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摘要：本文对混凝土强度的几种检测方法进行了分析比较，提出了各种方法的优缺点，得出了各种方法的适用范围，以期选择合理的检测方法，尽可能避免各种因素的影响，提高检测精度，更好地控制工程质量。
关键词：混凝土；强度；检测方法
中图分类号：TU37文献标识码：A文章编号：2095-2104（2012）
建国以来，特别是改革开放之后，随着经济建设迅速发展，我国建筑业也有了飞速发展。同时，随着混凝土结构在基本理论和设计方法等方面研究的不断深入，钢筋混凝土建筑物的结构设计和施工水平也有了很大的提高。近年来，人们对建筑物的安全性、适用性和耐久性的要求不断增强，越来越多的新型结构体系随之发展起来，尤其是高层建筑的兴起给予工程师们更为广阔的设计空间。在建筑结构类型不断创新的同时，各种新型建筑材料也不断涌现以适应建筑业的发展要求。就在这不断进行新建设，不断发展新技术的同时，已有工程结构的检测、鉴定评估与加固改造已成为人们急需解决的问题。在发达国家，房屋结构的新建与加固改造早已呈现前消后涨的趋势。例如：瑞典自1983年后，建筑业投资的50％以上用于在役建筑的诊断和维修加固改造业；英国1979年用于建筑物维修、加固改造业的投资是1965年的3．8倍；丹麦用于加固改造与新建工程的投资比例己达到6：1。又据美国劳工部调查，加固改造业正在成为最受欢迎的行业之一。事实上，一个国家的基本建设大体可分为：大规模新建、新建与维修加固改造并重、以加固改造为主的三个阶段。我国的基建行业尽管受宏观调控政策的影响，新建与加固改造的投资比例呈波浪式变化，但从总体上看，正逐步走出第二阶段，建设部的科研规划也据此进行了相应的调整。据保守估计，我国现有的60多亿平方米房屋建筑面积中，40％以上需要分期分批的进行鉴定、改造和加固。而工程结构检测、鉴定是加固改造必要的数据基础，对了解建筑物现有的承载能力、老化损伤程度、安全性，加固改造的可行性以及成本控制起着关键作用。目前，混凝土的检测方法有：试件法，回弹法，钻芯法，超声法，超声回弹综合法，拔出法，雷达法，红外线无损检测法。这些方法又都各自存在一定的特点。现就以上几种检测方法进行比较。
1 试件法(specimen method)
试件法是施工时把拌制好的混凝土放入规定的试模内，然后按照规定的温度，湿度进行养生28d后，进行抗压试验。混凝土试件在一定程度上反映了混凝土实体的强度，也是混凝土进行质量评定的主要依据。试件检测法是一种最基本，最常用的混凝土检测方法，也是最直观，最经济的方法。
优点：通过试验可以直接了解试件的强度，如果这一试件的制作符合要求，且与构件同条件养护，那么试压的结果就可以代表构件的实际强度，这一结果是可信的。
缺点：如果混凝土试件制作马虎，不注意养护，则容易导致混凝土试件不合格，而实际上混凝土实体强度是满足要求的，从而带来不必要的麻烦。另一方面制作试件也不能弄虚作假，结果混凝土试件是合格了，但混凝土实体质量到底如何很难确定，容易造成工程质量隐患。混凝土的取样如果不是按规定的数量随机抽样，而是根据混凝土搅拌质量情况好坏，搅拌质量好时才取样，使得所取样本没有代表性，不能真实地反映工程质量。
试件本身质量的因素：试件尺寸的偏差，试件实际尺寸与公称尺寸相差较大;试件承压面与相邻面的垂直度；试验时的加荷速率的控制等。
2 回弹法(rebound method )
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。 回弹法只能测得混凝土表层的质量状况，内部情况却无法得知，这便限制了回弹法的应用范围，但由于回弹法操作简便，价格低廉，在工程上还是得到了广泛应用。
