混凝土強(qiáng)度回彈法檢測時(shí)的問題探討

楊慶雨

摘 要：在建筑工程中混凝土檢測中的方法有很多種，其中，混凝土檢測用的最多的檢測方法就是回彈法質(zhì)量檢測，這種方法是無損檢測推動(dòng)混凝土強(qiáng)度的基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：工程；回彈法檢測；過程

回彈法是用一彈簧驅(qū)動(dòng)的重錘，通過彈擊桿（傳力桿），彈擊混凝土表面，并測出重錘被反彈回來的距離，以回彈值（反彈距離與彈簧初始長度之比）作為與強(qiáng)度相關(guān)的指標(biāo)，來推定混凝土強(qiáng)度的一種方法。由于測量在混凝土表面進(jìn)行，所以應(yīng)屬于一種表回彈法用的回彈儀面硬度法，是基于混凝土表面硬度和強(qiáng)度之間存在相關(guān)性而建立的一種檢測方法。

1 工程概況

本工程為某市一大廈，該大廈主體由兩部分組成，分別為屋頂標(biāo)高62.90m的單元住宅樓和屋頂標(biāo)高為60.10m的單身公寓樓。兩部分均為地下一層，地上二十層。單元住宅樓部分為鋼筋混凝土框支—剪力墻結(jié)構(gòu)，而單身公寓樓部分為鋼筋混凝土框架-剪力墻結(jié)構(gòu)。兩樓的平面形式為L型，基礎(chǔ)均是此昂外擊式沉管灌注樁。本工程為了準(zhǔn)確檢測結(jié)構(gòu)的混凝土強(qiáng)度，經(jīng)過分析，考慮采用回彈法。

2 回彈法檢查原理及特點(diǎn)

2.1 檢測原理

根據(jù)已知混凝土的抗壓強(qiáng)度與其表面的硬度存在一定的相關(guān)關(guān)系，而回彈法就是以這個(gè)理論為基礎(chǔ)的。通過采用具有一定彈力的彈擊錘擊打在混凝土的表面，會(huì)產(chǎn)生一定的回彈高度，然后再通過回彈儀，可以得到回彈高度的具體數(shù)值（回彈值），此回彈高度與混凝土表面的硬度存在一定的比例關(guān)系。因此，可以通過采用回彈的高度表示混凝土的表面強(qiáng)度。通過表面強(qiáng)度與抗壓強(qiáng)度的關(guān)系，就可得到混凝土的抗壓強(qiáng)度，回彈法檢測原理如圖1。

2.2 特 點(diǎn)

從應(yīng)用情況來看，回彈法檢測方法其具有設(shè)備簡單、操作方便、成本低的特點(diǎn)，而且在檢測過程中不會(huì)對(duì)混凝土造成破壞。因此，應(yīng)在施工現(xiàn)場經(jīng)常使用回彈法進(jìn)行混凝土強(qiáng)度的檢測。但是這種方法的檢測精度不高，同時(shí)影響回彈法精度因素有很多，比如儀器的性能、環(huán)境情況以及操作人員的水平。因此，進(jìn)行回彈法測強(qiáng)試驗(yàn)時(shí)應(yīng)嚴(yán)格按照操作方法進(jìn)行，熟練掌握回彈法，并且做好儀器的保養(yǎng)工作。根據(jù)規(guī)范規(guī)定，可以進(jìn)行回彈法檢查的混凝土要達(dá)到一定的齡期，大致在7～1000d。表層或內(nèi)部存在明顯質(zhì)量差異和問題的混凝土構(gòu)件不宜采用回彈法，使用特種成型工藝制作的混凝土構(gòu)件也不適宜采用回彈法進(jìn)行強(qiáng)度的檢測。這些情況下的混凝土在檢測中會(huì)使回彈法的檢測范圍嚴(yán)重受到限制，影響回彈法的檢測效果。

