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摘要：为了确保既有建筑维修、改造工作科学性、经济性，并确保维修改造后的建筑的可靠性，对建筑的混凝土结构质量进行性能检测和评估非常必要。本文在混凝土结构损伤的主要因素分析，阐述了混凝土结构质量检测的主要内容和检测技术，并在这基础上，探讨了混凝土结构质量提高的措施。
关键词：混凝土；结构；检测
1.绪论
建筑结构一般都处在一定的服役环境条件下，由于混凝土结构物自身性能、结构特点、荷载条件及其所处的外部环境条件的影响，建筑物随着时间的延长，混凝土结构会发生不同程度的损伤与劣化。为了确保既有建筑维修、改造工作科学性、经济性，并确保维修改造后的建筑的可靠性，对既有建筑的混凝土结构质量进行性能检测和评估非常必要。通过结构检测，能用定量的方法科学地评定各种结构和构件的质量，是对既有建筑物性能评估以及相关后续处理的主要依据和基础。因此，既有建筑结构质量的检测意义重大。
2.引起混凝土结构损伤的主要因素分析
针对既有建筑结构物中的混凝土结构而言，从产生损伤的直接原因来看，可以将混凝土损伤原因分为内部原因与外部原因。内部原因是指混凝土自身的一些缺陷以及组成材料等的不足。产生损伤的外部原因主要包括荷载、自然环境以及使用环境引起的劣化，可分为一般环境、特殊环境及灾害环境。一般环境中的二氧化碳、环境温度与环境湿度、酸雨等将使混凝土中性化，并使其中的钢筋产生锈蚀，而环境温度与环境湿度等则是影响钢筋锈蚀的最主要因素；特殊环境中的酸、碱、盐是导致混凝土组成与结构发生劣化及钢筋锈蚀破坏的最主要原因，如沿海地区的盐害、寒冷地区的冻害、腐蚀性土壤及工业环境中的酸碱腐蚀等；灾害环境主要指地震、火灾等对结构造成的偶发损伤，这种损伤与环境损伤等因素的共同作用，也将使结构性能随时间劣化。显然，建筑物中混凝土结构的损伤往往是这些因素综合作用的结果。归结起来，既有建筑物中混凝土结构损伤的劣化现象主要有以下几种类型：
2.1混凝土的碳化及其它腐蚀劣化
混凝土的碳化（也称中性化）是混凝土中的氢氧化钙水化产物与环境中的CO2发生化学反应生成CaCO3的过程，它使混凝土的碱度降低，从而失去对钢筋的保护作用，是一般大气环境下混凝土内部钢筋锈蚀的前提条件。混凝土的碳化是建筑物最为典型的劣化特征。此外，在一些特殊的环境中，如在处于潮湿寒冷地区的建筑物，基础部分会发生冻融作用下的破坏；处于沿海或盐碱地区的建筑物，由于各类盐的物理、化学侵蚀作用而使得混凝土劣化甚至破坏。在上述因素的作用下，不仅混凝土自身性能发生劣化，也造成混凝土内部钢筋更直接地暴露在腐蚀环境中，加速了腐蚀过程。
2.2钢筋锈蚀
混凝土碳化后，在适当的条件下钢筋产生锈蚀。另外，有Cl-存在时（如在海洋环境、工业建筑的盐环境、混凝土中掺加氯盐及除冰盐的路桥等），即使混凝土仍保持强碱性，钢筋也会发生锈蚀。钢筋发生锈蚀后，结构物的性能将会产生严重的降低，若不及时采取措施，将导致严重后果。
2.3混凝土裂缝
在众多因素（如混凝土收缩、温度应力、地基的不均匀沉降、荷载应力等）的综合作用下，很可能导致混凝土产生裂缝；另外，混凝土内部由于物理、化学作用等原因产生的膨胀应力，也是导致混凝土产生裂缝的重要原因。如，混凝土中的钢筋锈蝕产生膨胀性产物将导致混凝土产生沿筋的纵向裂缝；混凝土冻融、碱一集料反应、盐结晶等也能导致混凝土产生裂缝。
