高性能混凝土的检测与鉴定方法

寇含强，陈坤

（苏交科集团检测认证有限公司，南京 210029）

1 高性能混凝土概述

高性能混凝土属于新型建筑材料，使用常规的材料和工艺生产而成，不仅具备常规混凝土结构的力学性能，而且还具有耐久性、强度高以及体积稳定性等特点。高性能混凝土的主要设计指标是耐久性，另外，在不同用途要求下，还可以进一步地提升高性能混凝土的工作性、适用性、经济性、体积稳定性以及强度。

通常，高性能混凝土普遍采用了水胶比低的优质原材料，并同时应用了一定比例的高效能混凝土外加剂与混凝土掺和料。高性能混凝土的自密实性较好，用水量较少、水灰比较低，同时流动性较好、水化热也比较低。因高性能混凝土总体积收缩量与强度呈反比关系，因此，其徐变会低于普通混凝土。

2 高性能混凝土特点

与普通混凝土相比，高性能混凝土具有以下特点：

1）强度高（强度等级可达到C100 以上）、抗渗能力强。

2）具有良好的工作性、流动性、可泵性及自密实性等优势，且在成型过程中不会轻易出现分层、离析等现象；同时，高性能混凝土容易注满模具。

3）使用寿命长。对于建筑工程的一些特殊部位来说，要稳定其结构，不能仅评估混凝土强度，还要评估混凝土耐久性，而高性能混凝土可保证建筑物结构能够安全可靠地工作50～100 年。这也是高性能混凝土与普通混凝土最显著的区别。

4）高性能混凝土能够很好地满足建筑工程的建设标准和施工要求，并有效降低建筑工程的建设成本[1]。

3 高性能混凝土检测与鉴定中存在的问题

一般情况下，检测人员在对高性能混凝土进行检测与鉴定时，通常会选择物理方法。物理方法虽然实用，但也存在一定的问题。这是因为检测人员在检测过程中往往注重和关注混凝土结构是否安全，所以，通常只是简单地进行结构强度方面的检测与鉴定，并没有科学与全面地检测与鉴定其结构稳定性、耐久性以及协调性，导致检测与鉴定工作十分片面，不具备针对性。

4 现阶段常用的高性能混凝土检测与鉴定方法

4.1 硬化表面回弹法

硬化表面回弹法主要借助回弹仪来实现对高性能混凝土的检测与鉴定，属于间接试验法，具体需要从以下3 个方面做起：

1）检测人员先用肉眼观察检测与鉴定选择的高性能混凝土试块，以确保高性能混凝土试块表面平整、密实；若表面出现蜂窝、麻面或开裂情况时，应及时向相关人员反馈并处理。一般情况下，硬化表面回弹法下的高性能混凝土试块尺寸应为300 mm×300 mm。

2）在检测与鉴定过程中，要保证回弹区域与测试区域的垂直，且压力应匀速增加。

3）由于硬化表面回弹法在检测与鉴定过程中会提高高性能混凝土试块的硬度和强度。因此，只有当高性能混凝土试块内外部结构没有明显变化时，该方法的准确度与可靠度才能更高。

4.2 超声波法

超声波法是利用单位距离中的超声波传播速度，对高性能混凝土进行测量的一个过程，并在完成后将测量结果与校准曲线、地区性曲线相比较，从而判断高性能混凝土的性质。超声波法有很多优点，超声波法不仅测量速度快、还可重复测量，而且不会破坏高性能混凝土的结构和性质，可以说是一种无损检测技术。

但需要注意的是，在应用超声波法检测和鉴定高性能混凝土过程中，应当及时地更新校准曲线和地区性曲线，以保证高性能混凝土的检测与鉴定可以按照最新和最准确的校准曲线和地区性曲线进行。除此之外，通过超声波法，可检测出高性能混凝土内部存在的缺陷。当超声波射入存在缺陷的混凝土时，波形会由正常逐渐变为异常，从而帮助检测人员准确判断出高性能混凝土缺陷的所在部位。

4.3 器件结构钻芯法

器件结构钻芯法也是一种常用的高性能混凝土检测与鉴定方法。与硬化表面回弹法、超声波法不同，应用该方法时需要先取一块高性能混凝土，之后利用专业钻机从这块高性能混凝土当中钻出体积更小的高性能混凝土，从而根据钻芯的内部结构来判断出高性能混凝土的性质。