优点：使用简单，测试速度快和试验费用低。检测人员可以到一线随机取样，通过检测可以及时掌握真实地混凝土强度，强度的分布状态以及混凝土浇筑的整体水平，还可以避免施工单位弄虚作假，给试件的制作和养护“吃小灶”问题，同时检测人员还可以直观地看到混凝土的浇筑质量，从而获得混凝土质量真实而全部的技术指标。
缺点：与其他方法相比，其精度相对较差，且需借助一定的测强曲线，对有些特殊成型工艺或特殊部位混凝土则需借助专用的测强曲线才能检测。当混凝土表面与内部质量有明显差异，如遭受化学腐蚀，火灾，硬化期遭受冻伤等，则不能用此法检测。由于混凝土是非匀质的材料，它的硬度与水泥品种，骨料粗细，骨料粒径，配合比等有关，加之混凝土碳化的影响，使得在对混凝土强度进行检测时，要尽量针对各项影响因素来采取相应措施进行避免，这样才会给出准备的结果。
3 钻芯法(Core drilling method)
钻芯法的基本原理是在有代表性的混凝土结构上钻取芯样，做必要的整理加工后，进行抗压强度测定。凡龄期不少于14d，强度不低于10MPa的混凝土都可以采用。但由于取芯后对结构造成一定的损伤，因此对于安全性本已不足或受损伤的结构和构件，应征得设计方同意，方可采用该方法。
优点：钻芯法是一种直接可靠并能较好的反映混凝土实际情况的局部破损检测方法。对于无损检测方法很难准确测定的各种强度等级的混凝土，钻芯法可以比较准确地测定其强度。此外，从芯样也可以直观地观察到局部混凝土的内部情况，如骨料的分布，裂缝的大小等。
缺点：该方法的劳动强度大，同时对结构会造成局部损伤，检测费用高，费时长，取芯时结构物钢筋不能太密太多，有钢筋时无法进行钻芯。
4 超声法(ultrasonic method)
超声检测是混凝土无损检测技术中一项十分重要的检测方法，检测范围非常广泛，既可以检测混凝土的强度，又可以检测混凝土的裂缝，混凝土均匀性等。探测距离可以达到20m，是一种极具生命力的检测方法，而这是其他检测方法所无法做到的，所以该法在工程检测中得到了广泛的应用。
优点：因超声波穿透能力强，检测设备简单，操作方便，故特别适合于对混凝土的检测，尤其适合对大体积混凝土如大坝、桥墩、承台及混凝土灌注桩的检测。常规的超声波测法可检测混凝土内部的缺陷，
缺点：需要操作人员具有一定的工作经验，且检测精度也不够高，仅能得到某些测线上而非全断面的混凝土质量信息。
5 超聲回弹综合法(rebound method and ultrasonic method)
超声回弹综合法是指采用超声仪和回弹仪，在结构混凝土同一测区分别测量声时值和回弹值，然后利用已建立起来的测强公式推算该测区混凝土强度的一种方法。
优点：比单一回弹法和超声法能够减小混凝土龄期和含水率的影响，因此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强度。
缺点：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。
6 拔出法(Pull out test)
拔出法是将安装在混凝土体内的锚固件拔出，测定其极限抗拔力，然后根据预先建立的混凝土极限拔出力与其抗压强度之间的相关关系来测定混凝土强度的一种半破损（局部破损）检测方法。
优点：检验步骤简单及时，准确，直观，试验费用低廉，在混凝土控制中有很好的应用前景。
缺点：必须事先做好计划，不能像其他现场检测方法一样在混凝土硬化后随时进行。
7 雷达法(method of radio chart)
雷达法是用1GHz 及以上的電磁波，探测结构及构件混凝土中钢筋的位置、保护层的厚度以及孔洞、酥松层、裂缝等缺陷的一种无破损检测法。雷达法探测的依据不是材料的密度，而是电磁特性。电磁波从混凝土表面向内部发射，接收被测物体反射的信号，用图像显示并记录钢筋的分布状态、空洞等的位置和深度。
优点：速度快，探测精度高，可获得连续结果等特点，在水工混凝土质量检测中具有广泛的应用前景。
