回彈法和鉆芯法檢測結(jié)構(gòu)混凝土抗壓強(qiáng)度探討

摘 要：混凝土的抗壓強(qiáng)度是評(píng)估結(jié)構(gòu)安全性和耐久性的關(guān)鍵指標(biāo)。本文詳細(xì)探討了回彈法和鉆芯法這兩種常用的混凝土強(qiáng)度檢測方法，并對(duì)其進(jìn)行了對(duì)比分析。此外，文章還探討了超聲回彈綜合法、后錨固法、剪壓法等檢測手段，為混凝土強(qiáng)度檢測提供更多檢測的方案，僅供參考。

關(guān)鍵詞：混凝土抗壓強(qiáng)度；回彈法；鉆芯法

1 前言

在主體結(jié)構(gòu)工程中，混凝土的強(qiáng)度是至關(guān)重要的指標(biāo)。準(zhǔn)確檢測混凝土的抗壓強(qiáng)度對(duì)于確保結(jié)構(gòu)的安全性和可靠性具有重要意義。目前，回彈法和回彈取芯法是常用的混凝土強(qiáng)度檢測方法，但它們各自存在一定的局限性。因此，尋找一種更加有效的檢測手段，既能不破損地檢測混凝土強(qiáng)度，又能具有良好的整體代表性，成為當(dāng)前混凝土強(qiáng)度檢測領(lǐng)域的一個(gè)重要課題。

2回彈檢測

回彈檢測是一種非破壞性檢測手段，通過測量混凝土表面硬度來估算其抗壓強(qiáng)度。該方法簡單、經(jīng)濟(jì)且對(duì)結(jié)構(gòu)無損傷，因此在工程現(xiàn)場得到廣泛應(yīng)用。

2.1檢測前準(zhǔn)備

在進(jìn)行回彈檢測之前，需做好充分的準(zhǔn)備工作，以確保檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性[1]。需對(duì)回彈儀進(jìn)行檢定，確保其處于良好的工作狀態(tài)。檢定周期通常為半年，且在新回彈儀啟用前、超過檢定有效期限、遭受嚴(yán)重撞擊或其他損害等情況下，應(yīng)及時(shí)送交法定計(jì)量檢定機(jī)構(gòu)進(jìn)行檢定。還需檢查回彈儀的率定值，即在標(biāo)準(zhǔn)鋼砧上的回彈值是否符合規(guī)定范圍（通常為80±2）。需對(duì)檢測對(duì)象進(jìn)行預(yù)處理，確保混凝土表面干燥、清潔、平整，無疏松層、浮漿、油垢、涂層以及蜂窩、麻面等缺陷。對(duì)于不滿足測試條件的構(gòu)件，應(yīng)進(jìn)行必要的打磨和清理。

2.2檢測過程

檢測過程中，需按照規(guī)范的操作步驟進(jìn)行。要將回彈儀的軸線垂直于混凝土檢測面，緩慢施壓，待指針穩(wěn)定后準(zhǔn)確讀數(shù)并復(fù)位。每個(gè)測區(qū)內(nèi)應(yīng)均勻分布測點(diǎn)，相鄰兩測點(diǎn)的凈距不宜小于20 mm，測點(diǎn)與外露鋼筋、預(yù)埋件的距離不宜小于30 mm。在同一測點(diǎn)上只應(yīng)彈擊一次，并記錄回彈值。

在測量回彈值的同時(shí)，還需在每個(gè)構(gòu)件的代表性位置上測量碳化深度值。碳化深度是混凝土表面碳化層與未碳化層之間的垂直距離，對(duì)混凝土強(qiáng)度的評(píng)估具有重要影響。測量碳化深度時(shí)，需使用適當(dāng)?shù)墓ぞ咴诨炷帘砻嫘纬煽锥?，并清除孔中的粉末和碎屑，然后用濃?%的酚酞酒精溶液滴在孔內(nèi)壁處，待碳化與未碳化界線清晰時(shí)，用卡尺或深度測量工具測量碳化深度，并取多次測量的平均值作為該點(diǎn)的碳化深度值。

2.3計(jì)算構(gòu)件測區(qū)回彈換算值和構(gòu)件抗壓強(qiáng)度推定值

計(jì)算構(gòu)件測區(qū)回彈換算值，要先計(jì)算每個(gè)測區(qū)的平均回彈值。將測區(qū)內(nèi)16個(gè)測點(diǎn)的回彈值剔除3個(gè)最大值和3個(gè)最小值后，計(jì)算剩余10個(gè)回彈值的平均值，作為該測區(qū)的平均回彈值。根據(jù)平均回彈值和碳化深度值，查詢JGJ/T 23-2011《回彈法檢測混凝土抗壓強(qiáng)度技術(shù)規(guī)程》中的測區(qū)混凝土強(qiáng)度換算表，得到測區(qū)混凝土強(qiáng)度換算值。將每個(gè)測區(qū)的混凝土強(qiáng)度換算值進(jìn)行算術(shù)平均，得到構(gòu)件測區(qū)回彈換算值。

