回彈法檢測橋梁混凝土強(qiáng)度的影響因素分析

于敏

（江蘇眾和工程檢測有限公司，江蘇 鹽城224000）

0 引言

現(xiàn)今，混凝土已成為施工單位在橋梁施工過程中應(yīng)用最為廣泛的材料之一。而為了使其保持良好的使用性能，檢測人員需要對混凝土的強(qiáng)度進(jìn)行檢測，保證其滿足橋梁工程的使用需求。其中，回彈法在應(yīng)用過程中具有檢測質(zhì)量高、效率快等特點(diǎn)，檢測人員應(yīng)當(dāng)對該方法的應(yīng)用要點(diǎn)進(jìn)行深入研究，分析其影響因素，充分提高對混凝土檢測的準(zhǔn)確性，防止質(zhì)量不合格的混凝土被應(yīng)用于橋梁施工中。

1 檢測原理

在具體的檢測過程中，回彈法主要指利用彈簧為重錘提供動力，再通過彈擊桿對混凝土進(jìn)行彈擊，根據(jù)重錘的回彈距離計(jì)算回彈值，以此為基礎(chǔ)對混凝土的硬度進(jìn)行判斷，從而確定其抗壓強(qiáng)度。一般情況下，檢測人員的工作流程為利用回彈儀測量的重錘的回彈距離，再按照相應(yīng)的計(jì)算公式彈擊能量。若將彈擊能量設(shè)定為E，則其計(jì)算公式如下：

式（1）中:A1表示混凝土塑性變形做的功，A2表示彈性變形做的功，A3表示指針、彈擊錘摩擦所消耗的功，A4表示指針、彈擊錘對空氣阻力進(jìn)行克服做的功，A5表示塑性變形給自由表面造成損耗的功，A6表示混凝土移動、構(gòu)件顫動所消耗的功。從實(shí)際表現(xiàn)來看，回彈法應(yīng)用過程中產(chǎn)生的彈性能量僅受A1及A2兩種功的影響發(fā)生變化，且由于A2數(shù)值固定，使得A1的數(shù)值對回彈值起到了決定性的作用。另外，若混凝土強(qiáng)度偏低，重錘的反復(fù)彈擊往往會使混凝土表面出現(xiàn)塑性變形。且隨著其吸收能量的提高，回彈值與回彈能量均會發(fā)生下降[1]。綜上，混凝土強(qiáng)度與回彈值成正相關(guān)的態(tài)勢，若將彈擊錘在沖擊前與混凝土的距離設(shè)定為L，反彈長度設(shè)定為L'，便可以推算出以下公式：

式（2）中：R表示回彈值。此外，在具體操作過程中，檢測人員還需對回彈法在應(yīng)用過程中存在的不足加以了解[2]。一般而言，回彈法僅能對混凝土的表面強(qiáng)度進(jìn)行反應(yīng)，若混凝土的均質(zhì)性較差，就很容易出現(xiàn)檢測結(jié)果與實(shí)際不符的情況。由此，在檢測開始前，檢測人員需要對可能的影響因素進(jìn)行分析，制定相應(yīng)的措施，以提高回彈法的檢測精度，為混凝土的質(zhì)量提供保障。

2 檢測影響因素

2.1 環(huán)境因素

對環(huán)境因素的分析主要以環(huán)境溫度為主。其中，環(huán)境溫度的具體情況主要由現(xiàn)場及設(shè)備環(huán)境決定。除特殊情況外，回彈設(shè)備的適宜溫度應(yīng)在-4～40℃。在此過程中，檢測人員需要保障現(xiàn)場環(huán)境良好，混凝土外表面不存在坑洼、麻面等問題。若其外表面不滿足檢測要求，就需要利用磨刀石將測量表面磨平，保證表面光滑后再開始檢測工作[3]。另外，由于混凝土強(qiáng)度與含水量之間有緊密的關(guān)系，使得檢測環(huán)境濕度較高時(shí)，檢測人員需先對混凝土進(jìn)行干燥處理，才能進(jìn)行相關(guān)檢測環(huán)節(jié)。

