广东建准检测技术有限公司广东广州510000
摘要:混凝土强度的检测,是保证建筑工程混凝土结构稳定性的关键性前提。当前，混凝土强度检测方法有很多种,回弹法和钻芯法是常见的方法。文章介绍了回弹法和钻芯法检测混凝土强度的工作原理,分析了回弹法和钻芯法在建筑工地现场检测中的应用,总结了回弹法和钻芯法的优点与缺点，同时提出了回弹法和钻芯法在检测强度时的影响因素,可为选择、应用、优化检测方式，提高检测效率提供参考。
关键词:混凝土；强度检测；回弹法；钻芯法
建筑工程质量是建筑工程的生命线，而混凝土结构作为建筑工程的最为重要的结构，混凝土结构的强度是否达标，对建筑工程的质量有着巨大的影响。因此，为了保证建筑工程的整体质量，必须对建筑工程混凝土强度进行科学的检测，保证混凝土强度达到相关行业标准、符合设计标准。目前，在检测混凝土强度的方法中,回弹法和钻芯法是较为常用的两种。
1回弹法的应用
1.1回弹法的原理及应用范围
回弹法就是根据混凝土表面硬度与混凝土抗压强度的相关性并结合碳化深度推求混凝土的抗压强度的试验方法。
回弹法因构件形状、表面平整度及强度标号的限制，并不适用于检测所有混凝土。首先JGJ/T23-2011《回弹法检测混凝土抗压强度技术规程》适用于强度等级C20～C50的混凝土，强度等级在C50～C90的混凝土构件福建省地区采用的是DBJ/T13-113-2009《回弹法检测高强混凝土抗压强度技术规程》；其次C20～C50混凝土检测龄期在14～1000d内，C50～C90混凝土检测龄期在14～600d内；最后检测时混凝土表面要干燥。
回弹法中提到检测泵送混凝土强度时，测区应选在混凝土浇筑侧面。因为商品混凝土广泛应用在工程中，商品混凝土的输送方式一般都采用泵送，现在工地现场的墙柱及梁板混凝土的输送方式一般为泵送。板构件的浇筑测面被梁所覆盖，不宜用回弹法对板构件进行检测，所以工地现场基本都是对墙柱和梁构件进行回弹检测。
JGJ/T23-2011《回弹法检测混凝土抗压强度技术规程》可按单个构件或按批量进行检测。
1.2回弹法试验的步骤
工程概况:某小区工程，1#~9#楼总建筑面积50000m2，总建筑层数72层。现在要求对工地现场每层抽1柱1梁进行回弹检测。以1#楼3层剪力墙4交A～B现场试验为例来说明，先查看配合比资料得知:3层墙柱设计标号:C40，粗骨料:碎石，颗粒级配:5～25mm,输送方式:泵送，龄期:50d，符合JGJ/T23-2011标准适用范围。
(1)回弹仪的校准。首先试验前要对回弹仪进行率定。率定试验应分四个方向进行，每个方向连续向下弹击三次，结果取平均值，每个方向的回弹平均值均应为80±2。选用ZC3-A型回弹仪，率定结果如表1，符合使用要求。
表1回弹仪率定
(2)测区的布置。试验构件3层剪力墙4交A～B长4m,高2.8m，厚度200mm,混凝土表面光滑且干燥。先用磨石对构件表面进行清理，然后进行测区布置。对于一般构件，要布置10个测区。柱子应布置在对称的两个侧面上均匀分布，此剪力墙可均匀布置在同一侧面上，详见图1。
图1剪力墙测区的布置
(3)试验过程。进行回弹试验，每个测区弹击16下，并把16个回弹值记录在表2中,10个测区都记录完后，进行碳化深度测量。用锤子和錾子对构件其中的3个测区表面敲出15mm大小的孔洞，用酚酞酒精滴在孔洞内壁，用碳化深度测量仪对3个孔洞分别进行测量，记录到表2中。
表2泵送混凝土回弹EXCEL计算表
1.3试验数据的处理
JGJ/T23-2011《回弹法检测混凝土抗压强度技术规程》的统一测强曲线分为非泵送混凝土和泵送混凝土两种。两种混凝土采用的测强曲线是不一样的。表2采用的是泵送混凝土测强曲线。
计算回弹值，先要从每个测区的16个回弹值中剔除3个最大值和3个最小值，其余的10个回弹值取平均值作为该测区的平均回弹值。检测泵送混凝土强度时，测区应选在混凝土浇筑侧面，所以就无需进行浇筑面修正。构件基本上都是采用水平方向检测，所以也无需进行角度修正。把各测区的平均回弹值和平均碳化深度代入测区混凝土强度换算表，得到测区换算强度，然后把测区换算强度取平均值和得出标准差，最后得到构件推定值。当测区数少于10个时，取最小值作为构件混凝土强度推定值；当测区数不少于10个或按批量检测时，按“平均值-1.645标准差”进行计算得到构件混凝土强度推定值。
如果采用人工计算费时费力，而且容易出错，利用EXCEl电子表格能够快速完成计算。以下就是如何应用表2进行计算的。
首先回弹平均值Rm采用函数:
Rm1=(SUM(A1:P1)-LARGE(A1:P1,1)-LARGE(A1:P1,2)-LARGE(A1:P1,3)-LARGE(A1:P1,14)-LARGE(A1:P1,15)-LARGE(A1:P1,16))/10
A1:P1就是上表测区1的16个回弹值，函数SUM把16个值相加，再减去最大的3个值和最小的3个值，然后除以10得出回弹平均值。
