回彈法檢測(cè)混凝土強(qiáng)度的準(zhǔn)確性研究

黃安元 江蘇華寧工程咨詢有限公司

1 前言

混凝土結(jié)構(gòu)中至關(guān)重要的評(píng)價(jià)指標(biāo)是混凝土的強(qiáng)度。其試驗(yàn)法、回彈法、鉆芯法是混凝土強(qiáng)度經(jīng)常用到的檢驗(yàn)方法。把邊長(zhǎng)制作成150mm 新拌混凝土的立方體試件，將其養(yǎng)護(hù)到指定的齡期，再利用壓力試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行強(qiáng)度測(cè)試，這種檢測(cè)方法叫做立方體抗壓強(qiáng)度檢測(cè)。這種檢測(cè)方式結(jié)果準(zhǔn)確，數(shù)據(jù)可視化，可作為控制混凝土結(jié)構(gòu)物強(qiáng)度的有力方式，也是其重要的評(píng)價(jià)方法，是仲裁測(cè)驗(yàn)與竣工驗(yàn)收的有力憑證。

將硬化后混凝土結(jié)構(gòu)物強(qiáng)度進(jìn)行檢驗(yàn)的這種方法稱為鉆芯法，此類試驗(yàn)是把圓柱體芯樣在混凝土結(jié)構(gòu)物上鉆取下來，通過篩選加工處理之后，將其放到壓力試驗(yàn)機(jī)上做抗壓測(cè)試。這種方式能夠?qū)炷恋膹?qiáng)度進(jìn)行精確的評(píng)判，可這種檢測(cè)方式的芯樣必須要在結(jié)構(gòu)物上進(jìn)行鉆取，這將破壞了混凝土結(jié)構(gòu)物的原生態(tài)，導(dǎo)致一定程度的損壞，因此，很少應(yīng)用到工程使用中。

回彈法試驗(yàn)方式屬于無損檢測(cè)，其測(cè)試前提是以不損壞混凝土結(jié)構(gòu)物為基礎(chǔ)，再迅速對(duì)硬化后混凝土結(jié)構(gòu)物的強(qiáng)度進(jìn)行評(píng)判，回彈法具有很多優(yōu)點(diǎn)，包括：方便攜帶且操作起來簡(jiǎn)便、靈活，還可廣泛應(yīng)用等等，在我國(guó)工程質(zhì)量驗(yàn)收評(píng)定中最多見到的就是回彈法?；炷晾没貜椃z測(cè)后得到的數(shù)據(jù)只可用來參考，不可用來評(píng)判混凝土的合格標(biāo)準(zhǔn)，至于測(cè)驗(yàn)結(jié)果的精確度還需要進(jìn)一步研究。

2 回彈儀的工作原理

回彈儀是在重錘中利用彈簧對(duì)其進(jìn)行加力，當(dāng)彈簧松開時(shí)，沖擊桿會(huì)產(chǎn)生一種恒定的力量并向測(cè)試表面發(fā)出撞擊。在重錘被撞擊產(chǎn)生回彈的那一刻，滑塊的回彈將會(huì)到達(dá)最高點(diǎn)，還需要利用標(biāo)尺記錄出重錘反彈的間距。將反彈間距和彈簧原長(zhǎng)度之比稱為回彈值，把回彈值作為與強(qiáng)度相關(guān)的指標(biāo)，來推斷混凝土強(qiáng)度。

在混凝土的骨架結(jié)構(gòu)中鋪滿鋼筋與石子，當(dāng)鋼筋或石子正好出現(xiàn)在測(cè)點(diǎn)下時(shí)，回彈儀中所表現(xiàn)出來的彈擊桿回彈大，測(cè)定值也偏大。相反測(cè)定值偏小時(shí)的情況下，水泥砂漿正好在測(cè)點(diǎn)下方。就算使用鋼筋定位儀也只能成功擺脫鋼筋的位置，對(duì)石子的位置依然沒能避開。而且，混凝土?xí)艿胶芏嗤庠谝蛩氐挠绊?，例如：溫濕度影響，其硬度也?huì)受到相應(yīng)的影響，發(fā)生一定程度的變化，測(cè)量結(jié)果具有很多不穩(wěn)定性。

3 回彈法測(cè)定混凝土強(qiáng)度準(zhǔn)確性研究

在某預(yù)制橋梁現(xiàn)場(chǎng)，把不同的10 片T 梁依次放在（7d、28d）齡期下進(jìn)行回彈，將其一同與梁體在相同的條件下進(jìn)行抗壓強(qiáng)度的測(cè)試，其養(yǎng)護(hù)的邊長(zhǎng)是（150mm）的標(biāo)準(zhǔn)立方體試件，以此去檢驗(yàn)利用回彈法檢測(cè)的結(jié)構(gòu)物中混凝土強(qiáng)度的穩(wěn)定性。

3.1 對(duì)比試驗(yàn)

編號(hào)1-10 的是T 型梁體，橋梁長(zhǎng)度大約是30m，梁高為2m，混凝土強(qiáng)度設(shè)置為C50。回彈儀的彈擊方位都成水平方向，當(dāng)混凝土齡期是7d時(shí)，不需要思考碳化深度的因素; 當(dāng)混凝土齡期是28d，則需要對(duì)碳化深度進(jìn)行分析，其帶來的影響。表1可見7d和28d齡期強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果。

