建筑混凝土现场施工强度检测技术研究

杨子强

（广州市市政工程试验检测有限公司，广东 广州 511300）

0 引言

一直以来，混凝土都是我国现代建筑施工的常用材料，与建筑工程的实际质量息息相关。近年来，随着建筑行业欣欣向荣，一些不良企业为了追求更大的经济利益，在物料的使用上以次充好，降低施工成本，导致建筑工程的质量与预期目标相差甚远。因此，对建筑混凝土现场施工强度检测技术的研究是必要的。

1 建筑混凝土现场施工强度检测的价值意义

建筑行业的发展不仅关系着人民的生活水平，而且对我国城市化建设以及国民经济发展方面具有直接影响。在建筑工程的施工过程中，只有严格按照相应的施工标准和施工规范进行施工才能最大限度的保障建筑工程质量，避免在工程竣工之后出现因施工技术不符合施工标准而出现的质量问题，对人民的财产和人身安全埋下安全隐患。建筑混凝土现场施工是建筑工程众多施工流程中的一项重要任务，尤其是混凝土物料的强度是否达到建筑施工要求，对建筑工程的最终质量产生较大的影响。因此，为了保障混凝土的强度指标符合建筑规范、进一步确保建筑工程的施工质量，施工人员及时采取科学有效的混凝土强度检测技术可以对混凝土的强度进行检测，从而确认混凝土物料是否符合建筑标准，对于保障建设工程的整体质量具有着一定的价值意义。

2 建筑混凝土现场施工强度的几种检测技术

2.1 回弹法

施工人员利用回弹法对建筑混凝土现场施工强度进行检测的原理是通过对混凝土表层硬度的测量从而对混凝土所具备的抗压强度进行预估推算。这种方法的合理性在于建筑施工所用的混凝土外在表层硬度与抗压程度之间具有一定的关联性，回弹法的运用可以实现对混凝土回弹值进行测量，从而帮助施工人员认知混凝土的表层硬度，为抗压强度的预估做好铺垫。如果混凝土具有较强的可塑性，就会造成混凝土能够吸收更多的击弹在混凝土表面的能量，降低反弹的能量，从而回弹值的数值就会相应的下降，此时混凝土的强度与回弹值之间呈现正比例关系[1]。目前我国建筑工程在利用回弹法对混凝土强度进行测量时普遍采用中性回弹仪进行数据采集。

利用回弹法虽然能够对混凝土的强度进行检测，但是在测试结果上如果不重视混凝土测量的影响因素，如混凝土等级、龄期、养护条件等，很容易导致测量误差的出现，使混凝土测量的最终结果失真。例如在利用回弹法进行混凝土强度测量的实验中，研究人员选用了C25 和C30 两种等级的混凝土，并对两种混凝土采用相同的养护条件，然后分别在养护之后的7d、14d、28d、60d 和90d 的龄期来检验混凝土强度测量的准确性，具体的检测数据如图1 所示。根据检测数据图的数值结果来看，两种混凝土的标准值与回弹值之差都在可控的范围之内。另外，在养护刚开始一直到第14d，两种混凝土的标准值与回弹值之间存在着一定的差距，但是随着养护天数的推延，这种差距在不断的缩小。从数据上来看，施工人员想要利用回弹法对建筑混凝土现场施工强度进行检测需要等到龄期推延到第28d 之后，混凝土表面的硬度层完全成型，才可以得到较为精准的强度数值。

图1 检测数据

2.2 钻芯法

2.2.1 钻芯法的适用条件

在建筑混凝土现场施工强度监测过程中，使用钻芯法进行混凝土强度测量的方式是要对芯样的试压强度数值进行获取，进而确定混凝土内部结构抗压强度。钻芯法检测技术与回弹法具有较大的差异，这种方式并不受龄期的影响，而且操作简单便捷，检测效率较高，钻芯法取样如图2 所示。在实际的混凝土检测过程中，当以回弹法为代表的多种检测方式对混凝土区域进行检测时常受到外在因素的影响造成数据存在误差时，可以利用钻芯法对混凝土强度进行检测，以减少数据误差的出现。另外，如果对一些曾遭受到火灾、化学侵蚀等建筑主体的混凝土进行强度检测时，不建议使用大面积的检测手段，而采用钻芯法技术进行微取样，通过多次测试来获取建筑整体的混凝土质量。

