基于建筑楼体主体的混凝土强度无损检测技术探究

一、引言

建筑楼体主体作为荷载核心，混凝土强度需符合设计与使用要求。施工阶段强度不足可能导致构件开裂，服役中受碳化、冻融等影响强度衰减，引发安全隐患。据《中国建筑结构安全检测报告（2024）》，近 30% 既有建筑因检测不及时出现裂缝， 12% 需加固。传统钻芯取样等破损检测虽精准，但破坏结构、成本高、效率低，无法全面覆盖。无损检测通过物理手段获取内部特性，适配楼体 “大面积、多构件” 检测需求，对保障安全、降低成本意义重大。

二、建筑楼体主体混凝土强度无损检测的必要性

施工阶段需通过强度检测判断拆模条件与设计达标情况，破损检测仅能抽样，易遗漏薄弱区域，无损检测可批量排查梁、柱、板等构件，避免安全风险。既有建筑长期使用中，混凝土会因环境因素劣化，如北方冻融导致强度降 20%-30% ，无损检测可定期复测跟踪衰减，为加固提供动态数据。同时，现代建筑强调绿色施工，无损检测无需破坏结构，能减少材料浪费与修复成本，某商业综合体检测中，其替代钻芯法减少损耗 500kg ，省费用超 2 万元，缩短工期 30‰

三、建筑楼体主体常用混凝土强度无损检测技术

（一）回弹法

回弹法是建筑楼体主体混凝土强度检测中应用最广泛的技术，其原理是根据混凝土表面硬度与强度的相关性，通过回弹仪测量混凝土表面的回弹值，再结合表面碳化深度，推算混凝土抗压强度。在建筑楼体主体检测中，回弹法操作简便 —— 检测人员只需在梁、柱等构件表面选择检测区域（避开钢筋密集区与裂缝处），按规范布置测区（每测区面积不小于 200mm×200mm ），用回弹仪垂直弹击混凝土表面，记录回弹值。例如对某办公楼柱体检测时，在柱身均匀布置 10 个测区，每个测区弹击 16 点，去除 3 个最大值与 3 个最小值后取平均值，再测量碳化深度（用酚酞试剂检测，碳化区域不变色），代入规范公式计算强度。该技术的优势在于设备轻便（回弹仪重量仅 1-2kg^′ ）、检测速度快（单个测区检测时间约 5 分钟），适合楼体主体大面积检测；但局限性也较明显 —— 受混凝土表面状态影响大，若表面碳化深度过深（超过 6mm）或存在浮浆、油污，会导致回弹值偏差，需进行表面处理后再检测。此外，回弹法仅反映混凝土表层（约 30mm 深度）强度，无法评估内部强度均匀性，需与其他技术配合使用。

（二）超声法

超声法通过测量超声波在混凝土中的传播速度，结合混凝土密度、弹性模量等参数，推算强度值，同时可判断内部是否存在空洞、裂缝等缺陷，适合建筑楼体主体 “强度检测 + 缺陷排查” 的双重需求。其检测原理是：超声波在混凝土中传播时，强度越高的混凝土，内部密实度越好，声波传播速度越快。检测时需在楼体构件两侧布置发射与接收换能器，例如检测楼板时，在楼板上下表面对应位置涂抹耦合剂（确保声波传递），发射换能器发出超声波，接收换能器记录传播时间，计算传播速度（速度 Σ=Σ 距离 / 时间），再根据规范建立的 “速度 - 强度” 曲线，得到混凝土强度。超声法的优势在于能反映混凝土内部质量，例如某住宅楼梁体检测中，通过超声法发现梁跨中位置声波速度明显低于其他区域，进一步排查后发现内部存在 200mm×150mm 的空洞，及时进行灌浆处理，避免结构坍塌风险；但该技术对操作要求较高，换能器布置需精准（偏差不超过 5mm ），且受钢筋干扰大 —— 若检测路径穿过密集钢筋，会导致声波速度偏高，需避开钢筋轴线方向布置测线。

