回彈法檢測水工混凝土抗壓強度技術(shù)研究

□金幫琳

一、問題的提出

水工混凝土抗壓強度的檢測，可采用回彈法、超聲法、超聲回彈綜合法等。當不能采用上述方法或需要對上述方法測定的混凝土強度進行復核或驗證時，可采用鉆芯法?；貜椃z測混凝土質(zhì)量是一種非破損檢測，即無損檢測。當對工程結(jié)構(gòu)質(zhì)量有懷疑時,可運用回彈法進行檢測。國外在使用回彈法時精度并不高，有的只能定性判斷混凝土質(zhì)量，不能定量給出具體的強度數(shù)值?；貜椃z測混凝土抗壓強度在我國使用已達五十余年，并且廣泛應用，這不僅是因為回彈法簡便、靈活、符合國情，更是由于我國已經(jīng)解決了回彈法使用精度不高和不能普遍推廣的關(guān)鍵問題。目前，回彈法檢測混凝土抗壓強度依然存在很多問題，回彈法在使用過程中出現(xiàn)了較多的操作不規(guī)范、隨意性大、計算方法不當?shù)葐栴},造成了較大的測試誤差。如何保證檢測精度,使其在水利工程監(jiān)督檢驗、混凝土質(zhì)量檢測中發(fā)揮應有的作用,已成為廣大建筑工程技術(shù)人員所關(guān)注的問題。本人結(jié)合水利工程質(zhì)量檢測工作實踐經(jīng)驗及從事回彈法檢測混凝土抗壓強度專題研究心得，與大家共同研究探討回彈法檢測混凝土抗壓強度問題。

二、質(zhì)量檢測中普遍存在的問題

近幾年，全國先后開展了大中型病險水閘安全鑒定質(zhì)量檢測等核查工作。水利工程大中型病險水閘安全鑒定質(zhì)量檢測成果核查工作細則中明確規(guī)定，對混凝土結(jié)構(gòu)檢測核查內(nèi)容有：檢測方法是否規(guī)范，檢測依據(jù)是否準確，對強度、尺寸、保護層厚度等參數(shù)是否開展了檢測，檢測結(jié)果是否對上述參數(shù)給出了量化指標并進行了判別。水利工程質(zhì)量檢測單位應具備健全的質(zhì)量管理體系和計量認證體系，并具有相應資質(zhì)，其設(shè)備與人員的配備應與所承擔的任務(wù)相適應。在實際質(zhì)量檢測核查工作中，發(fā)現(xiàn)檢測機構(gòu)質(zhì)量檢測工作中普遍存在以下問題：

(一)人員問題

檢測人員是檢測的主體，其理論基礎(chǔ)、技術(shù)水平、職業(yè)道德和法律意識直接關(guān)系到檢測成果的客觀公正。因此，檢測人員的素質(zhì)是保證檢測質(zhì)量的前提條件，也是檢測機構(gòu)業(yè)務(wù)水平的重要體現(xiàn)。檢測工作應由持有相應檢測資格證書的專業(yè)人員進行，每項檢測工作由兩名或兩名以上檢測人員承擔。目前，多數(shù)實驗室的檢測人員不能滿足《實驗室資質(zhì)認定評審準則》(國認實函[2006]141號)的要求，人員不足，跨專業(yè)檢測現(xiàn)象普遍存在。為此，各資質(zhì)認定實驗室應堅持以人為本，加強隊伍建設(shè)。按照“以人為本，育人為本”的工作思路，制定旨在為發(fā)展水利檢測事業(yè)培養(yǎng)一大批各類高素質(zhì)人才工程。既要注重選人用人，更要注重培養(yǎng)人，檢測質(zhì)量的保證來自于高水平的各類人才。一方面加強對檢測技術(shù)人員的職業(yè)道德教育，提高隊伍素質(zhì)；另一方面加強對檢測人員技術(shù)的培養(yǎng)，提高專業(yè)水平。

(二)儀器問題

目前，多數(shù)實驗室因資金等諸多原因，只檢定部分設(shè)備應付計量認證或政府部門監(jiān)督；許多設(shè)備儀器到期后未能及時送檢，部分設(shè)備儀器超過檢定周期。有的設(shè)備儀器當?shù)貙ｉT檢定機構(gòu)檢定不了，自檢時缺乏有效的自檢規(guī)程。更有甚者編造檢定證書，應付相關(guān)主管部門監(jiān)督檢查，因設(shè)備造成檢測結(jié)果嚴重失實的現(xiàn)象時有發(fā)生。