缺点：因对检测人员要求高，现场测试人员应与有经验的水工专业人员配合进行综合判断，以提高检测工作的准确性。
8 红外线无损检测法(Infrared nondestructive detection method)
红外线无损检测法是通过测量混凝土的热量及热流来判断其质量的一种方法。当混凝土内部存在某种缺陷时，将改变混凝土的热传导，使混凝土表面的温度场分布产生异常，用红外成像仪测出表示这种异常的热像图，由热像图中异常的特征可判断出混凝土缺陷的类型及位置特征等。
优点：白天、黑夜均可进行检测，精度较高、使用较方便，具有快速、直观、适合大面积扫测的无损检测方法，可用于检测混凝土遭受冻害或火灾等损伤的程度以及建筑物墙体的剥离、渗漏等。
缺点：必须事先做好计划，不能像其他现场检测方法一样在混凝土硬化后随时进行。
9 混凝土强度测试误差
目前采用的几种测强方法，测试误差及破损情况见表1
表1混凝土强度测试误差及破损情况
10 结语
1）每一种无损检测方法都是以混凝土介质某一物理量的变化为前提的。 实际工程检测中，宜使用两种或两种以上方法进行检测，即以两个或两个以上物理量的变化为依据，这样可使判断更为准确，且可以互相验证，提高检测的可靠性。
2）本文所述的各种无损检测方法中，超声法具有广阔的应用前景，应大力开展这方面的研究工作。
3）以往的混凝土无损检测主要集中在强度检测及缺陷探测两方面，应进一步开拓新的检测内容，如混凝土耐久性预测、已建混凝土结构的损伤程度检测等。
4）除本文所述无损检测方法外，尚有检测混凝土钢筋位置及保护层厚度的磁测法，检测混凝土强度的射针法及贯入法等。 随着科学技术的快速发展，尤其工业无损检测 、医学检测 等领域的检测方法向本学科的渗透，必将会有新的检测方法出现，这将进一步推进混凝土无损检测的快速发展。
5）混凝土无损检测方法甚多，判断一种方法的优劣应主要看其检测效果，其次应考虑是否容易实现。 今后应着重于如何提高检测精度方面的研究，开发出经济、实用、快速、精确的混凝土无损检测方法，以满足工程需要。
关键词：混凝土；强度；检测方法
中图分类号：TU37文献标识码：A文章编号：2095-2104（2012）
建国以来，特别是改革开放之后，随着经济建设迅速发展，我国建筑业也有了飞速发展。同时，随着混凝土结构在基本理论和设计方法等方面研究的不断深入，钢筋混凝土建筑物的结构设计和施工水平也有了很大的提高。近年来，人们对建筑物的安全性、适用性和耐久性的要求不断增强，越来越多的新型结构体系随之发展起来，尤其是高层建筑的兴起给予工程师们更为广阔的设计空间。在建筑结构类型不断创新的同时，各种新型建筑材料也不断涌现以适应建筑业的发展要求。就在这不断进行新建设，不断发展新技术的同时，已有工程结构的检测、鉴定评估与加固改造已成为人们急需解决的问题。在发达国家，房屋结构的新建与加固改造早已呈现前消后涨的趋势。例如：瑞典自1983年后，建筑业投资的50％以上用于在役建筑的诊断和维修加固改造业；英国1979年用于建筑物维修、加固改造业的投资是1965年的3．8倍；丹麦用于加固改造与新建工程的投资比例己达到6：1。又据美国劳工部调查，加固改造业正在成为最受欢迎的行业之一。事实上，一个国家的基本建设大体可分为：大规模新建、新建与维修加固改造并重、以加固改造为主的三个阶段。我国的基建行业尽管受宏观调控政策的影响，新建与加固改造的投资比例呈波浪式变化，但从总体上看，正逐步走出第二阶段，建设部的科研规划也据此进行了相应的调整。据保守估计，我国现有的60多亿平方米房屋建筑面积中，40％以上需要分期分批的进行鉴定、改造和加固。而工程结构检测、鉴定是加固改造必要的数据基础，对了解建筑物现有的承载能力、老化损伤程度、安全性，加固改造的可行性以及成本控制起着关键作用。目前，混凝土的检测方法有：试件法，回弹法，钻芯法，超声法，超声回弹综合法，拔出法，雷达法，红外线无损检测法。这些方法又都各自存在一定的特点。现就以上几种检测方法进行比较。
