混凝土抗压强度的检测方法

刘晓凤 白小灵

摘要：混凝土作为当前最为重要的建筑材料之一，其强度对于建筑物质量有着非常重要的意义，因此人们对该项参数展开了大量的研究。相应的研究方法也在不断改进，从宏观到微观，从实操到模拟。本文对混凝土抗压强度的测试方法进行了全面的叙述，希望通过本文可以为相关工作提供一些参考。

关键词：混凝土;抗压强度;检测方法;分析

引言：

混凝土本身所具有的抗压强度对于整个结构工程设计工作而言有着非常重要的意义，是其不可或缺的重要参数之一。由于混凝土构造较为复杂，属于一种多相多缺陷的非融资材料，其在后续凝固中所产生的空隙以及裂缝会对抗压强度产生极大的影响。而水灰比则是决定混凝土材料强度的重要因素，因此对于一种坚固耐用的混凝土有必要为其设置合理的水灰比。这些参数对于后期强度检测工作有着非常重要的意义，在进行抗压检测时需要对这些参数进行有效分析。很多主流的检测方法都可以对这些内容进行有效测定。

1混凝土抗压强度无损检测方法

1.1回弹法及超声波法

所谓的回弹法实际上指的是相关工作人员在施工现场对混凝土的表面硬度进行测量，相应的数值测量完成之后，通过一定的公式对其抗压强度进行合理推断。这种方法由于在使用及应用中所具有的一系列优势成为了混凝土抗压强度现场检测工作正式进行中最为常用的一种方法。回弹法实际上是一种表面硬度法，工作原理较为简单。将回弹仪垂直于混凝土被测表面，使用弹簧来对重锤进行有效驱动，并且通过弹力感弹击混凝土表面读取回弹高度。具体如图1所示。

但是回弹法在实际应用中所具有的缺陷也非常明显。首先，精度低。对回弹仪准确性造成影响的因素有很多，例如操作方法、仪器性能等等;其次，回弹仪在实际应用中并不适合于一些表层以及内部质量有差异的混凝土抗压强度检测工作。一般来说，对于一些内部存在缺陷的混凝土要使用超声波法来对其强度进行有效监测。在对混凝土抗压强度进行检测中，超声波法是一项非常重要的无损检测方法技术，在实际应用中也是当前唯一和材料的力学性能直接挂钩的测试方法。由于超声波在不同物质中的实际传播速度有着很大的区别，因此超声波测试结果和混凝土强度之间表现出来的并不是简单的线性关系。当前对超声波法测得的最终数据一般通过Matlab软件对其进行回归分析，进一步建立起混凝土抗压强度的超声波反射模型。

1.2超声波回弹综合法

超声波回弹综合法将回弹法以及超声波两者的优势进行了有效地结合，同时利用混凝土表面强硬度以及超声波在混凝土中的传播速度两项参数来对其抗压强度进行有效测量。这种方式可以全面提高参数的准确性。

2混凝土抗压强度微观检测法

混凝土在凝固之后所表现出来的实际强度和其具体的微观结构有着非常密切的联系。经过多年的发展，当前在对混凝土微观结构进行观察时可选择的技术已经有了很多类型，例如傅立叶红外光谱技术（FTIR）、扫描电镜技术（SEM）以及核磁共振技术（NMR）等等。具体如图2所示。

FTIR技术在实际应用中可以对混凝土内部的化学官能团进行全面研究，对其化学键的分布情况進行仔细辨别;SEM技术可以对混凝土内部各个界面以及水化产物的微观结构进行全面观察，从而定性得到混凝土的抗压强度;NMR技术最早应用于石油勘探领域，后来在其他领域飞速发展。上述提到的几类微观技术由于其在实际应用中所表现出来的一系列特点，为了保险起见研究人员通常将以上几种技术综合起来进行应用。例如，有学者在对风沙混凝土所表现出来的力学性能进行研究的时，为了保障最终结果的准确性同时使用了FTIR、NMR、SEM三种技术，然后结合压力测试以来对其抗压强度进行综合测量。通过这样的方式可以更加准确的得到风沙混凝土的力学性能。

我国地大物博，幅员宽广，南北地区温度差异相对较大。为了满足人们的居住需求，采取一系列有效的方式方法对低温下混凝土的抗压等强度进行有效研究对于我国经济的发展有着非常重要的意义。有学者为了对低温混凝土抗压强度进行有效研究，使用了SEM技术对处于零下20摄氏度到0℃的混凝土抗压强度进行了全面的研究，并且根据实际测量需求得到了温度与混凝土抗压强度之间关系模型实验。最终发现随着温度的不断降低，混凝土抗压强度呈现逐渐增大的趋势。而从SEM技术使用的最终结果来看，之所以会产生这样的现象最根本的原因是由于当混凝土周边温度越低时，完整而致密的冰进一步降低了混凝土本身所具有的空孔隙率所导致的。

3混凝土抗压强度的模型预测方法

通过各种不同特性的仪器对混凝土所表现出来的抗压强度进行检测时，为了保证最终结果的有效性需要对不同处于不同龄期的混凝土进行多组平衡试验来对最终的参数值进行有效确认。整个实验过程不但会耗费实验人员大量的时间以及精力，而且在实际使用的过程当中最终所得到的实验结果会受到周边环境的影响。因此为了有效降低实验难度，近些年来有关于模拟预测混凝土抗压强度的研究变得越来越多。由于混凝土本身所成分所具有的复杂性，在对其强度进行监测时相应的不确定性也比较多。有学者基于混凝土的实际成分采用了一种新的集成计算技术，并且将该种技术和其他方法所得到的最终结果进行了详细的对比，最终发现该方法在最终预测准确度上的优势较为明显，更为符合实验室的试验结果。

为了全面克服制备混凝土中抗压强度对不同参数的依赖性，有学者使用了machine learning （ML） 技术来对实验的最终结果进行有效预测。在实际实验中，研究人员将终端学习机和一种称为灰狼优化器的元启发式算法进行密切结合，并且最终提出了一种全新的混合模型来对混凝土所表现出来的抗压强度进行有效预测。通过大量实验最终发现该方法可以使模型的表征性能得到全面提高。

4结束语

本文对混凝土抗压强度的几种检测方法进行了全面研究。这几种方式各有其优势，研究人员要根据自身实际需求进行合理选择。

参考文献

[1]吴汝莉.蒸压加气混凝土砌块抗压强度试验方法的研究（四）[J].建材发展导向，2021，19（08）：3-6.

新疆建筑科学研究院

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