混凝土强度检测

检测结构混凝土强度的方法很多，如试件法、回弹法、超声法、雷达法、冲击回波法、红外成像法、超声波CT 法、回弹超声综合法、超声衰减综合法，射线法、落球法、抗拔法、压痕法、射击法、后装拔出法和钻芯法等，各种方法有各自的原理、操作步骤、优缺点和适用范围。结构混凝土现场检测技术一般可分为非破损检测法、半破损检测法与半破损同

非破损的综合使用法三类。非破损检测主要有压痕法、回弹法、超声脉冲法、回弹一超声综合测定法、电磁法和射线法等；半破损检测主要有钻芯法、拔出法、拔脱法、拔折法和射击法等。

1.试件法

原理：试件法是施工时把拌制好的混凝体放入规定的试模内，然后按照规定的温度养护28天后，进行抗压试验。混凝土试件的强度在一定程度上反映了混凝土实体的强度优点：通过试验可以直接了解试件的强度，如果试件制作符合规范要求，且与构件同条件养护，那么试压的结果就可以代表构件的强度，这一结果是可信的。

缺点：如果制作马虎，那么就不能代表实体强度，同时也有试件本身质量因素：试件尺寸的偏差，事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；试验时加荷速率的控制等.

适用范围广，是最基本最常用的一种方法。

2.回弹法

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。主要有三种：HT225型；(普通混凝土）；HT1000型；（高强混凝土）HT3000型；大体积混凝土。优点1：对结构没有损伤；优点2：仪器轻巧，使用方便；优点3：测试速度快；优点4：测试费

用相对较低；优点5：可以基本反映结构混凝土抗压强度规律；缺点：方法本身有时有系统不确定性问题（系统误差）；

检测方法（原理）回弹值反映剩余能量的大小；表面硬度低，弹击塑性变形大（吸收的能量多），弹性（剩余）能量少，回弹值小，混凝土强度低；表面硬度高，弹击塑性变形小（吸收的能量少），弹性（剩余）能量多，回弹值高，混凝土强度高；回弹值是剩余能量（弹性变形能）与初始（弹击）能量（2.207J)

之比值；读数60，弹性能为初始动能的60％。回弹值高，表面硬度高，混凝土强度高；回弹值低，表面硬度低，混凝土强度低；

检测方法（操作）顶住回弹仪后盖；施加压力；使弹击杆压入仪器外壳，使重锤后移；重锤脱钩弹击弹击杆，弹击杆弹击混凝土表面；弹性能使重锤回弹；重锤回弹带动指针滑片（直读）划线电阻杆产生电阻；放松压力，单击杆伸出，重锤复位。检测方法《回弹法检测混凝土抗压强度技术规程》 JGJ/T 23-2001；行业推荐性标准（后面详细介绍）；每个构件5——10个测区；测区面积（ 200mm*200mm)；每个测区弹击16次（8＋8)；检测方法（数据处理）回弹值处理，去掉3个最大值，3个最小值，取剩余10个回弹值的平均值作为测区回弹代表值；原因：减小样本的标准差；代表值的标准差小于回弹测试数据标准差的三分之一；弹击角度（调整）；向下弹击，地球引力作用，回弹值低（调整）；向上弹击，回弹值高；调整均以水平弹击为准；注意：按照规范规定进行调整有时尚不够；

3 超声波法

超声波法检测混凝土常用的频率为20～250kHz，它既可用于检测混凝土强度，也可用于检测混凝土缺陷。混凝土强度与波速之间有定量关系。根据监测到的波速推定混凝土强度，这就是超声波法检测混凝土强度的基本原理。采用超声波法测定混凝土强度在实际工程中应用局限性很大。

4 超声回弹综合法

回弹法只能测得混凝土表层的强度，内部情况却无法得知，当混凝土的强度较低时，其塑性变形较大，此时回弹值与混凝土表层强度之间的变化关系不太明显；超声波在混凝土中的传播速度可以反映混凝土内部的强度变化，但对强度较高的混凝土，波速随强度的变化不太明显。如将以上两种方法结合，互相取长补短，通过实验建立超声波波速—回弹值—

混凝土强度之间的相关关系，用双参数来评定混凝土的强度，即为超声回弹综合法。实践表明该法是一种较为成熟、可靠的混凝土强度检测方法。

一、检测方法基本原理

混凝土是一种多项复合材料，均质性较差，应用单一的非破损检测方法推算混凝土强度，因影响因素多，使推算的混凝土强度不能达到一定的精度。如果采用两种或两种以上的非破损检测方法，获取多种物理力学参量，并建立混凝土强度与多项物理力学参量之间的综合相关关系，即可从不同角度综合评价混凝土的强度。

超声回弹综合法是以声速值、回弹值与混凝土强度之间的相关关系为基本依据，超声速度主要反映材料的弹性性质，同时，由于它穿过材料，因而也反映材料内部构造的某些信息。回弹值反映了材料的弹性性质，同时在一定程度上也反映了材料的塑性性质，但它只能反映混凝土表层的状态。因此，超声与回弹的综合，既能反映混凝土的弹性，又能反映混凝土的塑性；既能反映混凝土表层状态，又能反映内部的构造。另一方面，将超声值v和回弹值R合理综合后，能消除原来影响f-v与 f-R关系的许多因素。为了能确切反映混凝土的强度，测试前对混凝土表面进行了清除，在自然状态下测试混凝土的某些物理量，进而按相关关系推算混凝土的特征强度。由于综合法采用多项物理力学参量，能更多地反应构成混凝土强度的各种因素，并且还能抵消部分影响强度与物理量相关关系的因素，因而它比单一的非破损检测方法具有更高的准确性和可靠性。

