建筑混凝土強度檢測方法

建筑混凝土強度檢測方法研究摘要：結合在混凝土強度無損檢測方面取得的一些研究成果，從基礎理論、檢測儀器、檢測方法、數(shù)據(jù)處理4個方面對其進行了詳細的分析和說明，指出采用多種檢測方法的綜合法是混凝土強度無損檢測未來發(fā)展的主要趨勢，而更有效、精度更高的數(shù)據(jù)處理方法同樣是以后研究的主要方向。

關鍵詞：無損檢測；混凝土；綜合法；數(shù)據(jù)處理

混凝土強度無損檢測根據(jù)其原理可分為半破損法、非破損法、綜合法［1］。常見的主要有回彈法、超聲法、拔出法、鉆芯法、超聲回彈綜合法等。與其他方法相比，在綜合法的研究方面取得了很大進展，這表明綜合法將是以后檢測方法的主要研究方向。而在數(shù)據(jù)處理及評定技術方面最新的研究主要有：利用逆回歸模型引入?yún)^(qū)間估計，引入了在非線性數(shù)據(jù)分析領域比較成熟的人工神經(jīng)網(wǎng)絡（ann）技術等。

1混凝土強度無損檢測基礎理論研究現(xiàn)狀

混凝土強度無損檢測方法必須建立在混凝土的強度與適當物理量之間的相互關系的基礎上。為了尋找與混凝土強度密切相關，而又能在結構或構件上用無損方法直接測量的物理量，往往采用回歸法和演繹法。與回歸法相比，演繹法具有更好的普適性，但由于以往對強度與物理量的關系研究較少，目前用的較多的仍然是前一種方法。近年來，基礎科學的發(fā)展，為混凝土性能與物理量之間理論關系的研究奠定了基礎。

目前，常用的無損檢測強度方法多是通過混凝土應力應變性質(zhì)或密實度和空隙率來推算混凝土強度。因此，必須建立混凝土應力應變性質(zhì)及空隙率與強度的理論關系。到目前為止，從已經(jīng)取得的理論方面的研究成果我們可以了解到，混凝土強度不但是彈性性質(zhì)的函數(shù)，而且還是塑性性質(zhì)和實驗條件的函數(shù)，要提高無損檢測精度，必須同時反映這兩個因素。同時研究結果還表明，要用材料密度或空隙率指標測定混凝土強度時，雖然空隙率是強度的主要影響因素，但僅僅反映空隙率是不夠的，還必須把材料潛在強度和孔結構作為重要參考因素，才能提高檢測精度，從而為某些以空隙率為推算強度依據(jù)的無損檢測方法，如射線法、滲透法等，指明了方向。雖然基礎理論的研究難度大、見效慢，近年來對其研究較少，但它是無損檢測技術總體研究中不可缺少的組成部分，應給予足夠的重視。

2檢測儀器研究現(xiàn)狀

隨著測試方法和電子技術的發(fā)展，無損檢測儀器也發(fā)展到了一個新的水平。目前，國內(nèi)外關于檢測儀器的研究主要有以下趨勢：傳感系統(tǒng)多樣化、儀器智能化、專用化、小型化、一體化、集約化。檢測儀器的研究同時也是無損檢測技術發(fā)展的基礎，目前我國電子工業(yè)發(fā)展水平足以提供各種先進儀器，但如何將電子技術與檢測技術緊密結合起來，卻是目前有待解決的問題。

3混凝土強度無損檢測方法研究現(xiàn)狀

近年來，對混凝土強度無損檢測方法的研究取得了一定進展，下行了抗壓強度檢測。結果表明，回彈法可以用于再生混凝土抗壓強度檢測［3］。并且，通過采用多種回歸模型進行比較分析，得到了再生混凝土統(tǒng)一測強曲線公式。定量分析表明，其測試精度滿足混凝土質(zhì)量控制要求。同時為了反映再生粗骨料取代率的影響，研究人員還給出了按再生粗骨料取代率分類的測強曲線及回歸方程。最后，對比了再生混凝土與普通混凝土全國統(tǒng)一曲線。結果表明，再生混凝土的表面硬度小于普通混凝土，但其隨抗壓強度增加的速度快于普通混凝土。同時，在預應力鋼筒混凝土壓力管道的檢測中對回彈法進行了嘗試性的應用。經(jīng)綜合對比分析，證明回彈法可以用于管道混凝土強度的檢測［4］。但是，目前采用回彈法測試管道強度還處于嘗試階段，不能真正解決實際的工程問題。另外，對回彈法的修正研究也較活躍，目前主要是利用鉆芯法對回彈結果進行修正，也有學者認為用鉆芯法修正回彈法可看成是鉆芯－回彈綜合法。