（三）超声 - 回弹综合法

为弥补单一技术的不足，超声 - 回弹综合法结合两种技术的优势，通过同时测量混凝土的回弹值与声波传播速度，建立 “回弹值 - 声波速度 - 强度” 的多元回归模型，大幅提升检测精度，是建筑楼体主体混凝土强度检测的 “主流技术”。该技术的操作流程为：在楼体构件同一测区，先进行回弹检测获取回弹值，再在测区两侧布置换能器测量声波速度，两者结合代入规范公式计算强度。例如对某写字楼柱体检测时，每个测区同时记录回弹值与声波速度，通过综合法计算的强度误差可控制在 ±5% 以内，远低于单一回弹法 1±10% ）与超声法（ ±8% ）。其核心优势在于：一是减少表面状态与内部缺陷的干扰，回弹值反映表层硬度，声波速度反映内部密实度，两者互补可更全面评估强度；二是适配不同强度等级的混凝土，从 C20 到 C80 的混凝土均可准确检测，满足高层建筑楼体主体的高强度混凝土检测需求。目前，超声 - 回弹综合法已被纳入《混凝土强度检验评定标准》（GB/T 50107 - 2010），成为建筑楼体主体混凝土强度检测的首选技术。

（四）钻芯 - 回弹法

在特殊场景下（如混凝土表面严重碳化、构件尺寸过小），上述技术检测精度会下降，此时需采用钻芯 - 回弹法 —— 通过钻取小直径芯样（通常为 50mm）与回弹检测结合，兼顾 “局部精准”与 “整体覆盖”。其原理是：在楼体构件上钻取少量芯样（每构件不超过 3 个，芯样深度不小于直径的1.5 倍），进行回弹检测后，将芯样加工成标准试件进行抗压试验，建立该构件的 “回弹值 - 芯样强度” 校正曲线，再通过回弹法对构件其他区域进行检测，用校正曲线推算强度。例如某老旧厂房楼体检测中，混凝土表面碳化深度达 8mm，单一回弹法检测误差超 15% ，采用钻芯 - 回弹法后，误差降至 6% 以内，准确评估了结构安全状态。该技术的优势在于能针对具体构件进行精度校准，解决特殊工况下的检测难题；但需注意钻芯数量需控制（避免过多破坏结构），且芯样需避开钢筋与预埋件，检测后需对钻芯孔洞进行灌浆修复。

四、建筑楼体主体混凝土强度无损检测的干扰因素与优化策略

（一）主要干扰因素

表面状态方面，浮浆、油污、厚碳化层会致回弹值或声波速度异常，如某住宅楼柱体 2mm 浮浆使回弹值低 15% ；钢筋分布上，检测路径穿密集钢筋会让超声法速度偏高，强度评估偏大；环境因素中，低温（ ∠Π_<0^∘C ）使回弹值偏高，高湿度 ）加快声波速度。

（二）优化策略

检测前需清除表面杂质，砂轮打磨露骨料，用碳化仪精准测碳化深度修正强度；用钢筋扫描仪确定钢筋位置，避开布置测区与测线；依温度、湿度用规范公式校正数据，如温度降 1℃减 0.05 回弹值，湿度增 10% 乘 0.98 声波速度；对强度偏差超 10% 的区域，用两种及以上技术交叉验证，如超声 - 回弹综合法配合钻芯 - 回弹法校准。

五、结论与展望

无损检测技术是楼体混凝土强度检测关键，回弹法便捷、超声法查缺陷、综合法精准、钻芯 -回弹法解特殊场景，需依结构类型、施工阶段选技术。当前技术存在内部微观缺陷识别准度低、大体积混凝土检测深度有限等问题。未来可结合 AI 开发数据自动分析系统，优化强度模型减误差；研发便携式超声断层扫描设备，实现三维可视化检测，提升智能化与精准化水平，保障建筑安全。

参考文献

[1]卢孔镇. 基于 50mm 直径超小芯样检测混凝土抗压强度的分析[J]. 水泥, 2025, (09): 146-149.

[2]于高超, 刘杨. 基于建筑楼体主体的混凝土强度无损检测技术探究[J]. 建材发展导向, 2025, 23 (16): 13-15.