普通混凝土抗壓強度回彈法檢測的思考

賴春健

(廈門市工程檢測中心有限公司 福建廈門 361004)

普通混凝土抗壓強度回彈法檢測的思考

賴春健

(廈門市工程檢測中心有限公司 福建廈門 361004)

本文通過對回彈法檢測普通混凝土強度相關參數的分析，討論了回彈法檢測中回彈值的檢測現狀及碳化深度值的影響規(guī)律。此外，對測區(qū)數少于10個時提出也按數理統(tǒng)計的方法進行統(tǒng)一計算分析，將其計算結果與文獻[1]的計算方法進行比較，同時，結合工程實測數據，對不同測區(qū)數對計算結果影響規(guī)律進行了探討。

回彈法;混凝土碳化深度值;測區(qū)數;檢測

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0 引言

回彈法作為一種混凝土強度的無損檢測技術，被廣泛應用于在建工程實體檢測及已有混凝土結構建筑中的混凝土強度檢測中，為廣大工程工作者確定混凝土強度帶來了便利。但已有建筑可靠性鑒定中混凝土強度檢測，如按不少于10個測區(qū)進行數據采集，勢必會對已有建筑粉刷層造成較大的破壞，給后期復原工作帶來較大的困難；如測區(qū)數少于10個，由于混凝土復合材料本身的離散性較大，是否還能推定出混凝土的較合理強度值又有疑問，筆者將從回彈法檢測砼強度的基本參數出發(fā)，對此進行分析，并給出個人見解，以供相關人員參考。

1 回彈法檢測概念

回彈法是通過回彈儀測定混凝土表面硬度，綜合考慮表層碳化深度對表面硬度的影響規(guī)律，從而推定[3]混凝土強度的方法。它是一種宏觀推定混凝土抗壓強度的方法，具有操作簡單、儀器輕便且結果準確度較高的優(yōu)點，被廣泛應用于混凝土結構實體檢測中。

回彈法檢測混凝土強度的關鍵在于其所引用的測強曲線和相應的計算方法，文獻[1]、[2]給出了非泵送混凝土和泵送混凝土測強曲線，本文以文獻[1]測強曲線為例，詳見式(1)、(2)?？梢?，測強曲線確定后，強度推定值主要取決于回彈值和碳化深度值。

a)對于非泵送混凝土

(1)

b)對于泵送混凝土

(2)

a C35 b C40圖1 泵送砼本文與文獻[1]計算結果對比

a C35 b C40圖2 自拌砼本文與文獻[1]計算結果對比

2 參數分析

2.1 回彈值

回彈值作為推定混凝土抗壓強度值最重要的參數之一，其測量的準確性直接決定了推定值是否能準確反應混凝土的真實強度值。

決定測量值準確性的兩個重要因素為儀器和人。首先，儀器的相關技術指標必須符合規(guī)程規(guī)定[4]，即要檢定合格，同時保證在檢定有效期內使用；其次，人員操作儀器時應確?；貜梼x的軸線始終垂直于混凝土的檢測面(原漿面)，并應緩慢施壓、準確讀數、快速復位，同時注意彈擊點距離露筋、預埋件的距離不宜小于30mm，測點不應在氣孔或外露石子上，同一個測點只應彈擊一次。為了提高回彈法檢測的準確度，國家及地方均制定了相關標準，檢測機構亦制定了相應的作業(yè)指導書，回彈值測量已實現了標準化作業(yè)，測量結果用于推定混凝土現齡期抗壓強度具有較高的準確度和可信度。

2.2 碳化深度值

碳化深度值是推定普通混凝土抗壓強度的另一個重要參數。根據混凝土碳化深度值的影響規(guī)律對混凝土強度推定值進行折減，主要是考慮到混凝土成型后呈弱堿性[5](Ca(OH)2)?；炷脸尚秃笤谧匀画h(huán)境下養(yǎng)護或工作與空氣中CO2接觸(空氣中CO2含量約為0.03%)，發(fā)生碳化反應生成CaCO3。此反應由外及里，首先在混凝土表面生成CaCO3，化學成分及組織結構的改變使混凝土回彈值宏觀表現為增大，由于它僅是混凝土結構表面的一層碳化膜，因而此回彈值的增大并不代表著混凝土抗壓強度值的提高，故在混凝土抗壓強度值推定時，需要對此回彈值進行折減[6]。

混凝土碳化的發(fā)展是一個緩慢、由外而內的過程。隨著混凝土碳化的進一步發(fā)展，不斷生成的CaCO3，將打破混凝土原有的組織結構及化學平衡，導致混凝土變硬、變脆、脹裂，使混凝土由密實變得酥松(對一些老舊混凝土結構，特別是結構表面欠保護時，尤為明顯)，宏觀表現為回彈值減小。這種過度碳化的變化首先發(fā)生在混凝土表面，過度碳化導致混凝土表面與其內部組成出現了一定的差異，表面的強度已不足以反應其內部強度，故此時的混凝土回彈值大幅下降，并不代表著混凝土強度的大幅下降。

