浅析混凝土的几种强度检测方法
来源:用户上传
作者:
摘要：混凝土产生历史悠久、应用广泛,而且随着现代建筑行业的飞速发展,混凝土体现出的耐用性、广泛性和经济性是其他材料无法比拟的，因此混凝土成为一种重要的工程材料。由于其突出的优越性，在被广泛使用的同时，人们对它的安全性、强度提出了更高的要求，随之发展了多种混凝土的强度监测方法，比如说无损检测法包括：回弹法和超声法等；还有半破损法包括：钻芯法、拔出法和射钉法等；另外就是一些综合类的方法，它集成了上述的几种方法，具有更大的优越性和先进性。下面我就谈谈混凝土的一些强度检测方法。
关键词：混凝土；强度检测
超声检测法检测混凝土的强度
在1949年的时候,来自加拿大的切斯曼( Cheesman )、莱斯利( Leslide )和英国的加特费尔德( Gatfield)和琼斯（Jones）首先在结构混凝土中应用了超声脉冲检测技术，开创了超声检测新领域。从此，超声检测成为混凝土检测技术的一个重要方面。现在世界上的许多国家和国际上与混凝土相关的学术团体都制定了混凝土超声检测的规范、规程和标准。上世纪五十年代我国也开始了有关超声检测技术的研究，并且于六十年代在工程检测中普遍采用了这种技术。目前,随着超声波检测技术的理论研究不断深入和应用范围不断扩大，混泥土超声检测技术也取得了飞速发展。
1.1 利用超声检测法检测混凝土强度的基本原理
超声脉冲波由发射换能器以一定重复频率间断地发射，这种波简称为超声波。超声波检测法就是根据超声脉冲在混凝土中的传播规律和混凝土的强度之间存在一定的数值关系的原理，利用这种关系，可以通过超声波测定的数据推算出混凝土的强度。
超声检测的原理是：发射换能器通过超声仪产生的高压电脉冲的激励得到高频声脉冲，声脉冲进入混凝土介质中，通过混凝土传出的声信号由接受换能器接受，可以测出超声脉冲波在混凝土中的传播时间和传播距离，经过计算可以得出超声波在混凝土中的传播速度。传播速度就可以很直观的反映混凝土的密实度。混凝土的强度和它的密实度存在相互关系。声波在密实的混凝土中传播速度快，传播时间短，反映出的结果是混凝土的强度高；相反，声波在疏松的混凝土中的传播速度慢，传播时间长，反映出的结果是混凝土的强度低。因此可以根据声波在混凝土中的传播时间推定混凝土的强度。
1.2 超声波在混凝土中的传播特点
由于混凝土内部结构独特，因此超声波在它内部传播具有自己独特的传播特点：
在混凝土中传播的超声波具有较差的指向性。
在混凝土中传播的超声波衰减性大。
在混凝土中，存在入射声波（属于一次声波）和折射波、反射波及波型转换后的横波（属于二次声波）。因此接受到是一次声波和二次声波的叠加声波。
在混凝土中传播的超声波波型由于界面反射和折射而曲折，所以混凝土中存在较大的缺陷时，超声波不能以直线传播。
1.3 影响超声波测定混凝土强度的一些因素
1.3.1 不同的材料和配合比的影响
不同种类的水泥对超声波的传播影响不同。在混凝土的早龄期，不同水泥强度的发展规律不同，有的早期强度高，有的后期强度高。
矿物细掺料的影响。现在对混凝土有高强度和高性能的要求，而通过掺加矿物细料可以提高混凝土的强度和性能。比如掺加硅灰，研究表明，由于硅灰颗粒细小，具有很高的分散性，可以提高浆体硬化后的密实度，提高超声波的声速。
粗骨料的含量和品种影响。碎石表面粗糙，利于骨料和水泥石的粘结，所以有着比卵石高的强度。
砂率的影响。实验表明，合理的砂率，可以提高混凝土的粘结性，从而提高他的密实度。
配合比的影响。混凝土中各种材料不同的配合比对超声波在其内部的传播速度有很大的影响。合理的配合比，可以提高超声波在混凝土中的传播速度。
上述提到的影响超声速测定混凝土的因素属于内部因素，除此之外，还存在一些外部因素，比如期龄的影响、养护方法的影响及温度和含水率的影响等。
二．回弹法检测混凝土的强度
混凝土的抗压强度和它的表面硬度存在数值关系，利用这个原理建立起的检测混凝土强度的方法称为回弹法。由于回弹法的检测仪器存在精度高，灵活轻便、抽取子样的代表性强和检测方法统一等优点，被广泛应用于混凝土强度检测和其他工程检测上。