計(jì)算構(gòu)件抗壓強(qiáng)度推定值，當(dāng)構(gòu)件測區(qū)數(shù)少于10個(gè)時(shí)，構(gòu)件抗壓強(qiáng)度推定值取構(gòu)件中最小的測區(qū)混凝土強(qiáng)度換算值。當(dāng)構(gòu)件測區(qū)數(shù)不少于10個(gè)時(shí)，根據(jù)各測區(qū)混凝土強(qiáng)度換算值的標(biāo)準(zhǔn)差和平均值，計(jì)算構(gòu)件抗壓強(qiáng)度推定值。

根據(jù)表1中提供的混凝土強(qiáng)度換算值，計(jì)算所有測區(qū)混凝土強(qiáng)度換算值的平均值和標(biāo)準(zhǔn)差。具體計(jì)算如下： 平均值=（35.0+37.5+36.5+38.5+40.0）/5=37.7 MPa

標(biāo)準(zhǔn)差=[（35.0-37.7）^2+（37.5-37.7）^2+（36.5-37.7）^2+（38.5-37.7）^2+（40.0-37.7）^2]/5的平方根≈1.2 MPa

由于本例中測區(qū)數(shù)為5個(gè)（少于10個(gè)），因此構(gòu)件抗壓強(qiáng)度推定值取所有測區(qū)中混凝土強(qiáng)度換算值的最小值，即35.0 MPa。若測區(qū)數(shù)不少于10個(gè)，則需根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)差和平均值進(jìn)一步計(jì)算推定值，但在此情況下，應(yīng)直接采用最小值作為推定值。

3鉆芯檢測

鉆芯檢測是一種破壞性檢測手段，通過從混凝土結(jié)構(gòu)中取出小直徑的圓柱形芯樣，對(duì)其進(jìn)行抗壓強(qiáng)度測試，從而評(píng)估結(jié)構(gòu)的混凝土品質(zhì)。該方法能直觀反映混凝土的內(nèi)部狀況，如骨料分布、孔隙率和裂縫等，多用于對(duì)其他非破壞性檢測結(jié)果的驗(yàn)證或?qū)Y(jié)構(gòu)安全性的深入診斷。

3.1檢測前

在進(jìn)行鉆芯檢測前，需對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行全面細(xì)致的初步評(píng)估以確定最合適的取芯位置[2]。這需要結(jié)合結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)圖紙、施工記錄以及前期可能進(jìn)行的非破壞性檢測結(jié)果等多方面信息進(jìn)行綜合考量。確定取芯數(shù)量時(shí)，通常每個(gè)構(gòu)件應(yīng)至少取芯3個(gè)，以確保檢測結(jié)果具有一定的代表性和可靠性。接著，要在結(jié)構(gòu)中選取具有代表性的部位進(jìn)行取芯，避開鋼筋密集區(qū)、預(yù)埋件和構(gòu)件邊緣等可能影響結(jié)果的區(qū)域。這些區(qū)域可能會(huì)導(dǎo)致芯樣不完整或者在取芯過程中對(duì)結(jié)構(gòu)造成較大的損傷。同時(shí)，還應(yīng)對(duì)鉆芯設(shè)備進(jìn)行嚴(yán)格檢查，確保其處于良好狀態(tài)，包括檢查鉆頭的磨損程度、鉆機(jī)的穩(wěn)定性以及設(shè)備的電氣連接等。要準(zhǔn)備好相應(yīng)的防護(hù)措施，如佩戴安全帽、護(hù)目鏡等，以確保檢測人員的安全。

3.2檢測過程

鉆芯過程需嚴(yán)格遵守安全操作規(guī)程。使用專用鉆機(jī)在選定的位置進(jìn)行鉆孔，鉆孔直徑一般為100 mm左右。在鉆孔過程中，要控制好鉆機(jī)的轉(zhuǎn)速和進(jìn)給力，確保鉆孔的垂直度和精度。鉆孔深度應(yīng)達(dá)到混凝土內(nèi)部，以便取出完整的芯樣。取出芯樣后，需立即進(jìn)行標(biāo)記并妥善保存，防止芯樣受到損傷或混淆。標(biāo)記應(yīng)包括取芯位置、編號(hào)、深度等信息，以便后續(xù)分析。還需記錄取芯位置、深度等詳細(xì)信息，這些信息對(duì)于分析混凝土結(jié)構(gòu)的質(zhì)量分布和變化趨勢具有重要意義。