2.4混凝土、钢筋强度降低
随结构服役时间的增长，在各种环境综合作用下，混凝土及其中的钢筋的强度（力学性能）将产生下降。混凝土强度的劣化主要受使用环境的影响，如一般大气环境下混凝土强度在相当长时间以后才开始下降，而海洋环境的混凝土强度在30年时约降低50%。钢筋锈蚀使得其横切断面积减小，力学性能显著下降。
2.5结构产生的过大变形
主要是荷载作用下（包括振动与疲劳）梁、板的过大变形及地基不均匀沉降引起的混凝土结构发生过大变形。
3.混凝土结构质量检测的主要内容和检测技术
3.1强度检测
在对建筑物鉴定和加固改造时，构件材料强度的测试是必不可少的项目。构件材料强度的检测包括混凝土强度、钢材强度、砂浆强度、砖的强度、砌体强度和木材强度等。混凝土强度的检测是国内外发展较早的检测项目，也是公认比较成熟的技术。
目前常用的混凝土强度的检测方法有回弹法、超声法、超声回弹综合法、钻芯法、后装拔出法、贯入法和冲击回波法等，尽管关于混凝土强度的检测方法比较多，但在实际检测实践中采用较多的是回弹法和钻芯法或经钻芯修正的回弹一钻芯综合方法。可以说，有了这两种方法的结合，混凝土强度的检测问题可以基本上得到解决。关于混凝土强度检测技术的发展重点不应是开发新的更准确的检测方法，而是充分运用已有的技术，扩大其应用范围，解决已有建筑物检测中的难题。经验告诉我们，每当一项新的混凝土强度测试技术问世时，人们都在更准确方面对其抱有过高的期望。但事与愿违，随着该项技术的应用，其不准确的问题也逐渐暴露出来，实际上，开发更准确的检测方法也是不现实的。在构件混凝土强度测试时，确实有一些问题需要解决。
3.2缺陷检测
混凝土结构的缺陷可分成混凝土缺陷和混凝土中埋入件的缺陷。
3.2.1混凝土缺陷
混凝土缺陷包括酥松、漏振、蜂窝、狗洞和裂缝等，对于这类缺陷，国内虽然已有相应的标准，但是对于某些构件，目前尚无合适的测试方法，如大体积混凝土，特别是高层建筑基础中的大体积、密配筋构件极易出现混凝土缺陷。对于这些构件缺陷的测试尚需进行研究。国内外正在进行一些测试方法的研究和工程实践。雷达波法、冲击回波法和渗透法是目前得到较好发展的测试方法。 3.2.2混凝土中埋入件的缺陷
主要是预应力管道灌浆饱满程度的测试。一些国家的规范已规定，凡是后张预应力管道都应进行灌浆饱满程度的检测。我国正在修订的有关规范也有此项要求。因此，无论是在施工工程还是已有建筑或桥梁都面临这个问题。
3.3钢筋配置
钢筋配置情况测试主要是混凝土构件的钢筋。目前主要采用电磁感应法和雷达波法测定构件中的钢筋，其中雷达波法测试速度较快，电磁感应法测试速度相对较慢。这两种方法都不能准确地测试钢筋直径，当需要钢筋直径准确数值时，必须结合开凿实地检查；另一方面，这两种测试方法均不能测定节点区的钢筋和构件中钢筋的连接情况。
因此，研发能够测试钢筋节点、接连情况且测试精度较高的仪器具有很大的必要性，应用潜力巨大。
3.4构件损伤