2.3 測區(qū)數及計算方法

考慮到回彈法計算的特點，其推定混凝土強度值的第三個影響因素為測區(qū)數的多少。相關標準以測區(qū)數10個為界限，根據測區(qū)數多少，規(guī)定了不同的計算方法。本文在文獻[1]的基礎上，結合混凝土技術發(fā)展的特點及現狀，將文獻[1]中以10個測區(qū)為界限的兩種計算方法合并，認為不區(qū)分測區(qū)數多少，均可采用式3～5推定混凝土強度。

a C35 b C40圖3 不同測區(qū)下的泵送砼推定值對比

a C35 b C40圖4 不同測區(qū)下的自拌砼推定值對比

(3)

(4)

(5)

本文以工程上較常用的設計強度等級為C35、C40非泵送和泵送混凝土回彈數據為例，在測區(qū)數少于10個時，將用本文推薦的計算方法所得數據與文獻[1]規(guī)定的進行比較詳見圖1、2;圖中k-比值=fcu,e(n)/fcu,e(10)；n-測區(qū)數)。結果表明，測區(qū)數對計算結果的影響規(guī)律，兩者基本一致，但本文計算方法所得結果的偏差總體上較文獻[1]計算方法的要小，且更為保守。此外，本文的計算方法，在測區(qū)數少于10個時，仍考慮其均值及標準差，考慮了混凝土強度的勻質程度，也更加符合數理統(tǒng)計的數據處理方式，在一定程度上有助于工程檢測工作者在測區(qū)數較少時更準確地推定出混凝土強度。

測區(qū)數的減少可顯著減少對已有混凝土結構粉刷層的破壞，同時可明顯降低檢測工作人員的工作量。隨著混凝土攪拌技術的成熟與提高，混凝土的均勻性有了較大的提升，故在測區(qū)數減少的情況下，欲較合理的推定出混凝土強度在理論上變得可行。

為考察測區(qū)數減少對計算結果的影響，本文仍以設計強度等級為C35、C40混凝土回彈數據為例，統(tǒng)計了泵送和自拌混凝土回彈數據各10組，考察其測區(qū)數在1個、3個、5個、8個與10個時的比值變化規(guī)律。從圖3可見，對于泵送混凝土，測區(qū)數的增加，推定值將越來越接近10測區(qū)時的推定值，測區(qū)數在5～10個時，波動較小，偏差基本在5%以內；測區(qū)數為3個時，偏差有所增大，但較5個測區(qū)時增大幅度有限。測區(qū)數減少至1個時，偏差顯著增大，且波動幅度大，隨機性強；此外，混凝土強度等級的變化對不同測區(qū)數推定其強度的影響規(guī)律基本一致。

由圖4可見，對于自拌混凝土，測區(qū)數的影響規(guī)律基本同泵送混凝土一致，但自拌混凝土的離散性明顯比泵送混凝土大，圖中有極少數偏差值超過10%?？傮w而言，在采用回彈法初步推定普通混凝土強度時，適當減少測區(qū)數量是可行的，但測區(qū)數不應少于3個，否則所得出的結論將極可能無法反應出混凝土的真實強度。

3 結論

(1)本文提出不區(qū)分測區(qū)數多少的混凝土強度計算方法所得結果的偏差總體上較文獻[1]計算方法的要小，且更為保守。

(2)隨著攪拌技術的提高，混凝土，特別是泵送混凝土的離散性將大大減小，在推定混凝土的強度時，測區(qū)數可適當減少，當測區(qū)數在5～10個時，偏差約為5%；當測區(qū)數減少至3個時偏差將增大，但總體上與5個測區(qū)時的偏差相差不大。

[1]DBJ/T 13-71-2015，回彈法檢測混凝土抗壓強度技術規(guī)程[S].

[2]JGJ/T 23-2011,回彈法檢測混凝土抗壓強度技術規(guī)程[S].

[3]常新偉，夏數威.工程檢測中回彈法測強問題的討論[J].河南科學,2013,31(11):1950-1951.

[4]王菲.回彈法在混凝土強度檢測中的應用研究[J].福建建材,2012,(10):22-24.

[5]張?zhí)K杭.混凝土碳化對其強度測試影響的技術研究[J].水利發(fā)電,2008,34(11):110-112.

[6]汪澤利.幾種導致回彈法檢測混凝土強度碳化深度異常原因的探討[J].安徽建筑,2014,(1):158-166.

賴春健(1983.5- )，男，工程師，主要從事工程質量檢測及房屋可靠性鑒定加固研究方面的工作。

The reflection of the Rebound method of common concrete compressive strength

LAIChunjian

(Xiamen Center of Engineering Inspection Co.Ltd.Xiamen 361004)

Based on the analysis of the Rebound method to test the related parameters of common concrete strength， in the paper, the statue of testing the rebound value and the influence of carbonation depth value were discussed. In addition, a unified statistical method was put forward on the analysis of the number of survey areas less than 10, and the calculation results were compared with the results of the Literature 1. Meanwhile, based on the engineering measured data, the influence of the calculation results of the different number of survey areas were discussed.

Rebound method; Concrete carbonation depth; Number of survey areas; Testing

賴春健(1983.5- ),男，工程師。

2015-10-22

TU528.1

A

1004-6135(2015)12-0103-04