回彈法檢測混凝土強度的準確性研究

曹學(xué)禹 劉 陽

河南交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院（450000）

0 前言

混凝土強度是混凝土結(jié)構(gòu)物一個非常重要的評價指標，它關(guān)乎著國家財產(chǎn)和人民生命的安全?；炷翉姸瘸Ｓ玫臋z測方法有：立方體試件抗壓強度試驗法、鉆芯法、回彈法。

立方體抗壓強度檢測主要是將新拌混凝土制作成邊長為150 mm 的立方體試件，養(yǎng)護到規(guī)定的齡期，用壓力試驗機測定其強度。該方法測定準確，數(shù)據(jù)直觀，是控制和評價混凝土結(jié)構(gòu)物強度的重要方法，可作為仲裁試驗和工程驗收的最終依據(jù)。

鉆芯法是檢測硬化后混凝土結(jié)構(gòu)物強度的一種方法，在混凝土結(jié)構(gòu)物上鉆取圓柱體芯樣，經(jīng)過加工處理后放到壓力試驗機上進行抗壓試驗。該方法能準確地評定出混凝土的強度，但是由于該法需要在結(jié)構(gòu)物上鉆取芯樣，對混凝土結(jié)構(gòu)物造成一定的破壞，所以在工程中使用較少。

回彈法是在不破壞混凝土結(jié)構(gòu)物的前提下，對硬化后混凝土結(jié)構(gòu)物強度的快速評定，屬于無損檢測。它具有經(jīng)濟、攜帶方便、操作簡單、使用靈活、適用范圍廣等優(yōu)點，是目前我國工程質(zhì)量驗收評定中最常用的一種方法。用回彈法測得的混凝土強度只能作為參考，不能作為評定混凝土強度合格與否的依據(jù)，其檢測結(jié)果的準確性有待商榷。

1 回彈儀的工作原理

回彈儀是用彈簧對重錘加力，當彈簧釋放時，沖擊桿以恒定的能量撞擊測試表面。當重錘受沖擊回彈時，滑塊回彈至最高處，同時，通過標尺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）作為與強度相關(guān)的指標，來推斷混凝土強度[1]。

在橋梁混凝土結(jié)構(gòu)物里布滿了密密麻麻的鋼筋，還有石子作為混凝土的骨架，當測點下面剛好是鋼筋或者石子時，回彈儀的彈擊桿回彈大，測定值偏大。 相反當測點下面剛好是水泥砂漿時，測定值偏小。 即使能利用鋼筋定位儀有效避開鋼筋的位置，也無法避開石子的位置。 另外，混凝土表面受外界溫濕度的影響，硬度也會發(fā)生變化，使測試結(jié)果表現(xiàn)出了很多的不確定性[2]。

2 回彈法測定混凝土強度準確性研究

在河南某公路的橋梁預(yù)制梁場，對10 片不同的T 梁分別在7 d 和28 d 齡期時進行回彈，同時對其與梁體同條件養(yǎng)護的邊長為150 mm 的標準立方體試件進行抗壓強度試驗，來驗證回彈法測得的結(jié)構(gòu)物混凝土強度的準確性。

2.1 對比試驗

T 型梁體編號為 1～10，梁長均為30 m，梁高2 m，混凝土設(shè)計強度C50。 回彈儀彈擊方向均為水平方向，混凝土齡期7 d 時，不考慮碳化深度的影響；混凝土齡期28 d，考慮碳化深度的影響。7 d 和28 d齡期強度試驗結(jié)果見表1。

2.2 結(jié)果分析

分別將梁體齡期為7 d 和28 d 的回彈強度和同條件養(yǎng)護試件的強度進行對比， 如圖1、 圖2 所示。

表1 混凝土強度對比試驗結(jié)果（MPa）

表2 梁體在不同齡期時回彈強度和同養(yǎng)試件強度的誤差值（%）

圖1 7 d 齡期回彈強度和同養(yǎng)試件強度對比

圖2 28 d 齡期回彈強度和同養(yǎng)試件強度對比

通過圖1 和圖2，得出不論是7 d 齡期，還是28 d 齡期， 用回彈法測得的混凝土結(jié)構(gòu)物的強度均低于該混凝土同條件養(yǎng)護試件的抗壓強度，用回彈儀測定的結(jié)構(gòu)物28 d 強度時，甚至給出了強度不合格的結(jié)果。

通過表2 數(shù)據(jù)，把回彈法測得的混凝土強度與同條件養(yǎng)護的立方體試件的強度相比較，最小誤差為9.4%，最大誤差達到31.3%。 我們對梁體的真實強度產(chǎn)生了懷疑，對齡期28 d 的回彈強度值比較低的6 號梁和8 號梁進行鉆芯取樣，對芯樣進行抗壓強度試驗，強度結(jié)果見表3。

表3 芯樣強度試驗結(jié)果

芯樣強度試驗結(jié)果，表明梁體強度均達到設(shè)計強度，強度合格。

造成混凝土回彈強度不準確的原因是多方面的。 從測試儀器角度分析，當回彈儀的彈擊次數(shù)超過2 000 次時應(yīng)進行保養(yǎng)。 由于保養(yǎng)需要拆卸回彈儀，在實際工作中多數(shù)檢測人員嫌麻煩沒有定期保養(yǎng)造成儀器不準確。 當回彈儀彈擊桿的端部因頻繁擊打混凝土結(jié)構(gòu)物變得扁平時，未及時更換彈擊桿，造成測試儀器不準確。 從測試人員角度分析，檢測時彈擊桿應(yīng)與測試面垂直，但多數(shù)檢測人員在操作儀器時往往不可避免地出現(xiàn)傾斜，造成測試結(jié)果不準確。 從混凝土結(jié)構(gòu)物的角度分析，測試時測區(qū)表面應(yīng)為混凝土原漿面，并應(yīng)清潔、平整。 當存在浮漿時，測試人員未用砂紙清理，造成測試結(jié)果偏低。 另外，外界的溫度和濕度也會對測試結(jié)果造成影響。當結(jié)構(gòu)物處于江河湖海附近， 或在濕度較大的環(huán)境下，用回彈儀測試的混凝土強度往往偏低。

3 結(jié)論

由于用回彈法測得的混凝土結(jié)構(gòu)物的強度往往低于該結(jié)構(gòu)物的真實強度，因此很容易給工程造成誤判，將合格品判定為不合格品。 在本次試驗中回彈法測定的混凝土強度已經(jīng)不具有任何參考價值，所以建議相關(guān)單位和檢測機構(gòu)在進行工程質(zhì)量驗收時，不能將回彈強度做為唯一評定混凝土結(jié)構(gòu)物強度是否合格的判定標準。 如果非用回彈儀測定混凝土結(jié)構(gòu)物強度，建議同樣以芯樣強度或同條件養(yǎng)護的標準試件強度進行校正。