图2 钻芯法取样

2.2.2 钻芯法的应用要点

（1）钻芯法准备阶段。

施工人员在安装钻心机底座时，应该将钻芯机的底座放置在构件的表面，之后再利用膨胀螺丝对底座的稳定性进行加固处理，防止底座与构件的表面之间留有缝隙[2]。这样的布置可以避免钻芯机投入检测工作的使用时发生取样不规范的现象，导致后续的检测结果数据存在失真情况，从而造成利用钻芯法检测混凝土强度的数据信息与真实的混凝土数据之间存在较大的误差。

（2）钻芯法进行阶段。

当施工人员正式利用钻芯法进行混凝土取样时，要格外注意对冷却水水流强度的控制，最好维持在3L/min 的流量之内，此时的水流量可以更加充分地对混凝土取样时产生的碎屑进行清洗，确保钻芯机在工作过程中不会遇到阻碍现象。值得注意的一点是如果发生冷却水的流量无法达到规定的流量需求时，施工人员要注意减缓取样钻进的速度，如果钻进的速度依旧保持原有的速率，但是冷却水对碎屑的清洗效果减弱，很容易造成由于碎屑清洗不净而导致碎屑黏着在负责钻进的钻头上，不可避免地对钻芯机造成损伤。当利用钻芯机成功完成取样工作之后，需要按照采集时由上到下的排列顺序，将采集到的芯样样本放置在芯样存储箱内部，并注明芯样的块号信息。在钻芯结束之后，需要施工人员对工程信息进行记录，如孔深、孔号、混凝土桩长等基本信息数据。以对现场拍照或视频、笔记等方式完成钻芯机取样工作的第一手采集资料。

2.3 超声波技术

利用超声波技术对建筑混凝土施工现场强度进行检测能够对混凝土的强度完成数据采集，并且不会改变和破坏混凝土物料原本的物理性质[3]。其工作原理是利用超声波发射穿过混凝土物料之后返回所需要的时间，从而完成对超声波脉冲速度的测量。在测量方式上，施工人员可以利用直接法来实现对超声波脉冲速度的测量。该方法涉及三个主体，分别是混凝土试件、超声波脉冲发生器和示波器，通过这三个主体构成的超声波系统，不仅能够产生测量混凝土强度所需要的超声波而且能够对超声波穿过混凝土试件整体所需要的时间。系统的工作流程依次是，先由超声波脉冲发生器产生脉冲信号，脉冲信号可以使超声波换能器产生可以穿过混凝土试件的超声波，再由示波器显示产生的信号。接收器的接收信号功能可以在超声波达到混凝土试件末端时完成对超声波的采集，再将采集到的超声波进行转化，生成电信号，施工人员可以通过示波器来完成对信号的掌握。为了验证利用超声波技术可以对建筑混凝土现场施工强度进行检测，研究人员分别制作了15MPa、25MPa 和35MPa 的混凝土试件，来对超声波脉冲速度对混凝土强度检测的准确性，测量结果如表1 所示。

表1 混凝土试件的飞行时间与超声波脉冲速度数据

通过试验数据结果证明，超声波脉冲速度与混凝土的抗压强度之间存在关联特征，这也验证了在建筑混凝土现场施工中可以利用超声波技术来对混凝土强度进行检测。在15MPa 抗压强度的混凝土试件中，超声波脉冲速度较低、25MPa 抗压强度的混凝土试件中，超声波脉冲速度居中，在35MPa 抗压强度的试件中，超声波脉冲速度较高。由此观之，超声波脉冲速度会随着混凝土试件的抗压强度提升而提升，所以利用超声波技术可以对混凝土试件的强度进行检测，帮助施工人员了解施工现场混凝土的强度数值。