1 试件法(specimen method)
试件法是施工时把拌制好的混凝土放入规定的试模内，然后按照规定的温度，湿度进行养生28d后，进行抗压试验。混凝土试件在一定程度上反映了混凝土实体的强度，也是混凝土进行质量评定的主要依据。试件检测法是一种最基本，最常用的混凝土检测方法，也是最直观，最经济的方法。
优点：通过试验可以直接了解试件的强度，如果这一试件的制作符合要求，且与构件同条件养护，那么试压的结果就可以代表构件的实际强度，这一结果是可信的。
缺点：如果混凝土试件制作马虎，不注意养护，则容易导致混凝土试件不合格，而实际上混凝土实体强度是满足要求的，从而带来不必要的麻烦。另一方面制作试件也不能弄虚作假，结果混凝土试件是合格了，但混凝土实体质量到底如何很难确定，容易造成工程质量隐患。混凝土的取样如果不是按规定的数量随机抽样，而是根据混凝土搅拌质量情况好坏，搅拌质量好时才取样，使得所取样本没有代表性，不能真实地反映工程质量。
试件本身质量的因素：试件尺寸的偏差，试件实际尺寸与公称尺寸相差较大;试件承压面与相邻面的垂直度；试验时的加荷速率的控制等。
2 回弹法(rebound method )
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。 回弹法只能测得混凝土表层的质量状况，内部情况却无法得知，这便限制了回弹法的应用范围，但由于回弹法操作简便，价格低廉，在工程上还是得到了广泛应用。
优点：使用简单，测试速度快和试验费用低。检测人员可以到一线随机取样，通过检测可以及时掌握真实地混凝土强度，强度的分布状态以及混凝土浇筑的整体水平，还可以避免施工单位弄虚作假，给试件的制作和养护“吃小灶”问题，同时检测人员还可以直观地看到混凝土的浇筑质量，从而获得混凝土质量真实而全部的技术指标。
缺点：与其他方法相比，其精度相对较差，且需借助一定的测强曲线，对有些特殊成型工艺或特殊部位混凝土则需借助专用的测强曲线才能检测。当混凝土表面与内部质量有明显差异，如遭受化学腐蚀，火灾，硬化期遭受冻伤等，则不能用此法检测。由于混凝土是非匀质的材料，它的硬度与水泥品种，骨料粗细，骨料粒径，配合比等有关，加之混凝土碳化的影响，使得在对混凝土强度进行检测时，要尽量针对各项影响因素来采取相应措施进行避免，这样才会给出准备的结果。
3 钻芯法(Core drilling method)
钻芯法的基本原理是在有代表性的混凝土结构上钻取芯样，做必要的整理加工后，进行抗压强度测定。凡龄期不少于14d，强度不低于10MPa的混凝土都可以采用。但由于取芯后对结构造成一定的损伤，因此对于安全性本已不足或受损伤的结构和构件，应征得设计方同意，方可采用该方法。
优点：钻芯法是一种直接可靠并能较好的反映混凝土实际情况的局部破损检测方法。对于无损检测方法很难准确测定的各种强度等级的混凝土，钻芯法可以比较准确地测定其强度。此外，从芯样也可以直观地观察到局部混凝土的内部情况，如骨料的分布，裂缝的大小等。
缺点：该方法的劳动强度大，同时对结构会造成局部损伤，检测费用高，费时长，取芯时结构物钢筋不能太密太多，有钢筋时无法进行钻芯。
4 超声法(ultrasonic method)
超声检测是混凝土无损检测技术中一项十分重要的检测方法，检测范围非常广泛，既可以检测混凝土的强度，又可以检测混凝土的裂缝，混凝土均匀性等。探测距离可以达到20m，是一种极具生命力的检测方法，而这是其他检测方法所无法做到的，所以该法在工程检测中得到了广泛的应用。
优点：因超声波穿透能力强，检测设备简单，操作方便，故特别适合于对混凝土的检测，尤其适合对大体积混凝土如大坝、桥墩、承台及混凝土灌注桩的检测。常规的超声波测法可检测混凝土内部的缺陷，