2.1 回弹法的检测原理
回弹法测量时，利用具有一定初动能的重锤弹击混凝土表面，当重锤被弹回到最高点后，它具有的初始动能被重新分配：一部分被混凝土吸收，剩下的被重锤重新吸收，而被重锤重吸收能量的多少取决于混凝土的强度。如果混凝土的强度高，则它的表面硬度大，当被重锤弹击的时候，混凝土表面的塑性变形小，混凝土吸收的能量少，由于能力守恒定理，被重锤重新吸收的能力就多；反之，如果混凝土的强度低，则它的表面硬度小，当被重锤弹击的时候，混凝土表面的塑性变形大，混凝土吸收的能量多，同时被重锤重新吸收的能力就少。混凝土回弹仪就是根据上述原理制造的混凝土强度检测仪器。重锤的回弹值就是混凝土回弹仪测得的读数，回弹值的大小由重锤重新吸收能量的多少决定的，并由回弹仪上控制回弹的弹簧指示，指示的数值通过指针显示在刻度盘上，根据读到的数值就可以测得混凝土的表面硬度，也就知道了混凝土的强度。
2.2 影响回弹法检测混凝土的强度因素
其实很多因素都可以影响到回弹法检测混凝土强度，其中影响最显著的是混凝土的碳化，尤其是对旧建筑物进行检测时，混凝土碳化的影响是必须考虑的，如果不加修正的从回弹仪上读取的数值推算混凝土强度，所得值可能是实际值的2-3倍。除此以外，影响回弹法检测混凝土强度的因素还包括：水泥的品种及用量、测量构建的表面温度和混凝土的含水量等。
三．超声回弹综合法检测混凝土强度
3.1 超声回弹综合法的检测原理
超声法检测和回弹法检测综合起来就是超声回弹综合法。它先利用超声仪测出超声波在混凝土中的传播时间，通过计算得出超声波在混凝土中的声速，然后利用回弹仪测出回弹值。因为混凝土的内部密实度由超声速的声速值反映，混凝土的表面硬度由回弹值反映，而混凝土的强度和他的密实度及表面硬度有相关性，可以建立混凝土强度-回弹值-超声速声速值的函数关系。通过分析超声仪和回弹仪的数值就可以得到混凝土的强度值。利用超声回弹综合法既提高了检测精度又扩大了适用范围。
3.2 超声回弹综合法的优点
超声回弹综合法操作简单使用方便。
超声回弹综合法能减少含水率和龄期的影响。
超声回弹综合法弥补了超声法和回弹法的不足，并结合了两者的优点。
超声回弹综合法提高了检查精度，能够较全面的反映混凝土的强度。
四．利用钻芯法检测混凝土的强度
4.1 钻芯法的检测原理
钻芯法是一种局部破损检测方法，十分有效。钻芯法利用钻芯取样机从混凝土构件中钻取一定规格的圆柱形芯样。然后把取得的芯样经过必要的加工处理，放在压力测试机上测得其强度。这样测得的结果能反映混凝土的真实强度，结果准确可靠。
4.2 钻芯法的优缺点
优点：由于钻芯法是从混凝土构件中直接取得样本，通过压力测试机直接测量，这样减少了换算过程中带来的累积误差，使得检测结果更加真实可靠。
缺点：利用钻芯法在取得圆柱形钻芯样本的同时，损坏了混凝土构件的结构，降低了混凝土构件的强度。尤其对那些年代久远，本身强度就较低的混凝土构件，利用钻芯法是极其危险的。
五．结束语
本文通过介绍几种混凝土强度检测方法,得出了各自的特点。在检测混凝土的强度时应该根据混凝土的结构和实际条件，选择合适的检测方法，尽可能的避免不必要的误差，提高检测精度，更好的达到检测效果。
参考文献：
张海平.超声波法检测混凝土强度的影响因素分析.山西建筑.2008,34(10),85-86.
林均岐,戴克难.钢筋混凝土结构的强度检测与加固.世界地震工程.1997,13(1),50-54.
闻敏.回弹法在混凝土检测中的应用.中国高新技术企业.2009,(24),7-9.
樊强.混凝土强度检测方法的比较.山西建筑.2009,25(20),51-52.
蒋凌燕.浅析回弹法和超声回弹综合法检测混凝土强度的区别及应用.城市建设.2010,(23),33-34.
转载注明来源:https://www.xzbu.com/2/view-581104.htm