(三)技術(shù)標準問題

1．標準理解不深不透。用于檢測的標準是《回彈法檢測混凝土抗壓強度技術(shù)規(guī)程》JGJ/T 23—2011。2011版修訂的主要技術(shù)內(nèi)容為：一是增加了數(shù)字式回彈儀的技術(shù)要求；二是增加了泵送混凝土測區(qū)強度換算表；三是對測區(qū)強度修正時將原來采用的修正系數(shù)改為修正量法。

目前，多數(shù)現(xiàn)場檢測人員對該標準理解不深不透，測強曲線使用有誤，回彈值修正時有誤,混凝土強度的計算有誤，還有部分檢測員用回彈儀操作規(guī)程代替技術(shù)規(guī)程等等。

2．不懂得上述技術(shù)標準的適用范圍。

3．檢測的依據(jù)未能按照檢測技術(shù)規(guī)程執(zhí)行，隨意性較大。

4．一臺回彈儀標定一條曲線，精確度太差。如：HT3000型重型回彈儀等。

5．目前，隨著我國工程建設(shè)檢測市場的日臻完善，對實驗室的檢測和校準方法要求更為嚴格。所有實驗室必須按照相關(guān)技術(shù)規(guī)范或者標準，使用適合的方法和程序?qū)嵤z測活動。實驗室應優(yōu)先選擇國家標準、行業(yè)標準、地方標準，如果檢測和校準方法發(fā)生了變化，應重新進行確認?，F(xiàn)使用各個專業(yè)的檢測技術(shù)規(guī)范應為現(xiàn)行有效版本，并由專人管理，時時處于受控狀態(tài)。實驗室從事的所有檢測項目，必須按照相應檢測技術(shù)規(guī)范執(zhí)行，對沒有檢測依據(jù)的，不允許開展檢測業(yè)務(wù)和出具檢測報告，檢測技術(shù)規(guī)范是從事水利工程質(zhì)量檢測活動的唯一工作指南。

三、回彈法檢測混凝土缺陷研究

混凝土回彈儀是用一個彈簧驅(qū)動彈擊錘并通過彈擊桿彈擊混凝土表面所產(chǎn)生的瞬時彈性變形的恢復力，使彈擊錘帶動指針彈回并指示出彈回的距離。以回彈值作為混凝土抗壓強度相關(guān)的指標之一，來推定混凝土的抗壓強度。它是用于無損檢測結(jié)構(gòu)或構(gòu)件混凝土抗壓強度的一種儀器。通過對回彈法檢測水工混凝土抗壓強度技術(shù)研究，得出回彈法檢測中不適用混凝土范圍如下：

——不適用于除普通混凝土之外的任何混凝土。適用的混凝土必須是普通混凝土。普通混凝土系主要由水泥、砂、石、外加劑、摻合料和水配制的密度為2000 kg/m3至2800kg/m3。

——不適用于水泥安定性不合格的混凝土，即水泥安定性不合格不能檢測。

——不適用于高強混凝土檢測。ZC1型高強混凝土回彈儀，標準能量5.5J，回彈儀的率定值應為83±2，用于檢測混凝土抗壓強度為60～80mPa范圍內(nèi)的混凝土結(jié)構(gòu)或構(gòu)件。

關(guān)于“高強混凝土”，中華人民共和國行業(yè)標準《普通混凝土配合比設(shè)計規(guī)程》(JGJ55-2011)第2.1.8條指出強度等級不小于C60的混凝土，定義為高強混凝土。本規(guī)程檢測的現(xiàn)場構(gòu)件混凝土強度雖然不能歸為某一強度等級，但從上述條文可以將抗壓強度為60MPa及以上強度視為高強混凝土。

——不適用于大體積混凝土檢測。HT3000型回彈儀，標準能量3.0J，回彈儀的率定值應為63±2。無國家標準，只有一條N—R(回彈值—抗壓強度)關(guān)系曲線，參考使用，不能用于出具檢測報告。

——不適用于表層與內(nèi)部質(zhì)量有明顯差異的混凝土結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的檢測，如混凝土表面遭受了火災、凍傷、受化學物質(zhì)侵蝕等。

——不適用于內(nèi)部存在缺陷的混凝土結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的檢測。

——不適用于非泵送混凝土粗骨料最大公稱粒徑大于60mm，泵送混凝土粗骨料最大公稱粒徑大于31.5mm。

——不適用于特種成型工藝制作的混凝土。

——不適用于檢測部位混凝土曲率半徑小于250mm的混凝土。

——不適用于潮濕或浸水混凝土。

四、提高回彈法檢測精度的技術(shù)措施

目前，回彈法檢測混凝土抗壓強度依然存在很多問題，回彈法在使用過程中出現(xiàn)了較多的操作不規(guī)范、隨意性大、計算方法不當?shù)葐栴}，造成了較大的測試誤差。因此，本人結(jié)合山東省引黃濟青改擴建工程等水利工程質(zhì)量檢測，開展回彈法檢測水工混凝土抗壓強度技術(shù)研究，通過研究，得出以下提高回彈法的檢測精度的建議及措施。

