回彈法檢測(cè)技術(shù)在混凝土強(qiáng)度檢測(cè)中的應(yīng)用分析

摘要 在各類工程施工中，混凝土是一種常用的建筑材料，其質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)主要是評(píng)估抗壓強(qiáng)度。為確保混凝土強(qiáng)度滿足設(shè)計(jì)要求，達(dá)到相關(guān)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，必須對(duì)混凝土項(xiàng)目進(jìn)行檢測(cè)和評(píng)估，文章分析了海螺溝景區(qū)公路工程的混凝土強(qiáng)度的檢測(cè)過程與數(shù)據(jù)，探究了回彈法在混凝土檢測(cè)中的應(yīng)用方法、參數(shù)及實(shí)施情況，旨在規(guī)范該技術(shù)的實(shí)施，提高數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確和可靠性，保證混凝土工程質(zhì)量。

關(guān)鍵詞 回彈法；檢測(cè)技術(shù)；混凝土強(qiáng)度

中圖分類號(hào) U415 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 2096-8949（2024）17-0074-03

0 引言

回彈法作為一種非破壞性的混凝土抗壓強(qiáng)度檢測(cè)方法，近年來在建筑工程領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用?；炷帘砻娴挠捕扰c其內(nèi)部的結(jié)構(gòu)和抗壓強(qiáng)度存在一定的相關(guān)性。當(dāng)使用回彈儀在混凝土表面施加一定力度的沖擊時(shí)，混凝土表面的回彈程度可以反映其內(nèi)部的硬度狀態(tài)。根據(jù)回彈儀的讀數(shù)，結(jié)合相應(yīng)的換算公式或圖表，可以大致估算出混凝土的抗壓強(qiáng)度。但是，回彈法也存在一定的局限性，比如受混凝土表面狀況、齡期、含水率等多種因素的影響，因此在使用時(shí)需要結(jié)合實(shí)際情況進(jìn)行修正和校準(zhǔn)。

1 工程概況

2022年9月5日12時(shí)52分（北京時(shí)間）在甘孜藏族自治州瀘定縣發(fā)生6.8級(jí)地震，震源深度為16 km，震中位于瀘定縣磨西鎮(zhèn)（北緯29.59°，東經(jīng)102.08°），距瀘定縣39 km，距康定市53 km，距成都市221 km。

海螺溝景區(qū)山門至一號(hào)營地公路是海螺溝景區(qū)連接對(duì)外交通的唯一等級(jí)公路，是景區(qū)對(duì)外聯(lián)系的生命線，與已建成的一號(hào)營地至三號(hào)營地公路相接，共同構(gòu)成景區(qū)的汽車專用公路。在該次地震中，此路段受災(zāi)嚴(yán)重。原路磨西鎮(zhèn)至一號(hào)營地改建段路線全長13 km，采用四級(jí)公路標(biāo)準(zhǔn)，路基寬6.5 m，瀝青混凝土路面；一號(hào)營地至三號(hào)營地（K13～K28.78）路線全長15.78 km，路基寬6～7.5 m，水泥混凝土路面，地形狹窄，路線采用較多回頭展線克服高差，路線指標(biāo)較差，按等外級(jí)公路設(shè)置。由于進(jìn)景區(qū)通道受限，要恢復(fù)景區(qū)交通，恢復(fù)重建，考慮還是在原道路上進(jìn)行改造提升。對(duì)于高風(fēng)險(xiǎn)地災(zāi)點(diǎn)，采取設(shè)置隧道繞避、原位處置，以及河對(duì)岸改線等方式處理[1]。

2 回彈法檢測(cè)技術(shù)特點(diǎn)