缺点：需要操作人员具有一定的工作经验，且检测精度也不够高，仅能得到某些测线上而非全断面的混凝土质量信息。
5 超聲回弹综合法(rebound method and ultrasonic method)
超声回弹综合法是指采用超声仪和回弹仪，在结构混凝土同一测区分别测量声时值和回弹值，然后利用已建立起来的测强公式推算该测区混凝土强度的一种方法。
优点：比单一回弹法和超声法能够减小混凝土龄期和含水率的影响，因此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强度。
缺点：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。
6 拔出法(Pull out test)
拔出法是将安装在混凝土体内的锚固件拔出，测定其极限抗拔力，然后根据预先建立的混凝土极限拔出力与其抗压强度之间的相关关系来测定混凝土强度的一种半破损（局部破损）检测方法。
优点：检验步骤简单及时，准确，直观，试验费用低廉，在混凝土控制中有很好的应用前景。
缺点：必须事先做好计划，不能像其他现场检测方法一样在混凝土硬化后随时进行。
7 雷达法(method of radio chart)
雷达法是用1GHz 及以上的電磁波，探测结构及构件混凝土中钢筋的位置、保护层的厚度以及孔洞、酥松层、裂缝等缺陷的一种无破损检测法。雷达法探测的依据不是材料的密度，而是电磁特性。电磁波从混凝土表面向内部发射，接收被测物体反射的信号，用图像显示并记录钢筋的分布状态、空洞等的位置和深度。
优点：速度快，探测精度高，可获得连续结果等特点，在水工混凝土质量检测中具有广泛的应用前景。
缺点：因对检测人员要求高，现场测试人员应与有经验的水工专业人员配合进行综合判断，以提高检测工作的准确性。
8 红外线无损检测法(Infrared nondestructive detection method)
红外线无损检测法是通过测量混凝土的热量及热流来判断其质量的一种方法。当混凝土内部存在某种缺陷时，将改变混凝土的热传导，使混凝土表面的温度场分布产生异常，用红外成像仪测出表示这种异常的热像图，由热像图中异常的特征可判断出混凝土缺陷的类型及位置特征等。
优点：白天、黑夜均可进行检测，精度较高、使用较方便，具有快速、直观、适合大面积扫测的无损检测方法，可用于检测混凝土遭受冻害或火灾等损伤的程度以及建筑物墙体的剥离、渗漏等。
缺点：必须事先做好计划，不能像其他现场检测方法一样在混凝土硬化后随时进行。
9 混凝土强度测试误差
目前采用的几种测强方法，测试误差及破损情况见表1
表1混凝土强度测试误差及破损情况
10 结语
1）每一种无损检测方法都是以混凝土介质某一物理量的变化为前提的。 实际工程检测中，宜使用两种或两种以上方法进行检测，即以两个或两个以上物理量的变化为依据，这样可使判断更为准确，且可以互相验证，提高检测的可靠性。
2）本文所述的各种无损检测方法中，超声法具有广阔的应用前景，应大力开展这方面的研究工作。
3）以往的混凝土无损检测主要集中在强度检测及缺陷探测两方面，应进一步开拓新的检测内容，如混凝土耐久性预测、已建混凝土结构的损伤程度检测等。
4）除本文所述无损检测方法外，尚有检测混凝土钢筋位置及保护层厚度的磁测法，检测混凝土强度的射针法及贯入法等。 随着科学技术的快速发展，尤其工业无损检测 、医学检测 等领域的检测方法向本学科的渗透，必将会有新的检测方法出现，这将进一步推进混凝土无损检测的快速发展。
5）混凝土无损检测方法甚多，判断一种方法的优劣应主要看其检测效果，其次应考虑是否容易实现。 今后应着重于如何提高检测精度方面的研究，开发出经济、实用、快速、精确的混凝土无损检测方法，以满足工程需要。