(一)做好儀器狀態(tài)標識，防止誤用

儀器設(shè)備實行標識管理，每臺設(shè)備都應以適當?shù)臉俗R表明其所處的狀態(tài)，防止誤用，這是提高回彈法檢測精度的前提。

1．合格標識。經(jīng)過檢定校準或驗證合格，確定其符合技術(shù)規(guī)范規(guī)定使用要求的儀器設(shè)備。凡出現(xiàn)以下情況的儀器設(shè)備必須貼合格證(綠色)。

(1)計量檢定(包括自檢)合格者。

(2)設(shè)備不必檢定，經(jīng)校驗或檢驗其功能正常者。

(3)設(shè)備無法檢定，經(jīng)對比或鑒定適用者。

2．準用標識。儀器設(shè)備存在部分缺陷，受限使用的，但檢測工作所用功能正常，且經(jīng)檢定、校驗合格的，必須貼準用證(黃色)。

3．停用標識。儀器設(shè)備目前狀態(tài)不能使用，但經(jīng)過檢定校準或修復后可以使用的。凡出現(xiàn)以下情況的儀器設(shè)備必須貼停用證(紅色)。

(1)儀器設(shè)備經(jīng)計量檢定不合格者。

(2)檢測儀器設(shè)備損壞者。

(3)儀器設(shè)備性能無法確定者。

(4)儀器設(shè)備超過檢定周期者。

(5)不符合技術(shù)規(guī)范規(guī)定要求者。

(二)規(guī)范儀器操作方法

堅持儀器正確操作方法，讓不同的檢測人員使用同一操作方法，這是提高回彈法檢測精度的根本保證。通過研究分析，得出儀器正確操作方法如下：

——檢測時用于儀器檢測的作業(yè)面必須是混凝土原漿面。

——檢測時回彈儀的軸線必須始終垂直于混凝土檢測面。

——檢測時將彈擊桿頂住混凝土的表面，輕壓儀器，使按鈕松開，放松壓力時彈擊桿伸出，掛鉤掛上彈擊錘。

——使儀器的軸線垂直于作業(yè)面并緩慢均勻施壓，待彈擊錘脫鉤沖擊彈擊桿后，彈擊錘回彈帶動指針向后移動至某一位置時，指針塊上的示值刻線在刻度尺上示出一定數(shù)值即為回彈值。

——使儀器機芯繼續(xù)頂住混凝土表面進行讀數(shù)并記錄回彈值。如條件不利于讀數(shù)，可按下按鈕，鎖住機芯，將儀器移至它處讀數(shù)。

——逐漸對儀器減壓，使彈擊桿自儀器內(nèi)伸出，待下一次使用。

(三)提高回彈法檢測精度的技術(shù)措施

在實際檢測過程中，通過采取相應技術(shù)措施，可有效提高回彈法檢測精度，具體技術(shù)措施如下：

1．注意回彈法檢測的適用條件。

2．測試前必須進行回彈儀的率定試驗。

3．測區(qū)選擇要正確。

4．測試動作要規(guī)范,切忌隨意操作。

5．消除測試面因素的影響。

6．注意碳化深度的測試取值。

7．注意混凝土回彈值的修正。

8．測試異常時,需與鉆芯法配合使用。

9．建立本地區(qū)的專用測強曲線。

五、結(jié) 語

早在20世紀30年代，人們就開始探索混凝土無損檢測技術(shù)。1945年瑞士人史密特發(fā)明了回彈儀并獲得了專利，應用于工程實踐。上世紀60年代，費格瓦洛提出超聲回彈綜合法。隨后，許多國家對這一工作展開了大量研究和探討，并制定了有關(guān)的標準和規(guī)范。國際標準化組織(ISO)也于1980年提出了“硬化混凝土——用回彈儀測定回彈值”的國際標準草案(ISO/DIS8045)。回顧我國回彈法測強技術(shù)發(fā)展的歷程和現(xiàn)狀，無論是研究和應用的深度和廣度，我國的回彈法測強技術(shù)均處于世界的前列。這一方面是我國經(jīng)濟建設(shè)迅猛發(fā)展對回彈法測強技術(shù)的發(fā)展提供了強大的動力；另一方面也是從事這項技術(shù)研究的許多單位、許多科研技術(shù)人員長期堅持不懈努力的結(jié)果。我們深信，隨著廣大科技工作者對回彈法測強技術(shù)的深入研究，回彈法檢測水工混凝土抗壓強度將具有廣闊的推廣應用前景。