回彈法檢測(cè)技術(shù)具有精確度高、操作簡便、適用范圍廣及非破壞性等特點(diǎn)?；貜椃z測(cè)技術(shù)通過精確測(cè)量材料表面在受到外力作用后的回彈程度，能夠準(zhǔn)確反映材料的硬度、彈性模量等力學(xué)性質(zhì)。相較于其他復(fù)雜的材料測(cè)試方法，回彈法檢測(cè)技術(shù)具有操作簡便的特點(diǎn)。研究人員只需將測(cè)試儀器置于材料表面，施加適當(dāng)?shù)耐饬Σ⒂^察回彈程度，即可完成測(cè)試。作為一種非破壞性的測(cè)試方法，回彈法檢測(cè)技術(shù)在測(cè)試過程中不會(huì)對(duì)材料造成損傷。

3 儀器設(shè)備

在選擇回彈法檢測(cè)儀器設(shè)備時(shí)，應(yīng)綜合考慮精度、測(cè)試范圍、穩(wěn)定性、可靠性、操作簡便性以及維護(hù)和保養(yǎng)等因素。根據(jù)所掌握的資料和現(xiàn)場(chǎng)踏勘情況，結(jié)合該工程的特點(diǎn)，選取相應(yīng)的檢測(cè)儀器設(shè)備，保證檢測(cè)任務(wù)的順利完成。該項(xiàng)目主要儀器設(shè)備見表1所示：

一體式數(shù)字回彈儀以其高精度、廣泛的應(yīng)用范圍、智能化功能和高耐用性等特點(diǎn)，在材料科學(xué)研究和建筑工程質(zhì)量檢測(cè)等領(lǐng)域中發(fā)揮著重要作用。它不僅能夠提高測(cè)試效率和準(zhǔn)確性，還能夠?yàn)榭蒲腥藛T和工程師提供更加全面、準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)支持。

數(shù)字式碳化深度測(cè)量儀是一種專門用于測(cè)量混凝土或其他材料表面碳化深度的儀器。采用高精度的傳感器和數(shù)據(jù)處理技術(shù)，能夠精確測(cè)量材料表面的碳化深度。通過數(shù)字顯示和數(shù)據(jù)處理軟件，可以快速獲取碳化深度的準(zhǔn)確數(shù)值，且具有多種測(cè)量模式，可以適應(yīng)不同的測(cè)量需求。

4 檢測(cè)技術(shù)

4.1 測(cè)區(qū)布置要求

對(duì)于一般構(gòu)件，測(cè)區(qū)數(shù)不宜少于10個(gè)[2]?；貜椃ǖ挠行栽诤艽蟪潭壬先Q于測(cè)區(qū)數(shù)量的合理分布。當(dāng)測(cè)區(qū)數(shù)量不足時(shí)，可能導(dǎo)致結(jié)果偏差較大，無法真實(shí)反映混凝土的整體強(qiáng)度?？梢灿羞m當(dāng)減少測(cè)區(qū)數(shù)的情況，但應(yīng)不得少于5個(gè)：受檢構(gòu)件數(shù)量大于 30 個(gè)且不需提供單個(gè)構(gòu)件的推定強(qiáng)度的構(gòu)件；受檢構(gòu)件某一方向上的尺寸小于 4.5 m 且另一方向尺寸小于 0.3 m 的構(gòu)件；相鄰兩測(cè)區(qū)的間距不應(yīng)大于2 m，測(cè)區(qū)離構(gòu)件端部或施工縫邊緣的距離不宜大于 0.5 m 且不宜小于 0.2 m 的構(gòu)件[3]。

在選取測(cè)量區(qū)域時(shí)，應(yīng)優(yōu)先考慮將回彈儀放置在混凝土澆筑的側(cè)面，以確保其處于水平方向。若由于實(shí)際情況限制，無法實(shí)現(xiàn)水平放置，也可在非水平方向的混凝土澆筑表面或底面進(jìn)行測(cè)量。為確保測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性和代表性，測(cè)量區(qū)域應(yīng)優(yōu)先選擇構(gòu)件的兩個(gè)對(duì)稱可測(cè)面。若條件限制無法布置在對(duì)稱的可測(cè)面上，則可以將測(cè)量點(diǎn)布置在同一可測(cè)面上，并確保測(cè)量點(diǎn)的分布均勻。此外，必須在構(gòu)件的關(guān)鍵部位和潛在薄弱環(huán)節(jié)設(shè)置測(cè)量區(qū)域，以全面評(píng)估其性能。在測(cè)量過程中，應(yīng)特別注意避開任何預(yù)埋件，以避免對(duì)測(cè)量結(jié)果產(chǎn)生干擾。