2.4 后锚固法

后锚固法在建筑混凝土现场施工强度检测过程中具有一定的技术优势。首先是对混凝土检测部位的损伤程度较小。一般来说，施工现场利用后锚固法进行混凝土强度的检测仅仅需要45mm 左右的钻孔深度即可，锚固件的长度在40mm 上下，需要锚固的深度刚刚达到30mm。在这样的检测条件下，后锚固法对混凝土的破坏性极其渺小。其次，检测数据更为精准。在混凝土等级、龄期、养护条件等因素相同的混凝土试件下，利用回弹法和后锚固法进行比较的话，后锚固法产生的回归曲线更高，这也就意味着后锚固法的检测精度更高更具有可信性。最后，后锚固法的适用范围比较广泛[4]。但是利用后锚固法进行混凝土的强度监测，所需的步骤较为复杂，这就使得后锚固法虽然在精度上有一定的优势，但是在实际应用过程中由于涉及的步骤过于冗杂，效率较低、检测的时间也普遍更长，所以在常规条件下的混凝土检测中，该方式的使用频率没有前几种检测技术的使用频率高。

3 提升混凝土强度现场施工检测效率的建议

3.1 制定检测计划

随着国家对建筑工程建设施工的关注程度以及人们对建筑质量的要求愈发提升，施工单位对混凝土强度的检测力度也逐渐得到了强化，开始重视各项混凝土强度检测技术在施工现场的使用。为了在保证混凝土检测数据准确的前提下不影响工程的施工进度，施工单位应该对混凝土强度的检测制定一项具有可行性的计划。一方面，施工人员不能街道混凝土强度检测的任务就盲目利用检测方法开展检测工作，这样的检测行为不仅平白浪费时间和精力，而且最终得出的检测结果与实际数据可能存在着较大偏差，因此，施工人员要充分结合本工程的具体概况，选择适配的混凝土强度监测技术。另一方面，在进行检测工作之前，施工人员要具体考察工程内部对混凝土检测能够产生影响的多种因素，并预估检测计划是否具备可行性，如果在某些层面存在阻碍检测技术应用的问题，施工人员要对其加以解决，为检测技术的正常运用铺路。

3.2 多种检测技术联合使用

通过上文对混凝土强度监测技术的分析研究来看，虽然四种检测技术在宏观上存在着条件差异性，但不得不承认的是在细节方面，几种技术还存在着一定的互联互通的特性。因此，如果施工人员想要对混凝土的强度进行检测，就可以针对混凝土施工的实际情况，来采取多种检测技术来实现对混凝土强度的检测，不必拘泥于一种技术的使用情况。另外，施工人员在利用多种检测技术时，应注意技术层面的优势互补，回弹法与超声波技术相结合形成的超声回弹法就是最好的例子。

3.3 分批次完成对施工现场混凝土强度的检测

现阶段，不少混凝土工程在进行混凝土施工时普遍采用泵送的形式[5]。所以，在配合比、原材料和振捣等条件相同的情况下，养护工作就成为对混凝土强度产生影响的一项决定性因素。有鉴于此，在现行的混凝土强度检测的评判标准对混凝土的类别进行了划分，即同一批验收的混凝土建筑施工工程要由配合比、生产工艺技术、龄期以及混凝土的强度都相同的混凝土物料来构建完成。对于因养护条件不同而造成混凝土出现较大离散的情况，不应该将其作为单一的整体进行质量评估，缺乏一定的科学性，在很大程度上会将该混凝土施工工程判定为不达标状况。所以，在混凝土施工项目的划分过程中，相关检测人员要注意分类的重要性，以分批次进行检测的方式来实现对不同类别混凝土施工工程的强度检测，以保障检测的准确性和可靠性。

4 结语

综上所述，施工人员在对建筑混凝土现场施工强度进行检测时应当注意各项检测技术的基本特征和原理，针对不同的混凝土施工工况合理运用检测技术，以保障检测结果的标准性。同时，要注意提前制定检测计划、多种技术的联合使用、分批次检测等方式来提高混凝土建筑施工强度的效率和质量。