2.2 材料因素

由于混凝土的材料組成較多，使得其內(nèi)部結(jié)構(gòu)往往會呈現(xiàn)出非線性的特點(diǎn)。究其原因，材料種類的不同會使其在不同溫度及濕度條件下，對混凝土的整體強(qiáng)度造成影響。其中，對混凝土強(qiáng)度影響最大的材料主要有水泥、粗骨料等。這是保障回彈法效用充分發(fā)揮的基礎(chǔ)，也是提高混凝土強(qiáng)度檢測質(zhì)量的重要途徑[4]。

2.3 技術(shù)因素

首先，對碳化程度進(jìn)行檢測。第一步，對混凝土目標(biāo)位置進(jìn)行打孔，并做好清孔工作；第二步，將酚酞指示劑滴入孔內(nèi)；第三步，通過回彈檢測法得到相關(guān)數(shù)據(jù)，并進(jìn)行計(jì)算，以確定混凝土強(qiáng)度是否滿足工程要求。在上述環(huán)節(jié)中，各個(gè)步驟均有產(chǎn)生問題的可能性。例如，打孔深度與施工要求不符，導(dǎo)致測量精度受到了影響；清孔效果不佳，致使孔內(nèi)仍有碎屑存在，給檢測工作帶來了更高的難度；在酚酞指示劑配置完成后沒有對其進(jìn)行密封保存，使得其在放置過程中內(nèi)部酒精大量揮發(fā)，溶液濃度也因此提高；檢測人員自身的專業(yè)水平不足，沒有對檢測結(jié)果進(jìn)行準(zhǔn)確記錄。對回彈測量而言，碳化程度對其結(jié)果造成的影響往往無法在其他環(huán)節(jié)予以彌補(bǔ)[5]。這使得在現(xiàn)行規(guī)程的要求下，檢測人員需要將碳化程度視作自變量，注重對碳化程度、回彈值的綜合測量，并根據(jù)測量結(jié)果對混凝土的強(qiáng)度進(jìn)行判斷。通過試驗(yàn)可知，若碳化程度在0.5mm以下時(shí)，往往不會對混凝土強(qiáng)度產(chǎn)生影響。而當(dāng)其超過6mm時(shí)，影響程度的上升趨勢開始穩(wěn)定。因此，在實(shí)際的檢測過程中，檢測人員往往只需要對碳化程度在6mm左右的情形加以考慮即可。

其次，成型方法的影響。通過研究可知，即便混凝土的強(qiáng)度及齡期相同，不同的成型方法也會使其在檢測結(jié)果上產(chǎn)生較大的差異。如對機(jī)械振搗與人工振搗兩種方式進(jìn)行分析可得，成型方式的影響極為直觀。為降低其對混凝土強(qiáng)度的影響，檢測人員的首要任務(wù)在于保證混凝土密實(shí)度一致[6]。由此，在具體的施工過程中，施工單位可以選擇人工振搗+機(jī)器拌和的方式進(jìn)行混凝土制備，使混凝土的密實(shí)度得到提升，質(zhì)量檢測結(jié)果也能滿足預(yù)期要求。

最后，養(yǎng)護(hù)技術(shù)的影響。當(dāng)前常用的養(yǎng)護(hù)技術(shù)主要分為自然養(yǎng)護(hù)、灑水養(yǎng)護(hù)及蒸壓養(yǎng)護(hù)三種。其中，回彈檢測無法應(yīng)用于蒸壓養(yǎng)護(hù)中。這主要由于當(dāng)混凝土濕度過高時(shí)，其強(qiáng)度會下降。因此，若以灑水養(yǎng)護(hù)為參照，自然養(yǎng)護(hù)更適用于回彈檢測法的應(yīng)用，回彈值也能夠更加接近預(yù)期結(jié)果。

2.4 操作因素

首先，檢測人員的專業(yè)水平?jīng)Q定了其能否準(zhǔn)確采集混凝土的碳化深度、回彈值等數(shù)據(jù)，這對檢測方法及結(jié)果的價(jià)值也有著決定性的作用?；炷翙z測具有工作強(qiáng)度高、內(nèi)容重復(fù)等特點(diǎn)，這也對檢測人員的專業(yè)水平提出了更高的要求，因此，檢測人員必須具備長時(shí)間進(jìn)行規(guī)范作業(yè)的能力，才能使檢測價(jià)值得到充分體現(xiàn)。施工單位可以為各檢測人員安排培訓(xùn)工作，堅(jiān)持持證上崗制度。只有這樣，檢測人員的專業(yè)水平才能得到強(qiáng)化，操作因素對回彈檢測準(zhǔn)確的影響也能得到控制，有助于充分發(fā)揮回彈檢測法的效用，為后續(xù)混凝土強(qiáng)度檢測工作的進(jìn)行提供保障。