3.3綜合法研究現(xiàn)狀

所謂綜合法就是采用兩種或兩種以上的無損檢測方法，獲取多項物理參量，并建立強度與多項物理參量的綜合相關關系，以便從不同角度綜合評價混凝土強度。由于綜合法采用多項物理參數(shù)，能較全面地反映構成混凝土強度的各種因素，且還能抵消部分影響強度與物理量相關關系的因素，因而它比單一物理量的無損檢測方法具有更高的準確性和可靠性。目前常用的綜合法有超聲－回彈綜合法、鉆芯－回彈綜合法等，其中超聲－回彈綜合法已在我國廣泛應用，并已制定相應的技術規(guī)程（cecs02：08）。近年來，隨著對檢測結果的要求不斷提高，綜合法越來越受到人們的重視。目前，利用超聲－回彈綜合法不僅可以檢測負溫混凝土強度［5］，預測混凝土的早期強度［6］，甚至可以用來評定凍融混凝土抗壓強度。鉆芯－回彈綜合法則在檢測已有結構混凝土和商品混凝土方面有較好的應用，同時，在對鉆芯－回彈綜合法中的修正系數(shù)的研究中發(fā)現(xiàn)，其服從對數(shù)正態(tài)分布，這一結果為在實際工程中剔除異常數(shù)據(jù)提供了相應的理論依據(jù)。而目前關于綜合法的其他研究還有“回彈－超聲－拔出”綜合法檢測混凝土強度，鉆芯拉剝法現(xiàn)場檢測修補混凝土黏結強度等。為了更好地了解各種常用檢測法的發(fā)展現(xiàn)狀，表1對其進行比較說明。

4數(shù)據(jù)處理研究現(xiàn)狀

4.1數(shù)據(jù)融合思想及以逆回歸模型為基礎的區(qū)間估計

為了進一步提高檢測結果的精度，使回彈法的推定結果成為工程驗收標準，最新的研究不僅引入了數(shù)據(jù)融合思想及逆回歸模型，還利用置信檢驗理論給出了在一定置信度下的建筑結構混凝土強度的置信區(qū)間，并給出了混凝土強度的合格和不合格的判定標準，形成了逆回歸回彈法檢測建筑結構混凝土強度的新體系。與傳統(tǒng)的回歸模型和點估計方法相比，新的方法不僅能提高檢測結果的精度且更符合工程實際，并能對混凝土強度作出定量化的判斷。

4.2人工神經(jīng)網(wǎng)絡（ann）技術

鑒于回歸法在分析混凝土強度無損檢測數(shù)據(jù)時存在局限性，最新的研究在處理數(shù)據(jù)時引入了在非線性數(shù)據(jù)分析領域比較成熟的人工神經(jīng)網(wǎng)絡（ann）技術。結果表明ann適合處理這類數(shù)據(jù)，并在一些方面補充了回歸法的不足。此外，回歸法中難以處理的高維數(shù)據(jù)，反可以成為ann改善誤差的一種途徑。因此，ann的引入將使混凝土強度無損檢測數(shù)據(jù)分析中可以增加新的相關變量，以便更深入或更廣泛地考察混凝土強度無損檢測及其數(shù)據(jù)處理的有關問題。但是，目前ann在混凝土強度無損檢測數(shù)據(jù)處理方面的應用較少，還存在一些問題，需進一步完善。其處理結果可為回歸法處理結果提供參考和補充。

5結束語

（1）從目前的研究成果來看，綜合法由于自身的優(yōu)點，已成為研究的主要方向。隨著人們對檢測技術要求的進一步提高，相信綜合法將是混凝土強度無損檢測未來發(fā)展的主要趨勢。

（2）在數(shù)據(jù)處理方面，隨著對檢測結果精度要求的不斷提高，利用傳統(tǒng)的回歸模型和點估計方法有時很難達到我們的要求。因此，尋找更有效、精度更高的數(shù)據(jù)處理方法是以后研究的主要方向。

參考文獻：

［1］新編混凝土無損檢測技術編寫組.新編混凝土無損檢測技術（應用新規(guī)范）［s］.北京：中國環(huán)境科學出版社，2002.

［2］李珂，徐博.鉆取小直徑芯樣檢測結構混凝土強度方法的研究［j］.鄭州經(jīng)濟管理干部學院學報，2002（4）90～92.

［3］肖建莊，李佳彬，孫振平.回彈法檢測再生混凝土抗壓強度研究［j］.四川建筑科學研究，2004（4）：51～54.

［4］張成軍，陳堯隆，張文戟，劉建成.回彈法測強在預應力鋼筒混凝土管道中的應用［j］.西安理工大學學報，2004（4）：388～391.

［5］肖海英，唐民輝，葛勇等.超聲回彈綜合法檢測負溫混凝土強度［j］.混凝土，2004（5）：40～41.

abstract:onthebasisofrecentresearchachievementsinconcretestrengthnondestructivetng,thepapergivesadetailedanalysisandexplanationsfromfouraspects——basictheory,tnginstruments,testingmethodsanddataprocessingandpointsoutthatsynthesismethodistaintrendinconcretestrengthnondestructivetestin