4.2 碳化深度值測(cè)量

在完成回彈值測(cè)量后，應(yīng)選取具有代表性的位置進(jìn)行碳化深度值的測(cè)量。為確保測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性和代表性，測(cè)點(diǎn)的數(shù)量不應(yīng)少于構(gòu)件測(cè)區(qū)數(shù)量的30%。隨后，計(jì)算這些測(cè)點(diǎn)碳化深度值的平均值，以代表該構(gòu)件每個(gè)測(cè)區(qū)的碳化深度。若發(fā)現(xiàn)碳化深度值的極差超過2.0 mm，說明構(gòu)件內(nèi)部可能存在較大的碳化差異，此時(shí)應(yīng)在每個(gè)測(cè)區(qū)都進(jìn)行碳化深度值的測(cè)量，以更全面地了解構(gòu)件的碳化情況。這一步驟對(duì)于準(zhǔn)確評(píng)估構(gòu)件的性能和狀態(tài)至關(guān)重要，能為后續(xù)的維護(hù)和修復(fù)工作提供重要的數(shù)據(jù)支持。

碳化深度值的測(cè)量應(yīng)嚴(yán)格遵循以下步驟，以確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和可靠性。首先，使用專業(yè)工具在選定的測(cè)區(qū)表面制作直徑約為15 mm的孔洞，其深度必須超過混凝土的預(yù)期碳化深度。隨后，仔細(xì)清除孔洞內(nèi)的粉末和碎屑，注意不得使用水進(jìn)行清洗，以免影響測(cè)量結(jié)果。接下來，將濃度為1%～2%的酚酞酒精溶液滴在孔洞內(nèi)壁的邊緣。當(dāng)已碳化和未碳化混凝土之間的界線清晰可見時(shí)，使用碳化深度測(cè)量儀精確測(cè)量已碳化與未碳化混凝土交界面到混凝土表面的垂直距離。為確保測(cè)量結(jié)果的穩(wěn)定性和可靠性，應(yīng)在每個(gè)測(cè)區(qū)進(jìn)行 3 次測(cè)量，每次讀數(shù)精確到 0.25 mm。最后，計(jì)算上述三次測(cè)量的平均值，并將其作為最終的檢測(cè)結(jié)果，結(jié)果應(yīng)精確至 0.5 mm[4]。這一系列的測(cè)量步驟旨在確保碳化深度值的準(zhǔn)確性，為混凝土結(jié)構(gòu)的評(píng)估和維護(hù)提供重要依據(jù)。

5 參數(shù)頻率及實(shí)施情況

該項(xiàng)目各項(xiàng)檢測(cè)內(nèi)容分別見表2～4所示：

6 回彈法檢測(cè)技術(shù)的局限性

間接性和模糊性：回彈法檢測(cè)混凝土強(qiáng)度是一種間接和模糊的方法，這意味著其檢測(cè)結(jié)果可能不如直接測(cè)量的準(zhǔn)確，誤差可能較大。因此，它可能不適用于需要精確檢測(cè)混凝土強(qiáng)度的現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)[5]。

結(jié)果精度：由于回彈法依賴于混凝土表面的硬度推測(cè)其強(qiáng)度，因此其結(jié)果的精度可能受到多種因素的影響，如混凝土表面的濕度、齡期、碳化深度等。這些因素可能導(dǎo)致回彈值與混凝土實(shí)際強(qiáng)度之間的關(guān)系不穩(wěn)定，從而影響結(jié)果的準(zhǔn)確性。