3 測強(qiáng)曲線的影響因素分析

在采用回彈法檢測混凝土強(qiáng)度應(yīng)用中，必須準(zhǔn)確地分析出該檢測法所測得的試驗(yàn)結(jié)果所受到的影響，方可準(zhǔn)確地定取出混凝土強(qiáng)度檢測值。結(jié)合工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，在混凝土抗壓強(qiáng)度的回彈法檢測中，影響其回彈高度的因素有很多，包括混凝土的原材料、配合比、碳化深度等等，其中最主要的影響因素是混凝土表面的碳化深度。根據(jù)全國統(tǒng)一的測強(qiáng)曲線可以知道，碳化深度對(duì)測強(qiáng)曲線的影響很大。因此在進(jìn)行碳化深度的測量時(shí)，對(duì)其準(zhǔn)確度和精度的要求都很高。在進(jìn)行碳化深度的測量時(shí)，應(yīng)在測量表面形成直徑15mm的孔洞。將孔洞清理干凈之后，即可在孔洞邊緣滴上酚酞試劑，酚酞試劑與碳化的混凝土表面反應(yīng)會(huì)變色。根據(jù)表面混凝土的變色深度，即可確定混凝土的碳化深度。但是由于混凝土中骨料的影響，會(huì)導(dǎo)致變色的界面模糊不清，同時(shí)人眼對(duì)變色界面的判定也因個(gè)體的不同出現(xiàn)一定的誤差。因此現(xiàn)在進(jìn)行碳化深度的確定，其結(jié)果要經(jīng)過反復(fù)的商榷。

為了避免碳化深度對(duì)回彈法檢測結(jié)果的影響，在對(duì)該大廈進(jìn)行檢測時(shí)，對(duì)于被檢測的混凝土表面進(jìn)行平整處理，將混凝土表面的碳化深度去除并打磨整齊，這樣就除去了碳化深度的不利影響。而對(duì)于同一棟建筑結(jié)構(gòu)而言，其他影響回彈值的因素都是一致的。因此可以認(rèn)為在，本工程中進(jìn)行回彈法檢測得到的回填曲線，可以較為準(zhǔn)確的描述混凝土抗壓強(qiáng)度與回彈值的關(guān)系。

4 回彈法的檢測過程

4.1 數(shù)據(jù)采集

4.1.1 工程資料

在進(jìn)行混凝土強(qiáng)度回彈法檢測之前，應(yīng)對(duì)被檢測結(jié)構(gòu)的具體情況進(jìn)行詳細(xì)的了解，主要需要確定的方面有混凝土的設(shè)計(jì)參數(shù)、結(jié)構(gòu)的形式以及混合料的具體使用情況。

4.1.2 測區(qū)回彈值

對(duì)于要進(jìn)行檢查的區(qū)域采用抽檢的方式，進(jìn)行檢查的區(qū)域應(yīng)較為干凈和平整，表面不存在明顯的蜂窩和麻面現(xiàn)象。同時(shí)在一個(gè)范圍區(qū)域的布置的測點(diǎn)要均勻，檢測區(qū)域?yàn)?.2m×0.2m。根據(jù)規(guī)范規(guī)定，在一個(gè)檢查區(qū)域內(nèi)應(yīng)布置16個(gè)檢測點(diǎn)，取16個(gè)回彈值，測量結(jié)果精度為1。在進(jìn)行布點(diǎn)時(shí)，點(diǎn)與點(diǎn)之間的間距不得小于20mm，同時(shí)最邊緣一點(diǎn)距邊緣的距離不得小于30mm。在進(jìn)行檢測時(shí)，應(yīng)保證回彈儀的軸線始終垂直于測點(diǎn)的所在面。

4.2 強(qiáng)度計(jì)算

4.2.1 回彈值的計(jì)算

在檢測得到的16個(gè)回彈值中，取出三個(gè)最大值和三個(gè)最小值。接著剩下的十個(gè)回彈值計(jì)算它們的平均值，平均回彈值的精度取為0.1。

