陳宇

（福建晉建工程質(zhì)量檢測有限公司，福建 福州 350018）

0 引言

高強混凝土強度檢測在建筑工程質(zhì)量驗收中是不可或缺的重要組成部分。對高強混凝土強度的檢測以往僅采用鉆芯法進行檢測，但因該方法對結(jié)構(gòu)實體具有較強的破壞性，其適用性存在較大限制。隨著建筑工程行業(yè)的不斷發(fā)展，各項施工技術(shù)逐漸趨于完善，而關(guān)于高強混凝土檢測制定了相應(yīng)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，并提出了回彈法檢測技術(shù)。但由于此技術(shù)是一種新型檢測技術(shù)，其適用性、準(zhǔn)確性均有待驗證。為此，本文結(jié)合實際工程案例，針對高強混凝土強度檢測技術(shù)分別從重型回彈儀與中型回彈儀、回彈法檢測與試塊抗壓強度、實體回彈法與鉆芯法強度三方面進行對比試驗。

1 高強混凝土強度檢測現(xiàn)狀

高強混凝土主要是指以水泥、砂、石、粉煤灰、礦渣、礦粉及高效外加劑等物質(zhì)，采用傳統(tǒng)方式制備的高等級混凝土，其強度等級為C50～C80[1]。我國關(guān)于高強度混凝土性能的研究起步較早，至今已經(jīng)歷二十余載。為實現(xiàn)高強混凝土在我國建筑領(lǐng)域的科學(xué)應(yīng)用，并最大限度保證其技術(shù)先進、經(jīng)濟合理、性能優(yōu)良，在上世紀(jì)90年代末我國頒布的《高強混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》（CECS 104∶1999），明確了高強混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計與施工標(biāo)準(zhǔn)[2]。現(xiàn)階段，我國的高強混凝土發(fā)展已相當(dāng)成熟，具有強度高、體積小、質(zhì)量輕等諸多優(yōu)點，在工民建等領(lǐng)域應(yīng)用較為廣泛。

高強混凝土強度檢測技術(shù)發(fā)展較為緩慢，長期以來始終采用傳統(tǒng)的檢測方式，通過混凝土試塊強度表示結(jié)構(gòu)實體強度。而在進行實體強度檢測時，通常采用鉆心法進行檢測，其破壞性較強，不適合大規(guī)模應(yīng)用[3]。鑒于此種狀況，部分地區(qū)結(jié)合當(dāng)?shù)貙嶋H情況，制定了區(qū)域性高強混凝土檢測技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，如山東、陜西等，相繼建立了地方標(biāo)準(zhǔn)。而北京、上海等地始終未制定相應(yīng)的檢測標(biāo)準(zhǔn)，對高強混凝土結(jié)構(gòu)檢測帶來較大困難。直至2013年5月，國家住房城鄉(xiāng)建設(shè)部頒布了《高強混凝土強度檢測技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》（JGJ/T 294—2013），有效解決了上述問題[4]。

2 強度檢測常用的方法與設(shè)備

目前，常用的高強度混凝土檢測方式包括鉆芯法、回彈法兩種，其中鉆芯法主要利用鉆芯設(shè)備對實體結(jié)構(gòu)實施鉆芯取樣，然后對芯樣實施修整、打磨、養(yǎng)護，并利用壓力機對芯樣進行抗壓強度檢測，從而獲得實體結(jié)構(gòu)混凝土強度[5]。需要特別強調(diào)，選用的鉆芯設(shè)備，其相關(guān)性能應(yīng)滿足《鉆芯取樣檢測混凝土強度技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》的基本規(guī)定。

回彈法檢測儀器主要有中型回彈儀和重型回彈儀兩種類型。其中中型回彈儀標(biāo)準(zhǔn)動能為2.207J，主要應(yīng)用于強度等級為10～60MPa的常規(guī)混凝土檢測[6-7]。而重型回彈儀標(biāo)準(zhǔn)動能包括4.5J、5.5J兩類，其主要應(yīng)用于強度等級為50～100MPa的高等級混凝土強度檢測。實際檢測前，需對儀器進行科學(xué)檢定，確保其性能指標(biāo)滿足《回彈儀》（GB/T9138—2015）相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)[8]。