適用范圍：要求被測(cè)構(gòu)件的表面為原漿面，應(yīng)清潔、平整，如混凝土表面存在麻面、疏松層等情況，應(yīng)在檢測(cè)前進(jìn)行處理，用小型砂輪磨把疏松的表面浮漿清除后方可進(jìn)行，否則采集到的回彈值會(huì)偏低，影響檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性。另外，如果混凝土表面潮濕，采集到的回彈值也會(huì)偏低，從而導(dǎo)致檢測(cè)結(jié)果產(chǎn)生較大偏差。因此，回彈法通常適用于具有一定硬度和厚度的混凝土檢測(cè)。對(duì)于某些特殊類型的混凝土，如輕質(zhì)混凝土、高性能混凝土等，回彈法可能無法準(zhǔn)確測(cè)量其強(qiáng)度。

操作要求：回彈法需要專業(yè)的操作人員進(jìn)行，他們對(duì)設(shè)備的熟悉程度、操作技巧等都會(huì)對(duì)檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性造成影響。檢測(cè)時(shí)回彈儀一定要垂直于檢測(cè)面，緩慢施壓，讀取數(shù)值后快速回調(diào)，應(yīng)避開孔洞及疏松的地方，也要避開外露的石子，讀數(shù)時(shí)應(yīng)正對(duì)數(shù)值指針[6]。

碳化深度測(cè)試取值的影響：碳化深度值的測(cè)量準(zhǔn)確與否和回彈值一樣，都會(huì)影響推定混凝土強(qiáng)度的準(zhǔn)確性。碳化深度的測(cè)量應(yīng)為垂直距離，且鑿孔深度應(yīng)大于碳化層的深度。測(cè)量前應(yīng)把孔洞內(nèi)的粉塵清除干凈，否則區(qū)分不清已碳化和未碳化的界線，給測(cè)量的準(zhǔn)確性造成影響。清除粉塵時(shí)不得用水進(jìn)行清洗。用于測(cè)量碳化深度的儀器應(yīng)當(dāng)符合要求，嚴(yán)禁使用目測(cè)的方式取值。

因此，在使用回彈法檢測(cè)混凝土強(qiáng)度時(shí)，應(yīng)充分考慮其局限性，并結(jié)合其他檢測(cè)方法如鉆芯法、超聲波法等進(jìn)行綜合評(píng)估[7]，以獲得更準(zhǔn)確的混凝土強(qiáng)度信息。

7 數(shù)據(jù)及統(tǒng)計(jì)

該項(xiàng)目路基工程的防護(hù)支擋工程混凝土強(qiáng)度檢測(cè)結(jié)果的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)表見表5所示：

該次TJ標(biāo)段共檢測(cè)110個(gè)測(cè)區(qū)[8]，檢測(cè)11個(gè)構(gòu)件，11個(gè)構(gòu)件的強(qiáng)度推定值大于設(shè)計(jì)強(qiáng)度，合格率為100%[9-10]。

8 分析評(píng)估

通過對(duì)海螺溝景區(qū)道路（磨西至三號(hào)營地段）保通應(yīng)急工程項(xiàng)目TJ標(biāo)路基工程的防護(hù)支擋工程混凝土強(qiáng)度進(jìn)行檢測(cè)，其檢測(cè)結(jié)果見表6所示：

9 結(jié)論

回彈法檢測(cè)技術(shù)為混凝土結(jié)構(gòu)的快速強(qiáng)度評(píng)估提供了有效手段。該文分析實(shí)例表明，回彈值與混凝土抗壓強(qiáng)度存在良好的相關(guān)性，表明該方法具有較高的準(zhǔn)確性和可靠性。該項(xiàng)目在實(shí)施回彈法檢測(cè)混凝土強(qiáng)度過程中，對(duì)儀器設(shè)備、試件制備、實(shí)施方法、數(shù)據(jù)處理和結(jié)果分析等方面均作出了明確規(guī)定，有助于提高混凝土抗壓強(qiáng)度檢測(cè)的技術(shù)水平，保證混凝土工程質(zhì)量。

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