3 提高回彈法檢測準(zhǔn)確性的措施

3.1 做好對回彈儀的檢修工作

回彈儀的測試精度是影響混凝土強(qiáng)度判斷準(zhǔn)確性的重要因素。這使得檢測人員若想提高回彈法的準(zhǔn)確性，就需要使回彈儀處于標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)。首先，需要按照相關(guān)規(guī)定要求對回彈儀進(jìn)行標(biāo)定。尤其是新購進(jìn)的回彈儀，必須在使用前進(jìn)行標(biāo)定，標(biāo)定周期為半年，同時(shí)，對于長時(shí)間未使用的回彈儀也需要進(jìn)行標(biāo)定，避免在后續(xù)檢測過程中對檢測結(jié)果造成影響。其次，在應(yīng)用回彈法對混凝土的強(qiáng)度進(jìn)行檢測時(shí)，由于彈擊拉簧的長度及起跳位置等條件對測試精度會產(chǎn)生明顯的影響，這使得檢測人員可以先進(jìn)行率定判斷后再進(jìn)行檢測工作，保證回彈儀能夠長時(shí)間處于標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)。最后，檢測人員還需定期對回彈儀進(jìn)行全面的檢修，并在其發(fā)生故障問題時(shí)及時(shí)進(jìn)行處理，以使回彈儀保持良好的使用狀態(tài)，使用壽命也能得到延長。

3.2 正確選擇測區(qū)

在選擇構(gòu)件測區(qū)的過程中，首先，檢測人員需要注意，相鄰測區(qū)的間距應(yīng)當(dāng)控制在2m以內(nèi)，且測區(qū)與構(gòu)件端部的距離應(yīng)在0.2～0.5m左右。其次，測區(qū)的位置應(yīng)當(dāng)被設(shè)置在能夠讓回彈儀處于水平方向檢測混凝土澆筑側(cè)面的位置上，并保證可測面的對稱性。若這一要求無法被滿足，也可以只選擇一個(gè)側(cè)面，但應(yīng)當(dāng)保證測區(qū)分布均勻。再次，對構(gòu)件的薄弱部位必須布置測區(qū)，且其位置需避開預(yù)埋件的位置。最后，對薄壁小構(gòu)件不宜布置測區(qū)。因?yàn)槠湓诮邮軓棑舻倪^程中會產(chǎn)生振動，進(jìn)而導(dǎo)致回彈能量發(fā)生損失，導(dǎo)致檢測結(jié)果下降。若必須進(jìn)行檢測，需對其進(jìn)行有效的加固措施，提高對構(gòu)件的約束力。

3.3 對回彈法的應(yīng)用進(jìn)行修正

現(xiàn)今，泵送混凝土在橋梁工程施工中的應(yīng)用十分廣泛。這類混凝土主要由機(jī)器拌和而成，其優(yōu)點(diǎn)相對較多，如成分分布均勻，黏結(jié)性、泌水性相對較高，且在具體的施工過程中具有簡便的操作方式，能夠有效節(jié)約拌和時(shí)間及人力資源。但是，以往的回彈檢測法對這類混凝土不能進(jìn)行高效應(yīng)用，需要檢測人員對其進(jìn)行一定的修正，使回彈檢測法滿足不同材料的檢測需求。例如，檢測人員可先利用鉆芯法對泵送混凝土進(jìn)行檢測，再對檢測結(jié)果進(jìn)行換算，對回彈結(jié)果進(jìn)行修正。通過這種方式，檢測人員能夠有效防止混凝土中砂礫比例過大等因素對回彈值的影響。

4 結(jié)語

回彈檢測法對橋梁混凝土強(qiáng)度檢測有著重要的作用，這使得檢測人員需要加強(qiáng)對這一檢測技術(shù)研究，采取適宜的措施提高檢測效果。由此，本文對回彈法檢測橋梁混凝土強(qiáng)度的影響因素進(jìn)行分析，并提出了做好對回彈儀的檢修工作、加強(qiáng)對異常碳化混凝土層的關(guān)注、對回彈檢測法進(jìn)行修正等措施，以提高回彈法的檢測效果。