钻芯法
钻芯法是一种简便、直观、检测精度较高的局部破损的检测方法。该法是利用钻芯机直接在结构混凝土上钻取芯样,然后进行抗压试验，以芯样强度评定结构混凝土强度。由于钻芯法的测定值就是圆柱状芯样的抗压强度，即参考强度或现场强度。它与立方体试件抗压强度之间，除了进行必要的形状修正外，无需进行某种物理量与强度之间的换算。因此，普遍认为这是一种较为直观、可靠、精度高的检测手段，已为较多的国家所采用。
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在实际工程中，钻芯时会对结构混凝土造成局部损伤，因此在选取芯样部位时,首先应选择受力较小的构件钻取芯样，其次，由于混凝土浇筑过程中受施工现场的施工条件、养护等条件的影响，各部位混凝土强度不一致，因而，钻芯取样部位应选择混凝土强度有代表性的部位；再次，应根据结构设计图、设备图选择钢筋较少的部位，或先用钢筋检测仪检查混凝土中钢筋所在的具体位置后，再避开钢筋及其它预埋件，确定钻芯位置。
在正常生产情况下，应制作立方体标准试块，按《混凝土结构工程施工及验收规范》的要求对混凝土强度进行评定和验收。但以下情况，一般可以进行钻取芯样检测其强度：
（1）受多种因素影响,混凝土试块试压强度可能与实际结构混凝土不一致，这时可能怀疑该混凝土试块不能代表实际结构混凝土的强度。
（2）混凝土表层与内部质量有明显差异,或者遭受化学腐蚀、火灾、硬化期间遭受侵害的混凝土。
（3）混凝土结构因原材料、水泥、砂石料质量差及外加剂掺量控制差，或因施工现场计量、养护不良等情况发生的质量事故。
2.回弹法
回弹法是以在混凝土结构或构件上测得的回弹值和碳化深度来评定混凝土结构或构件强度的一种方法，它不会对结构或构件的力学性质和承载能力产生不利影响，在水电工程上已得到广泛应用。回弹法使用的仪器为回弹仪，它是一种直射锤击式仪器，是用一弹击锤来冲击与混凝土表面接触的弹击杆，然后弹击锤向后弹回，并在回弹仪的刻度标尺上指示出回弹数值。回弹值的大小取决于与冲击能量有关的回弹能量，而回弹能量则反映了混凝土表层硬度与混凝土抗压强度之间的函数关系，即可以在混凝土的抗压强度与回弹值之间建立起一种函数关系，以回弹值来表示混凝土的抗压强度。
回弹法的基本原理是利用混凝土强度与表面硬度之间的关系，通过一定动能的钢杆件弹击混凝土表面，并测得杆件回弹的距离（回弹值），利用回弹值与强度之间的相关关系来推定混凝土强度。通常采用试验的方法得到回弹值与强度之间的相关关系，即建立混凝土强度fccu与回弹值R之间的一元回归公式，或混凝土强度与回弹值R及主要影响因素（如碳化深度）之间的二元回归公式。回归的公式可采用各种不同的函数方程形式，根据大量试验数据进行回归拟合，择其相关系数较大者作为实用经验公式。回弹法适用于水电工程结构普通混凝土抗压强度的检测，检测结果可作为处理混凝土质量问题的依据之一。回弹法不适用于表层与内部质量有明显差异或内部存在缺陷的混凝土结构或构件的检测。
3.超声波法
超声波法检测混凝土常用的频率为20～250kHz，它既可用于检测混凝土强度，也可用于检测混凝土缺陷。超声波在混凝土中的传播速度与混凝土的弹性性质密切相关，而混凝土的弹性性质又可以反映其强度大小，从而可以在混凝土超声波传播速度与其强度之间建立起一种相关关系，这种关系通常为非线性关系，可用经验公式或专用测强曲线来表示。由于混凝土本身是一种复合材料，其内部超声波传播速度受许多因素影响，如钢筋的配置方向、不同骨料及粒径的大小、各组分的比例变化、龄期、养护条件及混凝土的强度等级等，这些影响因素在建立测强关系时均应进行修正，显然这种修正是一项很复杂而又烦琐的工作。
超声波法检测混凝土缺陷是根据超声波在混凝土中传播的速度、振幅、相位及主频的变化来判断混凝土内部的缺陷情况。混凝土内部常见的缺陷有：蜂窝状或松散状的不密实区、空洞、杂物或受意外损伤而形成的酥松区等。当超声波遇到以上缺陷时，其速度、振幅等常会发生一定程度的异常变化，分析这种异常变化可推知混凝土内部的缺陷状况。超声波法检测混凝土内部缺陷时常需要进行一定的数据处理及统计计算，且需要测试人员具有一定的检测经验。
小结：今后，我相信随着科学技术的进步，会有更多的检测工程实体结构混凝土强度的检测技术、检测方法、检测设备问世，而且现有的检测混凝土强度的检测技术也会日趋完善，检测精度也会进一步得到提高，我国的建筑工程质量将会有更强的技术后盾做为保障。
参考文献：
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[2]林维正.混凝土超声检测的进展[J].无损检测，2002(10).
[3]李为杜.混凝土无损检测技术[M].上海:同济大学出版社，2001.
论文作者:杨高, 黄丽琼, 任致
论文发表刊物:《城镇建设》2019年第17期
论文发表时间:2019/10/18
标签：混凝土论文; 强度论文; 结构论文; 物理量论文; 抗压强度论文; 缺陷论文; 超声波论文; 《城镇建设》2019年第17期论文;