3.2 結(jié)果分析

試件在養(yǎng)護(hù)條件相同的情況下，所表現(xiàn)出來的強(qiáng)度，無論齡期是28d還是7d，養(yǎng)護(hù)條件相同的混凝土試件抗壓強(qiáng)度都高于混凝土結(jié)構(gòu)在回彈法檢測(cè)下的強(qiáng)度值，當(dāng)齡期為28d 時(shí)，結(jié)構(gòu)物由回彈法測(cè)定的強(qiáng)度值甚至不符合相關(guān)規(guī)定，結(jié)果顯示不合格。

分析表2 數(shù)據(jù)，立方體試件與混凝土養(yǎng)護(hù)條件下，后者用回彈法檢測(cè)的強(qiáng)度值與前者相比，誤差的最小值和最大值分別是：9.4%和31.3%。對(duì)于真實(shí)的梁體強(qiáng)度值產(chǎn)生了質(zhì)疑，由于6號(hào)和8號(hào)在28d齡期時(shí)，測(cè)試結(jié)果為較低的回彈強(qiáng)度值，因此對(duì)其進(jìn)行鉆芯取樣，對(duì)樣體進(jìn)行抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)，表3 記錄試驗(yàn)結(jié)果。

梁體的強(qiáng)度值在樣芯進(jìn)行強(qiáng)度試驗(yàn)時(shí)均能滿足設(shè)計(jì)要求，顯示為合格。多重因素的影響都會(huì)造成在回彈法測(cè)定下的混凝土強(qiáng)度值不準(zhǔn)確。測(cè)試儀器方面，回彈儀的保養(yǎng)應(yīng)該嚴(yán)格按照保養(yǎng)說明執(zhí)行，在達(dá)到2000彈擊次數(shù)時(shí)，應(yīng)及時(shí)對(duì)其進(jìn)行保養(yǎng)?；貜梼x的保養(yǎng)過程繁瑣復(fù)雜，需要進(jìn)行拆卸，因此很多工作人員在實(shí)際工作中為了方便，不會(huì)對(duì)回彈儀進(jìn)行定期保養(yǎng)，從而造成儀器數(shù)據(jù)失真?；貜梼x彈擊桿應(yīng)該定期更換，在進(jìn)行測(cè)試時(shí)，混凝土結(jié)構(gòu)物被彈擊桿端部頻繁擊打，進(jìn)而導(dǎo)致彈擊桿端部變得扁平，造成儀器數(shù)據(jù)失真。測(cè)試人員方面，大多數(shù)測(cè)試人員測(cè)試過程操作儀器時(shí)，往往都會(huì)使測(cè)試面與彈擊桿之間的角度傾斜，不能準(zhǔn)確垂直，通常這種情況是不可避免的，進(jìn)而導(dǎo)致測(cè)試結(jié)果失真?；炷两Y(jié)構(gòu)方面，測(cè)試區(qū)表面應(yīng)該保持平整清潔并且是混凝土原漿面。如果測(cè)試人員沒有用砂紙將存余的浮漿清理干凈時(shí)，測(cè)試強(qiáng)度結(jié)果會(huì)低于真實(shí)值。此外，測(cè)試結(jié)果也會(huì)受外界溫度、濕度影響，造成結(jié)果失真。江河湖海以及其他濕度較大的地區(qū)使用回彈儀測(cè)量混凝土結(jié)構(gòu)物強(qiáng)度時(shí)，測(cè)試結(jié)果往往低于真實(shí)值。

表1 混凝土強(qiáng)度對(duì)比試驗(yàn)結(jié)果（MPa）

表2 梁體在不同齡期時(shí)回彈強(qiáng)度和同養(yǎng)試件強(qiáng)度的誤差值

表3 芯樣強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果

4 結(jié)論

結(jié)構(gòu)物的真實(shí)強(qiáng)度往往會(huì)高于利用回彈法檢測(cè)后得出的混凝土結(jié)構(gòu)物強(qiáng)度，所以誤判的情況經(jīng)常出現(xiàn)在工程中，往往不合格的產(chǎn)品中會(huì)出現(xiàn)實(shí)際中合格的產(chǎn)品，同時(shí)可能會(huì)因?yàn)樵O(shè)備缺少維護(hù)或者操作人員操作不當(dāng)造成結(jié)果失真。在本次試驗(yàn)中，混凝土強(qiáng)度在回彈法的檢測(cè)下得出的值，參考價(jià)值已經(jīng)微乎其微了，因此在驗(yàn)收工程質(zhì)量時(shí)，相關(guān)單位和檢測(cè)機(jī)構(gòu)在評(píng)判混凝土結(jié)構(gòu)物強(qiáng)度時(shí)，不能將回彈法檢測(cè)后強(qiáng)度是否合格作為唯一的評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)。如果混凝土的強(qiáng)度結(jié)構(gòu)不得不用回彈儀測(cè)定時(shí)，應(yīng)該采用標(biāo)準(zhǔn)試件在同一條件養(yǎng)護(hù)、同一芯樣強(qiáng)度的條件下，校準(zhǔn)后再投入使用，保證測(cè)試結(jié)果與真實(shí)結(jié)果相近，避免出現(xiàn)誤差。對(duì)操作人員進(jìn)行定期培訓(xùn)，減少因?yàn)椴僮鳟a(chǎn)生的誤差，盡量提高回彈法混凝土強(qiáng)度測(cè)試結(jié)果對(duì)實(shí)際工作中的參考價(jià)值。