二、检测前所需准备资料

（1）工程名称和设计、施工、建设、委托单位名称；

（2）结构或构件名称、施工图纸和混凝土设计强度等级；

（3）水泥的品种、强度等级和用量，砂石的品种、粒径，外加剂或掺合料的品种、掺量和混凝土配合比等；

（4）模板类型，混凝土浇筑、养护情况和成型日期；

（5）结构或构件检测原因的说明。

混凝土非破损检测技术具有无损、简便、快速、便于大面积测试等优点，已在工业与民用建筑、水利、电力等工程建设项目的混凝土质量检测和评价中得到广泛应用，取得了良好的应用效果，并在工程实践中不断总结、完善和提高。

超声回弹综合法利用声速和回弹值这两个物理量来推算混凝土强度，较为全面客观地反映了混凝土强度的各种因素，提高了非破损法检测混凝土强度的精度，能较准确地反映结构混凝土的强度，可对已建工程的安全性评价提供科学依据。

5 雷达法

钢筋混凝土雷达多采用1GHz 及以上的电磁波，可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。它首先向混凝土发射电磁波，当遇到电磁性质不同的缺陷或钢筋时，将产生反射电磁波，接收此反射电磁波可得到一波形图，据此波形图可得知混凝土内部缺陷的状况及钢筋的位置等。雷达法主要是根据混凝土内部介质之间电磁性质的差异来工作的，差异越大，反射波信号越强。雷达法检测混凝土其探测深度较浅，一般为20 cm 以内，探地雷达使用较低频率电磁波，探测深度可稍大些。此外，该法受钢筋低阻屏蔽作用影响较大，且仪器本身价格昂贵，故实际工程上应用的并不多。

6 冲击回波法

冲击回波法是用一钢珠冲击结构混凝土的表面，从而在混凝土内产生一应力波，当该应力波在混凝土内遇到波阻抗差异界面即混凝土内部缺陷或混凝土底面时，将产生反射波，接收这种反射波并进行快速傅里叶变换（FFT）可得到其频谱图，频谱图上突出的峰值就是应力波在混凝土内部缺陷或混凝土底面的反射形成的，根据其峰值频率可

计算出混凝土缺陷的位置或混凝土的厚度。由于该法采用单面测试，特别适合于只有一个测试面如路面、护坡、底板、跑道等混凝土的检测。

7 红外成像法

自然界中任何高于绝对零度（-273℃）的物体都是红外线的辐射源，它们都向外界不断地辐射出红外线。红外线是介于可见光与微波之间的电磁波，其波长为0.76~1000 μm，频率为4×1014~3×1011 Hz。混凝土红外线无损检测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。这种方法属非接触无损检测方法，可对检测物进行上下、左右的连续扫测，且白天、黑夜均可进行，可检测的温度为-50~2000℃，分辨率可达0.1~0.02℃，是一种检测精度较高、使用较方便的无损检测方法，并具有快速、直观、适合大面积扫测的特点，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。

8 拔出法

拔出法用于检测混凝土的强度，它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。大量实验表明：极限拔出力与混凝土抗压强度之间确实存在着某种近似线性的对应关系，这就为该方法的应用提供了坚实的基础。拔出法可分为预埋拔出法及后装拔出法两种，预埋拔出法是指预先将锚固件埋入混凝土内的拔出法，后装拔出法是指在已硬化的混凝土上钻孔，然后在其上安装锚固件的拔出法。前者主要适用于成批、连续生产的混凝土结构

构件的强度检测，后者可用于新、旧混凝土各种构件的强度检测。拔出法一般不宜直接用于遭受冻害、化学腐蚀、火灾等损伤混凝土的检测。

9 钻芯法

钻芯法是利用专用钻机和人造金刚石空心薄壁钻头，在结构混凝土上钻取芯样以检测混凝土强度和缺陷的一种检测方法。它可用于检测混凝土的强度，结构混凝土受冻、火灾损伤的深度，混凝土接缝及分层处的质量状况，混凝土裂缝的深度、离析、孔洞等缺陷。该方法直观、准确、可靠，是其他无损检测方法不可取代的一种有效方法。钻芯法检测混凝土费用较高，费时较长，且对混凝土造成局部损伤，因而大量的钻芯取样往往受到限制，可利用其他无损检测方法如超声法与钻芯法结合使用，以减少钻芯数量，另一方面钻芯法的检测结果又可验证其他无损检测方法如超声法的检测结果，以提高其检测的可靠性。

10 超声波CT 法

超声波具有穿透能力强，检测设备简单，操作方便等优点，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。常规的超声波对测法及斜测法[4]可检测混凝土内部的缺陷，但这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。将计算机层析成像（ Computerized Tomography，简称CT）技术用于混凝土超声波检

测，即为混凝土超声波层析成像检测方法。该方法首先将待检测混凝土断面剖分为诸多矩形单元，如图1 所示，然后从不同方向对每一单元进行多次超声波射线扫描，即由来自不同方向的多条射线穿过一个单元，用所测超声波走时数据进行计算成像，其成像结果可精确、直观表示出整个测试断面上混凝土的缺陷及质量信息，使检测精度大为提高。混凝土超声波CT 检测测线布