构件的损伤情况包括钢材的锈蚀量、混凝土和砌体构件表面的腐蚀损失量和灾害损伤程度等，构件的损伤情况关系到构件承载力。钢筋锈蚀的定性测试方法主要有电化学方法，混凝土的腐蚀情况测试还没有合适的无损检测方法。目前，钢筋锈蚀、混凝土腐蚀情况的定量检测方法主要是通过现场实地考察与测量来完成。
4.基于结构检测的混凝土结构质量提高措施
4.1裂缝修补
修补裂缝的目的在于使结构因开裂而降低的功能和耐久性得以恢复，裂缝修补方法主要有表面处理法、灌浆法及填充法等，分别适用于不同目的、原因及宽度的裂缝修补。表面处理法是针对微细裂缝；灌浆法用于裂缝宽度较小、深度较深的裂缝修补，尤其是受力裂缝的修补；化学灌浆法能较好地粘结并增强构件的整体性，可使构件恢复使用功能，提高耐久性，达到防锈补强的目的，常用来修补水池、水塔、水坝等结构的裂缝，以及因钢筋锈蚀导致结构耐久性降低的构件；填充法又称凿槽法，将裂缝凿成“U”型或“V”型，然后填各种修补材料，适用于数量较少的宽大裂缝及钢筋锈蚀所产生的裂缝修补。
4.2混凝土构件加固
混凝土构件的加固是最常见的加固工作，国内制订了《混凝土结构加固技术规范》，该规范中包括了扩大截面法、干式外包钢法、湿式外包钢法、预应力加固法、改变结构传力途径加固法、化学灌浆法、粘钢法和裂缝修补法。除了传统的扩大截面法、外包钢法外，国内使用广泛的还有喷射混凝土加固技术、预应力加固技术、粘钢板加固技术、粘贴玻璃钢板加固技术、缠绕钢丝法加固技术、对接板的叠合加固方法等，该规范的实施对国内加固事业起到极大的推动作用。
参考文献
[1]陈长征，罗跃纲，白秉三，等编著.结构损伤检测与智能诊断，北京：中国科学出版社，2001.
[2]卜良桃，王济川，编著.建筑结构加固改造设计与施工.长沙：湖南大学出版社，2002.
[3]中華人民共和国国家标准.混凝土结构加固设计规范.北京：中国建筑工业出版社，2006.
收稿日期：2013-4-16
关键词：混凝土；结构；检测
1.绪论
建筑结构一般都处在一定的服役环境条件下，由于混凝土结构物自身性能、结构特点、荷载条件及其所处的外部环境条件的影响，建筑物随着时间的延长，混凝土结构会发生不同程度的损伤与劣化。为了确保既有建筑维修、改造工作科学性、经济性，并确保维修改造后的建筑的可靠性，对既有建筑的混凝土结构质量进行性能检测和评估非常必要。通过结构检测，能用定量的方法科学地评定各种结构和构件的质量，是对既有建筑物性能评估以及相关后续处理的主要依据和基础。因此，既有建筑结构质量的检测意义重大。
2.引起混凝土结构损伤的主要因素分析
针对既有建筑结构物中的混凝土结构而言，从产生损伤的直接原因来看，可以将混凝土损伤原因分为内部原因与外部原因。内部原因是指混凝土自身的一些缺陷以及组成材料等的不足。产生损伤的外部原因主要包括荷载、自然环境以及使用环境引起的劣化，可分为一般环境、特殊环境及灾害环境。一般环境中的二氧化碳、环境温度与环境湿度、酸雨等将使混凝土中性化，并使其中的钢筋产生锈蚀，而环境温度与环境湿度等则是影响钢筋锈蚀的最主要因素；特殊环境中的酸、碱、盐是导致混凝土组成与结构发生劣化及钢筋锈蚀破坏的最主要原因，如沿海地区的盐害、寒冷地区的冻害、腐蚀性土壤及工业环境中的酸碱腐蚀等；灾害环境主要指地震、火灾等对结构造成的偶发损伤，这种损伤与环境损伤等因素的共同作用，也将使结构性能随时间劣化。显然，建筑物中混凝土结构的损伤往往是这些因素综合作用的结果。归结起来，既有建筑物中混凝土结构损伤的劣化现象主要有以下几种类型：