4.2.2 回彈值的修正

當(dāng)采用回彈儀對(duì)非水平方向的混凝土澆筑側(cè)面進(jìn)行檢測時(shí)，應(yīng)對(duì)回彈值進(jìn)行修正。對(duì)于平均回彈值的修正，應(yīng)根據(jù)規(guī)范加上相應(yīng)的回彈儀非水平方向檢測修正值，其取值如表1所示。

當(dāng)采用回彈儀對(duì)水平方向的混凝土澆筑面進(jìn)行檢測時(shí)，應(yīng)對(duì)回彈值進(jìn)行修正。對(duì)于平均回彈值的修正應(yīng)，根據(jù)規(guī)范加上相應(yīng)的回彈儀水平方向檢測修正值。混凝土表面或者底面的修正值有所不同，其具體取值應(yīng)根據(jù)規(guī)范進(jìn)行選擇。同時(shí)近似為水平方向的混凝土澆筑面，也是采用回彈儀水平方向檢測修正值進(jìn)行修正的。

4.2.3 測強(qiáng)曲線的應(yīng)用

當(dāng)工程所在地區(qū)存在已有的混凝土回彈測強(qiáng)曲線時(shí)，即可利用當(dāng)?shù)氐膫?cè)強(qiáng)曲線進(jìn)行混凝土強(qiáng)度的求取。當(dāng)所在地不存在混凝土的回填測強(qiáng)曲線時(shí)，可以根據(jù)規(guī)范采用統(tǒng)一的“測區(qū)混凝土強(qiáng)度換算表進(jìn)行換算。

4.3 異常數(shù)據(jù)的分析

混凝土的強(qiáng)度不是一致的，它是服從正態(tài)分布?；貜椃ㄟM(jìn)行混凝土強(qiáng)度檢測時(shí)是進(jìn)行多次反復(fù)測量的，其中可能會(huì)出現(xiàn)差別較大的異常數(shù)值，此時(shí)應(yīng)去除不合理的數(shù)據(jù)。在進(jìn)行數(shù)據(jù)的整理時(shí)，應(yīng)根據(jù)具體情況劃定相應(yīng)的超越概率或保證率，從而確定數(shù)據(jù)的合理范圍，對(duì)于超過合理范圍的數(shù)據(jù)予以去除。

4.4 強(qiáng)度的推定

當(dāng)回彈法檢測是批量進(jìn)行時(shí)，混凝土強(qiáng)度的推定值可以根據(jù)規(guī)范規(guī)定的公式進(jìn)行計(jì)算：

Rm=rm-1.645S，R2=Rm，mine

其中：rm為混凝土強(qiáng)度平均值，s為混凝土強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值，Rm，mine為構(gòu)件中最小的測區(qū)強(qiáng)度換算值的平均值。最終，該批構(gòu)件的混凝土強(qiáng)度的取值為Rm和R2中的較大值。但是對(duì)于批量進(jìn)行檢查的構(gòu)件，當(dāng)出現(xiàn)以下情況時(shí)，應(yīng)按單個(gè)構(gòu)件進(jìn)行檢測。當(dāng)該批構(gòu)件的混凝土強(qiáng)度的平均值小于25MPa，而其混凝土強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)差的取值大于4.5MPa時(shí)，應(yīng)按單個(gè)構(gòu)件進(jìn)行混凝土強(qiáng)度的檢測。同時(shí)當(dāng)該批構(gòu)件的混凝土強(qiáng)度的平均值大于25MPa，而其混凝土強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)差的取值大于5.5MPa，也同樣應(yīng)按單個(gè)構(gòu)件進(jìn)行混凝土強(qiáng)度的檢測，單個(gè)構(gòu)件的混凝土強(qiáng)度取值為R2。

5 結(jié) 語

從工程實(shí)踐效果表明，回彈法是無損檢測的方法之一，其具有操作簡單、檢測費(fèi)用低等優(yōu)勢而被廣泛應(yīng)用。在實(shí)際的回彈法檢測混凝土強(qiáng)度中，其能否達(dá)到如期的準(zhǔn)確性和適用性，必須依靠合理的檢測步驟以及準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)加以分析。