其余9个测区的回弹平均值Rm只要把数值区(A1:P1)改成(A2:P2)、(A3:P3)…
就可以得到其余9个测区的回弹平均值。
然后把测得的测区平均碳化深度值输入表格中,可得测区换算强度。
测区1换算强度=ROUND((0.034488*Q1^(1.94)*10^(-0.0173*T11)),1)
Q1就是测区1的回弹平均值Rm1，T11是构件平均碳化深度值。
T11=ROUND(AVERAGE(T1:T10)*2,0)/2
其余9个测区的换算强度只要把数值区(Q1)改成(Q2)、(Q3)…就可以得到其余9个测区的换算强度值。
构件平均强度=ROUND(AVERAGE(R1:R10),1)
R1:R10就是上表测区1到测区10的换算强度值
标准差=ROUND(STDEV(R1:R10),2)
最小值=MIN(R1:R10)
推定强度=ROUND(B11-1.645*D11,1)
B11就是构件平均强度，D11是构件标准差
设计强度C40，推定强度为40.4MPa，该3层剪力墙构件现龄期混凝土抗压强度推定值符合设计混凝土强度等级。
2钻芯法的应用
2.1钻芯法的应用范围
钻芯法相比回弹法更加的直观和准确,可以直接反映钻芯部位的混凝土强度情况。但是用钻芯法检测的缺点也十分明显，会对原有的结构造成较大破坏。
CECS03:2007《钻芯法检测混凝土强度技术规程》适用范围就比较广，能够检测结构中不大于80MPa的普通混凝土，而不用考虑龄期问题。
钻芯法既可对单个混凝土构件也可对检验批构件进行推定，单个构件钻取有效芯样不少于3个；检验批推定时芯样的最小数量不宜少于15个，并取推定区间的上限值作为检验批混凝土强度推定值。
2.2钻芯法的试验步骤
(1)确定取芯直径。对工地现场的构件进行钻芯取样时，先查看构件的混凝土配合比，根据配合比中所用碎石的粒径，来确定取芯的直径。芯样的公称直径不宜小于骨料最大粒径的3倍，对于小直径芯样，其公称直径不得小于骨料最大粒径的2倍。
某工地上的设计强度C40的4层柱1交B回弹推定值38.5MPa，要求用钻芯法验证。现施工配合比信息如下:4层柱设计标号:C40；水泥品牌:台泥；粗骨料:碎石，颗粒级配:5～25mm；细骨料:河砂，细度模数:2.4；输送方式:泵送。
依据施工配合比，粗骨料的最大粒径为25mm,可取70～75mm芯样，单个构件检测的要在不同位置取不少于3个芯样。对于较小构件，构件可取有效芯样的数量不得少于2个。在检测条件允许的情况下，采用小直径芯样，这样可以减小对原有结构的破坏，取芯时还能够更好地避开钢筋。
(2)确定取芯位置。此4层柱高度为2.8m,柱边长为40mm×40mm。确定取芯的直径后，要尽可能在取芯时避免取到钢筋，还需要对柱构件进行钢筋位置扫描。依据施工图纸上提供的配筋和箍筋，用钢筋位置测定仪准确扫描出钢筋位置，并用蜡笔在构件表面画出。然后避开钢筋分别在柱的上、中、下三个位置进行取芯，详见图2。
图2构件取芯位置
(3)芯样的加工。取芯后，然后对芯样进行加工。芯样加工要符合以下要求:①芯样切除两端后的高径比要大于0.95并小于1.05；②用游标卡尺测量芯样高度任一直径与平均直径的误差都小于2mm；③用直尺和塞尺测量芯样试件两个端面的不平整度100mm长度内小等于0.1mm；④用角度尺测量芯样端面与轴线的不垂直度小等于1°。
加工取得符合试验要求的芯样后，先用游标卡尺测量芯样直径，再把芯样放置在万能试验机上进行抗压强度试验，并记录下破坏荷载，见表3。
2.3钻芯法试验数据的处理
钻芯法因构件中混凝土密实度的不一致，会出现单个芯样抗压强度值较低的情况。因单个构件的混凝土强度推定值按有效芯样试件抗压强度值中的最小值确定，所以在试验中也会发生钻芯法混凝土强度推定值小于回弹法混凝土强度推定值的情况。详见表3。
表3钻芯强度推定表
根据标准，在一定条件下，公称直径70～75mm芯样试件抗压强度的平均值与标准芯样试件抗压强度值基本相当，可有条件地使用小直径芯样。由于单个构件的混凝土强度推定值按有效芯样试件抗压强度值中的最小值确定，因此该4层柱钻芯法推定值为35.6MPa，要低于回弹推定值38.5MPa，该4层柱构件混凝土强度推定值未达到设计的混凝土强度等级。
3结束语
综上所述，钻芯法和回弹法是检测混凝土强度中最常用的两种方法。在混凝土检测的实践过程中,这两种方法在应用过程中正在被不断改良,检测效果越来越好、越来越可靠,各自检测的优势凸显出来。但是仍然需要看到的是,这两种方法不可避免的各存在缺点。建议在工程检测中，为保障检测数据的质量，应尽量把回弹法和钻芯法相结合起来使用，在保证检测质量的前提下，多用回弹法检测，取芯作为对回弹法的修正，保证工程检测的准确性和高效性，同时减少对结构的破坏。
参考文献：
[1]李俊兰.回弹法与钻芯法现场检测混凝土强度的技术与应用[J].四川水泥,2015(4):239-239.
[2]陈明毓.剖析回弹法与钻芯法检测混凝土强度的技术与应用[J].建筑·建材·装饰,2016(5).