3 高強混凝土強度檢測技術(shù)要點

3.1 檢測標(biāo)準(zhǔn)的選用原則

高強度混凝土強度檢測時，其設(shè)計強度通常不低于C50，但在實際應(yīng)用中,因原材料、施工環(huán)境、施工工藝等各方面因素影響，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)混凝土強度高低不一，有些部位強度顯著高于50MPa，而有些部位則低于50MPa[9]。因此，回彈儀類型選擇及檢測標(biāo)準(zhǔn)的確定是檢測工作中面臨的主要難題。

確定檢測標(biāo)準(zhǔn)前，應(yīng)先采用中型回彈儀提前檢測幾個部位，若多數(shù)檢測數(shù)據(jù)高于47MPa，則證明實體混凝土強度較高，應(yīng)選用重型回彈儀及相應(yīng)的檢測標(biāo)準(zhǔn)實施檢測。若大多數(shù)檢測數(shù)據(jù)未超過47MPa，則證明實體混凝土強度不足，此時應(yīng)選用中型回彈儀及相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)實施檢測。而實際檢測時，通常當(dāng)結(jié)構(gòu)混凝土設(shè)計強度高于C50時，便直接采用重型回彈儀檢測。此種方式對于強度超過50MPa的高強混凝土而言，固然可行；但當(dāng)混凝土存在質(zhì)量缺陷，其強度不足50MPa時，檢測結(jié)果便會存在不確定性，等同于利用重型回彈儀檢測標(biāo)準(zhǔn)去評定低等級混凝土質(zhì)量，檢測結(jié)果偏差較大、準(zhǔn)確性較低，極易對工程實體帶來重大質(zhì)量安全隱患[10]。

3.2 儀器設(shè)備的選擇

針對存在的爭議和質(zhì)量缺陷，以及為司法鑒定提供證據(jù)的質(zhì)量檢測，通常以鉆芯法檢測結(jié)果為準(zhǔn)，通過鉆芯機進行取樣，并按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)對芯樣處理合格后，再利用壓力機進行抗壓強度檢測，并出具檢測報告。

針對常規(guī)混凝土強度檢測，推薦選用回彈法實施檢測。實際檢測時，相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中涉及兩種形式的重型回彈儀，其標(biāo)準(zhǔn)動能分別為4.5J、5.5J，應(yīng)結(jié)合具體情況進行選用。

3.3 檢測結(jié)果的精度

鉆芯法與回彈法相比其檢測結(jié)果更加精確，通常將其作為建筑工程結(jié)構(gòu)實體強度的主要指標(biāo)。當(dāng)對回彈數(shù)據(jù)不認(rèn)可時，可通過此方法進行驗證。

4.5 J和5.5J回彈儀強度檢測范圍分別為10～110MPa和60～80MPa；而中型回彈儀（2.207J）適用檢測范圍為20～60MPa，其準(zhǔn)確性較高。

4 工程實例對比分析

本文針對高強混凝土強度檢測技術(shù)，分別從重型回彈儀與中型回彈儀、回彈法檢測與試塊抗壓強度、實體回彈法與鉆芯法強度三方面對比試驗進行分析，其具體內(nèi)容如下。

4.1 結(jié)構(gòu)實體中型與重型回彈儀對比

本試驗采用ZBL—S220型數(shù)顯式中型回彈儀，重型回彈儀選用5.5J的ZC—1型回彈儀。結(jié)構(gòu)實體構(gòu)件由兩個不同項目隨機選取3個，設(shè)計強度C50，澆筑方式為泵送，采用商品混凝土泵送澆筑，澆筑完成后采用灑水方式進行養(yǎng)護，齡期約90d，兩種回彈儀檢測強度換算結(jié)果如圖1所示。

圖1 中型與重型回彈儀換算強度對比圖

通過圖1能夠看出，高強度混凝土實體強度檢測時，重型回彈儀與中型回彈儀檢測結(jié)果呈現(xiàn)相同的變化趨勢。而采用中型回彈儀測得的結(jié)構(gòu)實體強度相對較小，與重型回彈儀檢測結(jié)果相比均值下降約12MPa。

4.2 混凝土試塊回彈法檢測與抗壓強度試驗對比

本試驗回彈儀選用標(biāo)定動能為5.5J的ZC—1型回彈儀與壓力機實施對比分析。試件采用規(guī)格為150mm×150mm×150mm標(biāo)準(zhǔn)混凝土試塊，標(biāo)養(yǎng)28d，共27組（每組3塊）。檢測時，先用壓力機對試塊施加100kN壓力，再用重型回彈儀檢測，然后實施抗壓強度檢測。其具體檢測數(shù)據(jù)及差值分布結(jié)果分別如圖2、圖3所示。