2.1混凝土的碳化及其它腐蚀劣化
混凝土的碳化（也称中性化）是混凝土中的氢氧化钙水化产物与环境中的CO2发生化学反应生成CaCO3的过程，它使混凝土的碱度降低，从而失去对钢筋的保护作用，是一般大气环境下混凝土内部钢筋锈蚀的前提条件。混凝土的碳化是建筑物最为典型的劣化特征。此外，在一些特殊的环境中，如在处于潮湿寒冷地区的建筑物，基础部分会发生冻融作用下的破坏；处于沿海或盐碱地区的建筑物，由于各类盐的物理、化学侵蚀作用而使得混凝土劣化甚至破坏。在上述因素的作用下，不仅混凝土自身性能发生劣化，也造成混凝土内部钢筋更直接地暴露在腐蚀环境中，加速了腐蚀过程。
2.2钢筋锈蚀
混凝土碳化后，在适当的条件下钢筋产生锈蚀。另外，有Cl-存在时（如在海洋环境、工业建筑的盐环境、混凝土中掺加氯盐及除冰盐的路桥等），即使混凝土仍保持强碱性，钢筋也会发生锈蚀。钢筋发生锈蚀后，结构物的性能将会产生严重的降低，若不及时采取措施，将导致严重后果。
2.3混凝土裂缝
在众多因素（如混凝土收缩、温度应力、地基的不均匀沉降、荷载应力等）的综合作用下，很可能导致混凝土产生裂缝；另外，混凝土内部由于物理、化学作用等原因产生的膨胀应力，也是导致混凝土产生裂缝的重要原因。如，混凝土中的钢筋锈蝕产生膨胀性产物将导致混凝土产生沿筋的纵向裂缝；混凝土冻融、碱一集料反应、盐结晶等也能导致混凝土产生裂缝。
2.4混凝土、钢筋强度降低
随结构服役时间的增长，在各种环境综合作用下，混凝土及其中的钢筋的强度（力学性能）将产生下降。混凝土强度的劣化主要受使用环境的影响，如一般大气环境下混凝土强度在相当长时间以后才开始下降，而海洋环境的混凝土强度在30年时约降低50%。钢筋锈蚀使得其横切断面积减小，力学性能显著下降。
2.5结构产生的过大变形
主要是荷载作用下（包括振动与疲劳）梁、板的过大变形及地基不均匀沉降引起的混凝土结构发生过大变形。
3.混凝土结构质量检测的主要内容和检测技术
3.1强度检测
在对建筑物鉴定和加固改造时，构件材料强度的测试是必不可少的项目。构件材料强度的检测包括混凝土强度、钢材强度、砂浆强度、砖的强度、砌体强度和木材强度等。混凝土强度的检测是国内外发展较早的检测项目，也是公认比较成熟的技术。
目前常用的混凝土强度的检测方法有回弹法、超声法、超声回弹综合法、钻芯法、后装拔出法、贯入法和冲击回波法等，尽管关于混凝土强度的检测方法比较多，但在实际检测实践中采用较多的是回弹法和钻芯法或经钻芯修正的回弹一钻芯综合方法。可以说，有了这两种方法的结合，混凝土强度的检测问题可以基本上得到解决。关于混凝土强度检测技术的发展重点不应是开发新的更准确的检测方法，而是充分运用已有的技术，扩大其应用范围，解决已有建筑物检测中的难题。经验告诉我们，每当一项新的混凝土强度测试技术问世时，人们都在更准确方面对其抱有过高的期望。但事与愿违，随着该项技术的应用，其不准确的问题也逐渐暴露出来，实际上，开发更准确的检测方法也是不现实的。在构件混凝土强度测试时，确实有一些问题需要解决。
