冬期施工混凝土早期强度无损检测方法研究

在建筑工程领域，冬期施工是不可避免的现象，尤其在北方寒冷地区更为常见。冬期低温环境会显著影响混凝土的凝结硬化过程，导致其早期强度发展缓慢，甚至可能出现强度不足、冻害等质量问题。准确掌握混凝土早期强度发展情况，是判断混凝土是否满足拆模、张拉、吊装等施工工序要求，保障工程质量和施工安全的关键。传统的混凝土强度检测方法如钻芯法、拔出法等，虽检测结果较为准确，但属于有损检测，会对混凝土结构造成局部破坏，影响结构的完整性和耐久性，且检测周期长、成本高，不适用于冬期施工中对混凝土早期强度的快速检测需求。无损检测方法凭借不破坏结构、检测速度快、可重复检测等优势，成为冬期施工混凝土早期强度检测的研究热点。然而，冬期施工的特殊环境条件对无损检测方法的准确性和可靠性提出了更高挑战。因此，开展冬期施工混凝土早期强度无损检测方法研究，对于保障冬期施工工程质量、提高施工效率、降低检测成本具有重要的现实意义。

1.冬期施工混凝土特性及早期强度影响因素分析

冬期施工环境下，混凝土具有与常温施工不同的特性。低温会使水泥水化反应速率显著降低，水的结冰也会阻碍水泥水化进程，导致混凝土凝结时间延长，早期强度增长缓慢。当温度降至冰点以下，混凝土内部的自由水结冰膨胀，产生冻胀应力，若混凝土早期强度不足以抵抗该应力，将导致内部结构破坏，造成强度损失和耐久性下降。此外，冬期施工常需添加早强剂、防冻剂等外加剂来改善混凝土性能，但外加剂的种类、掺量及与水泥的适应性也会对混凝土早期强度发展产生复杂影响 。影响冬期施工混凝土早期强度的因素众多，原材料方面，水泥的品种和强度等级、骨料的级配和含泥量、水胶比等直接影响混凝土的强度形成；施工工艺方面，搅拌均匀程度、浇筑振捣密实度、养护措施等也至关重要。特别是养护环节，冬期施工中若保温、保湿措施不到位，混凝土无法获得适宜的温度和湿度条件，将严重影响其强度发展。环境因素中，除温度外，湿度、风速等也会影响混凝土水分蒸发和水泥水化，进而影响早期强度。

2.冬期施工混凝土早期强度现有无损检测方法及适用性分析

目前，应用于混凝土早期强度检测的无损检测方法主要有回弹法、超声法、超声 - 回弹综合法等。回弹法基于混凝土表面硬度与强度的相关性，通过回弹仪测定混凝土表面回弹值来推定强度。在冬期施工中，由于混凝土早期表面硬度受低温、湿度等因素影响，与强度的相关性发生变化，导致检测结果偏差较大。同时，混凝土表面的浮浆、冻害等情况也会干扰回弹值的准确性。超声法利用超声波在混凝土中的传播速度与强度的关系进行检测，冬期施工时，混凝土内部的孔隙率、含水量变化以及冻融损伤等，会改变超声波的传播特性，使得单一超声法难以准确反映混凝土早期强度。超声 - 回弹综合法结合了超声法和回弹法的优点，通过建立超声声速和回弹值与强度的关系曲线来推定强度，但在冬期复杂环境下，该方法仍面临数据模型适用性差、环境因素干扰大等问题。此外，雷达波法、光纤传感法等新兴无损检测技术也逐渐应用于混凝土检测，但在冬期施工混凝土早期强度检测方面，存在技术不成熟、检测成本高、缺乏系统研究等问题，尚未得到广泛应用。

3.冬期施工混凝土早期强度无损检测方法的优化策略

针对现有无损检测方法在冬期施工混凝土早期强度检测中存在的问题，提出优化策略。在检测工艺改进方面，对于回弹法，检测前需对混凝土表面进行处理，清除浮浆、冰霜等，确保回弹仪与混凝土表面良好接触；同时，增加测点数量，采用分区检测并加权平均的方式，减少局部差异对结果的影响。超声法检测时，合理选择超声换能器的频率和耦合方式，提高超声波传播的稳定性；在不同部位和深度布置测点，获取更全面的超声数据。对于超声 - 回弹综合法，根据冬期施工特点，结合工程实际，通过试验建立专门的测强曲线，提高检测结果的准确性。在数据处理方面，引入机器学习算法，如神经网络、支持向量机等，对大量冬期施工混凝土无损检测数据进行学习和训练，构建更精确的数据处理模型，降低环境因素对检测结果的干扰。此外，加强无损检测设备的保温、防潮等防护措施，确保设备在冬期低温环境下正常运行，提高检测数据的可靠性。

4.冬期施工混凝土早期强度无损检测方法优化的案例验证

以某冬期施工的桥梁工程为例，验证无损检测方法优化策略的有效性。该工程在施工过程中，采用传统超声 - 回弹综合法检测混凝土早期强度时，发现检测结果与同条件养护试块强度存在较大偏差。应用优化后的检测方法，检测前对混凝土表面进行清理和预热处理，增加测点数量并合理布置；在数据处理阶段，利用现场采集的大量数据，结合神经网络算法建立冬期施工专用测强模型。将优化前后的检测结果与钻芯法检测结果进行对比，结果显示，优化前检测结果误差率达 18% ，优化后误差率降低至 8% 以内，显著提高了检测准确性。通过对混凝土早期强度的准确检测，施工单位及时调整养护措施和施工工序，避免了因强度判断失误导致的质量问题和工期延误，验证了优化后的无损检测方法在冬期施工混凝土早期强度检测中的可行性和优越性。

结束语：本文对冬期施工混凝土早期强度无损检测方法进行了研究，分析了冬期施工混凝土特性及影响因素，探讨了现有无损检测方法的适用性并提出优化策略，通过实际案例验证了优化方法的有效性。研究表明，优化后的无损检测方法能有效提高冬期施工混凝土早期强度检测的准确性和可靠性。但目前无损检测技术在复杂冬期环境下仍面临诸多挑战，如极端低温对检测设备和方法的影响、多因素耦合作用下的检测模型优化等。未来需进一步加强相关研究，深化无损检测技术与新技术的融合，完善检测理论和方法体系，为冬期施工混凝土质量控制提供更有力的技术保障。

参考文献

[1]郭浩.建筑工程混凝土强度检测中回弹法的应用研究[J].现代工程科技，2025，4（09）：129-132.

[2]张展铭.无损检测技术在建筑工程检测中的应用研究[C]//重庆市大数据和人工智能产业协会，重庆建筑编辑部，重庆市建筑协会.智慧建筑与智能经济建设学术研讨会论文集（一）. 浙江创振工程检测有限公司;，2025：1738-1741.

[3]郭琪.论建筑工程混凝土强度检测技术及其应用[J].全面腐蚀控制，2025，39（04）：133-135+175.