由于该方法需要以样本选取为前提，对样本要求也很高，必须是质地均匀的样本，才能保证检测与鉴定结果的可靠性，否则会出现很大的偏差。另外，在JGJ/T 384—2016《钻芯法检测混凝土强度技术规程》中，我国对于钻芯的提取有明确要求，即钻芯规格应为100 mm，如果不能按照这一标准进行检测和鉴定，不仅无法从根本上保证检测与鉴定结果，而且建筑工程质量问题也会随之增多。

4.4 锚固拔出法

锚固拔出法是指先取一块高性能混凝土样品，将锚固件插入到高性能混凝土样品当中，在测量时将锚固件取出，根据拔出锚固件的力度，明确高性能混凝土的强度。完成以上骤后，再综合对比分析提前设置好的样品图片数据，从而得到高性能混凝土的强度参数[2]。

4.5 综合法

不同于以上检测与鉴定方法，综合法是将两种或两种以上检测方法相互融合来检测与鉴定高性能混凝土。通过两种及以上方法的融合，可以弥补单一方法中的不足和弊端，从而明确高性能混凝土的性能、强度以及其他参数，是一种较全面的测量方法。

综合法的作用主要体现在两个方面：

1）在与不同方法结合过程中，可以更清晰地发现检测与鉴定效果更好的方法，并发现其不足，进而不断地对该方法进行改良和完善；

2）可以全面地检测与鉴定出高性能混凝土的耐久性、抗老化性等参数，方便、高效、快捷，在很大程度上降低检测与鉴定结果误差的同时，还不会对高性能混凝土强度造成影响。

5 高性能混凝土常用检测与鉴定方法对比

1）硬化表面回弹法是最简单的间接测量高性能混凝土强度的方法，但由于高性能混凝土中含有较多混凝土掺和料与混凝土外加剂，且粒径较小的轻骨料组分较少。因此，若选取的高性能混凝土试块表面硬度较低，那么应用硬化表面回弹法所创建的测强曲线进行测量，容易导致高强度混凝土试块强度检测与鉴定结果低于实际的高性能混凝土的真实强度[3]。

2）由于超声波法会受到多种因素的影响，如高性能混凝土骨料粒径减小也会导致超声波声速减缓，但事实上的强度并没有明显降低。所以，在应用超声波法时，最理想的方式是利用校准曲线或地区曲线来判断高性能混凝土强度，从而进一步缩小误差。

3）器件结构钻芯法可直接推断高性能混凝土的强度，但当前建筑行业更关注的往往是高性能混凝土的实际强度与相同养护条件下的试件强度、拔出强度以及超声强度的关系，所以，需要对该方法进行进一步研究与分析。

4）锚固拔出法包括后装拔出法与预埋拔出法两种，但是由于锚固拔出力度只能反映高性能混凝土表面水泥石的强度，无法反映高性能混凝土中骨料强度，因此，如果高性能混凝土表面水泥石较多，就会导致强度检测与鉴定结果高于高性能混凝土的实际强度。

6 高性能混凝土耐久性分析

高性能混凝土工作性能较好，在硬化过程中体积稳定性强、水化热低，可有效改善同标号普通混凝土力学性能，且耐久性较高。但是，影响高性能混凝土耐久性的因素有很多，如混凝土的碳化、钢筋锈蚀、氯离子侵蚀、冻融破坏以及碱-骨料反应等因素。

1）混凝土的碳化，是指空气中CO2侵入混凝土结构中，导致高性能混凝土pH 下降，同时，会导致钢筋发生锈蚀。

2）钢筋锈蚀，是指钢筋表面钝化膜被破坏之后出现的电化学锈蚀情况，这会缩小钢筋面积，造成高性能混凝土保护层出现膨胀脱落情况，进而降低其耐久性。

3）氯离子侵蚀，是指高性能混凝土中如果出现了大量氯离子，那么高性能混凝土中的钢筋就会发生锈蚀，继而降低高性能混凝土的耐久性。

4）冻融破坏，是指当高性能混凝土处于饱水状态时，冻融循环会产生破坏作用，从而导致高性能混凝土出现开裂与锈蚀。

5）碱-集料反应，是指高性能混凝土中的碱和含有活碱性骨料发生膨胀反应时，会降低自身力学性能。

7 结语

综上所述，通过以上分析不难看出：适用于高性能混凝土的检测与鉴定方法有很多，常用的有硬化表面回弹法、超声波法、器件结构钻芯法、锚固拔出法以及综合法等。但是，由于每一种检测与鉴定的方法都具有自身的优势与缺点，所以，在对高性能混凝土具体的检测与鉴定工作中，应当根据实际情况选择合适的检测与鉴定方法，从而进一步保障监测与鉴定结果的准确性与可靠性。