3.2缺陷检测
混凝土结构的缺陷可分成混凝土缺陷和混凝土中埋入件的缺陷。
3.2.1混凝土缺陷
混凝土缺陷包括酥松、漏振、蜂窝、狗洞和裂缝等，对于这类缺陷，国内虽然已有相应的标准，但是对于某些构件，目前尚无合适的测试方法，如大体积混凝土，特别是高层建筑基础中的大体积、密配筋构件极易出现混凝土缺陷。对于这些构件缺陷的测试尚需进行研究。国内外正在进行一些测试方法的研究和工程实践。雷达波法、冲击回波法和渗透法是目前得到较好发展的测试方法。 3.2.2混凝土中埋入件的缺陷
主要是预应力管道灌浆饱满程度的测试。一些国家的规范已规定，凡是后张预应力管道都应进行灌浆饱满程度的检测。我国正在修订的有关规范也有此项要求。因此，无论是在施工工程还是已有建筑或桥梁都面临这个问题。
3.3钢筋配置
钢筋配置情况测试主要是混凝土构件的钢筋。目前主要采用电磁感应法和雷达波法测定构件中的钢筋，其中雷达波法测试速度较快，电磁感应法测试速度相对较慢。这两种方法都不能准确地测试钢筋直径，当需要钢筋直径准确数值时，必须结合开凿实地检查；另一方面，这两种测试方法均不能测定节点区的钢筋和构件中钢筋的连接情况。
因此，研发能够测试钢筋节点、接连情况且测试精度较高的仪器具有很大的必要性，应用潜力巨大。
3.4构件损伤
构件的损伤情况包括钢材的锈蚀量、混凝土和砌体构件表面的腐蚀损失量和灾害损伤程度等，构件的损伤情况关系到构件承载力。钢筋锈蚀的定性测试方法主要有电化学方法，混凝土的腐蚀情况测试还没有合适的无损检测方法。目前，钢筋锈蚀、混凝土腐蚀情况的定量检测方法主要是通过现场实地考察与测量来完成。
4.基于结构检测的混凝土结构质量提高措施
4.1裂缝修补
修补裂缝的目的在于使结构因开裂而降低的功能和耐久性得以恢复，裂缝修补方法主要有表面处理法、灌浆法及填充法等，分别适用于不同目的、原因及宽度的裂缝修补。表面处理法是针对微细裂缝；灌浆法用于裂缝宽度较小、深度较深的裂缝修补，尤其是受力裂缝的修补；化学灌浆法能较好地粘结并增强构件的整体性，可使构件恢复使用功能，提高耐久性，达到防锈补强的目的，常用来修补水池、水塔、水坝等结构的裂缝，以及因钢筋锈蚀导致结构耐久性降低的构件；填充法又称凿槽法，将裂缝凿成“U”型或“V”型，然后填各种修补材料，适用于数量较少的宽大裂缝及钢筋锈蚀所产生的裂缝修补。
4.2混凝土构件加固
混凝土构件的加固是最常见的加固工作，国内制订了《混凝土结构加固技术规范》，该规范中包括了扩大截面法、干式外包钢法、湿式外包钢法、预应力加固法、改变结构传力途径加固法、化学灌浆法、粘钢法和裂缝修补法。除了传统的扩大截面法、外包钢法外，国内使用广泛的还有喷射混凝土加固技术、预应力加固技术、粘钢板加固技术、粘贴玻璃钢板加固技术、缠绕钢丝法加固技术、对接板的叠合加固方法等，该规范的实施对国内加固事业起到极大的推动作用。
参考文献
[1]陈长征，罗跃纲，白秉三，等编著.结构损伤检测与智能诊断，北京：中国科学出版社，2001.
[2]卜良桃，王济川，编著.建筑结构加固改造设计与施工.长沙：湖南大学出版社，2002.
[3]中華人民共和国国家标准.混凝土结构加固设计规范.北京：中国建筑工业出版社，2006.
收稿日期：2013-4-16