圖2 試塊抗壓強度和回彈換算強度數(shù)據(jù)對比圖

圖3 試塊抗壓強度與回彈換算強度差值結(jié)果統(tǒng)計圖

通過圖2、圖3可看出，重型回彈儀回彈數(shù)據(jù)與壓力機試驗測得的抗壓強度數(shù)據(jù)基本相同。其中81個試塊中，有59個試塊差值處于±7MPa范圍內(nèi)，占總體的73%；有7個試塊差值超過10MPa，占總體的9%；有1個試塊回彈值高于抗壓強度24.7MPa，可能是由于試塊局部存在質(zhì)量缺陷所致。

此試驗充分表明：重型回彈儀適用于試塊強度檢測，且檢測結(jié)果較為準(zhǔn)確。其根本原因是由于回彈法測強曲線繪制時，采用的試驗方式也是試塊回彈與抗壓強度對比，與此次試驗極為相似，因此得到的結(jié)論也極為接近，數(shù)據(jù)較為準(zhǔn)確。

4.3 結(jié)構(gòu)實體回彈法與鉆芯法對比試驗

本試驗重型回彈儀選用標(biāo)準(zhǔn)動能為5.5J的ZC—1型回彈儀，并通過鉆芯法進一步驗證檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性。結(jié)構(gòu)實體混凝土設(shè)計強度C50，采用商品混凝土泵送澆筑，澆筑完成后采用灑水方式進行養(yǎng)護，齡期約180d。

進行結(jié)構(gòu)實體檢測時，在預(yù)先選定的12個檢測部位，先采用重型回彈儀檢測，然后再通過鉆芯設(shè)備鉆取芯樣，經(jīng)打磨處理合格后，采用壓力機進行抗壓強度檢測。其回彈強度與鉆芯取樣強度檢測結(jié)果如圖4所示。

圖4 回彈強度與對應(yīng)芯樣強度結(jié)果對比圖

通過圖4能夠看出：

（1）通過重型回彈儀測得的實體結(jié)構(gòu)強度較高，鉆芯法測得的強度較低，二者相差約10MPa；

（2）12個檢測部位有3個試件抗壓強度較低，與回彈值相差約18MPa，通過綜合分析后認(rèn)為可能是由于鉆芯干擾較大，導(dǎo)致芯樣產(chǎn)生了破壞，除去偏差較大的3個芯樣后，重型回彈檢測結(jié)果與抗壓強度平均差值未超過7MPa；

（3）本試驗檢測結(jié)果分析，與圖3的統(tǒng)計結(jié)果極為相似。充分表明采用回彈法進行實體結(jié)構(gòu)強度檢測，其檢測結(jié)果也是準(zhǔn)確的，此方法能夠應(yīng)用于高強混凝土強度檢測。

5 結(jié)束語

綜上所述，現(xiàn)階段，建筑工程混凝土強度檢測主要采用回彈法、鉆芯法兩種手段，本文對高強混凝土強度檢測技術(shù)的探究得出以下結(jié)論：

（1）采用回彈法對結(jié)構(gòu)實體混凝土實施檢測，其檢測結(jié)果較為準(zhǔn)確，可以作為實體結(jié)構(gòu)強度判定依據(jù)。在進行結(jié)構(gòu)實體混凝土強度檢測時，重型回彈儀檢測結(jié)果與抗壓強度變化趨勢基本相同，但實際結(jié)果存在一定偏差，且偏差總體處于7MPa范圍內(nèi)。為最大限度確保檢測準(zhǔn)確性，可在實際檢測時，先通過回彈法進行初步檢測，然后通過鉆芯法對回彈結(jié)果實施修正。

（2）中型回彈儀測得的實體強度值較小，且存在測強曲線無法適用的狀況。因此，當(dāng)檢測構(gòu)件強度大于55MPa（回彈值超過47）時，應(yīng)優(yōu)先選擇重型回彈儀。

（3）通過對高強混凝土檢測技術(shù)的綜合探討，得出回彈法檢測精度符合其技術(shù)檢測標(biāo)準(zhǔn)及偏差要求。但因各方面因素制約，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)實體檢測數(shù)據(jù)不足，其檢測結(jié)果存在不確定性，仍需進一步驗證。需特別強調(diào)，本文研究數(shù)據(jù)僅針對北京地區(qū)，其結(jié)果存在一定的局限性，無法大規(guī)模推廣，但本文采用的研究方法可供其他地區(qū)借鑒。