3.3數(shù)據(jù)處理

芯樣的處理和測試是鉆芯檢測的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。需對(duì)芯樣進(jìn)行仔細(xì)清洗和平整處理，確保其表面干凈、平整。清洗過程中要使用適當(dāng)?shù)那逑磩?，避免?duì)芯樣造成損傷[3]。平整處理可以采用磨光機(jī)等設(shè)備，使芯樣的兩端面平行且垂直于芯樣軸線。然后，使用壓力試驗(yàn)機(jī)對(duì)芯樣進(jìn)行抗壓試驗(yàn)，測量其抗壓強(qiáng)度。在試驗(yàn)過程中，要嚴(yán)格按照操作規(guī)程進(jìn)行加載，控制加載速度，確保試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性。要記錄芯樣的破壞荷載和變形情況，以便后續(xù)分析。

3.4按要求計(jì)算混凝土強(qiáng)度值

芯樣抗壓試驗(yàn)，將加工好的芯樣放在壓力試驗(yàn)機(jī)上，以一定的加載速度進(jìn)行抗壓試驗(yàn)。在試驗(yàn)過程中，要密切觀察芯樣的變形情況，當(dāng)芯樣出現(xiàn)明顯的破壞跡象時(shí)，記錄下破壞荷載[4]。要注意觀察試驗(yàn)機(jī)的顯示屏，確保加載過程中的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確無誤。

混凝土強(qiáng)度計(jì)算，根據(jù)芯樣的破壞荷載和芯樣的截面積，計(jì)算混凝土的強(qiáng)度值。計(jì)算公式為：混凝土強(qiáng)度=破壞荷載÷芯樣截面積。

4回彈法與鉆芯法檢測結(jié)構(gòu)混凝土抗壓強(qiáng)度的對(duì)比分析

在混凝土結(jié)構(gòu)工程中，準(zhǔn)確評(píng)估其抗壓強(qiáng)度是確保結(jié)構(gòu)安全性和耐久性的關(guān)鍵步驟?；貜椃ㄅc鉆芯法作為兩種常用的混凝土強(qiáng)度檢測方法，各有其獨(dú)特的優(yōu)勢和局限性。內(nèi)容如表5：

回彈法因其非破壞性質(zhì)、操作簡便性和成本效益的特點(diǎn)，而適用于初步和大面積的混凝土質(zhì)量評(píng)估；鉆芯法由于其準(zhǔn)確性和提供的內(nèi)部結(jié)構(gòu)信息，適合于深入的強(qiáng)度評(píng)估和驗(yàn)證其他測試方法。因此，在選擇適合的檢測方法時(shí)，應(yīng)根據(jù)項(xiàng)目的具體需求和條件來決定。

5 結(jié)論

綜上所述，回彈法和鉆芯法作為目前常用的混凝土強(qiáng)度現(xiàn)場檢測方法，各有其優(yōu)缺點(diǎn)和適用范圍。為了更真實(shí)、全面地反映混凝土強(qiáng)度并使其具有良好的整體代表性，可以考慮采用超聲回彈綜合法、后錨固法或剪壓法等無損或微破壞性檢測方法。隨著科技的進(jìn)步和檢測技術(shù)的不斷發(fā)展，未來還將出現(xiàn)更多先進(jìn)的檢測手段和方法，為混凝土強(qiáng)度的現(xiàn)場檢測提供更加可靠和有效的技術(shù)支持。

參考文獻(xiàn)

[1]李雪雪，孫彬，毛詩洋，等.鉆芯法檢測薄壁預(yù)制構(gòu)件混凝土抗壓強(qiáng)度的試驗(yàn)研究[J].建筑結(jié)構(gòu)，2023，53（24）：74-79.

[2]劉巖.組合回彈法檢測混凝土抗壓強(qiáng)度研究[J].建筑結(jié)構(gòu)，2023

，53（10）：91-96.

[3]千明德，孫洪宇，韓啟超.芯樣混凝土抗壓強(qiáng)度離群值的檢驗(yàn)方法[J].四川水泥，2023（6）：13-15.

[4]賴春林.鉆芯法對(duì)回彈法檢測混凝土抗壓強(qiáng)度結(jié)果修正的應(yīng)用[J].江西建材，2023（8）：66-67+71.