回彈法檢測混凝土強度技術探討

◎ 浙江省建德市永義建設工程檢測中心 王建國

利用回彈儀檢測普通混凝土結構構件抗壓強度的方法簡稱回彈法。回彈儀是一種直射錘擊式儀器。回彈值大小反映了與沖擊能量有關的回彈能量，而回彈能量反映了混凝土表層硬度與混凝土抗壓強度之間的函數關系，反過來說，混凝土強度是以回彈值R為變量的函數。

1 回彈法無損檢測技術

回彈法無損檢測技術采用回彈儀進行混凝土強度測定，屬于表面硬度法的一種。其原理是回彈儀中運動的重錘以一定沖擊動能撣擊頂在混凝土表面的沖擊桿后，重錘回彈并帶動一指針滑塊，得到反映重錘回彈高度的回彈值。回彈值大小與混凝土表面硬度，也即混凝土的強度有密切關系。根據回彈值的大小，可以推算混凝土強度。回彈法由于其操作簡便、經濟、快速，在國內外得到廣泛的應用。由于回彈法測定的是混凝土表面強度，所以受到混凝土表面狀況，特別是表面碳化層厚度及干濕狀況的影響較大。

回彈值通過重錐在彈擊混凝土前后的能量變化，既反映了混凝土的彈性性能，也反映了混凝土的塑性性能。若聯系公式來思考，回彈值反映了該式中的E和l兩項，當然與強度有著必然聯系，但由于影響因素較多，R與E、l的理論關系尚難推導。因此，目前均采用實驗歸納法，建立混凝土強度與回彈值之間的一元回歸公式，或建立混凝土強度與回彈值主要影響因素之間的二元回歸公式。這些回歸公式可采用不同的函數方程形式根據大量實驗數據進行回歸擬合，選其相關系數較大者作為實用經驗公式。

由于回彈儀是純機械結構，其測定值受各種部件性能及其裝配情況影響，同類儀器測定值的同一性較差且易隨時間變化，這些都影響回彈儀測強的準確性，故回彈儀使用的目的僅適用于下述三種情況：規定只作均勻性的判斷及各構件質量的相對比較用，不作強度推算；以一定數量試件來標定，求出強度與回彈值關系后可作為判斷強度輔助手段；以一定數量的試件來標定，求得相關關系后可作為推算強度手段。

2 混凝土回彈法無損檢測技術探討

2.1 回彈儀的檢驗

混凝土回彈儀，作為檢測一般建筑結構或構件普通混凝土抗壓強度的一種非破損檢測儀器，在我國應用已有四十多年的歷史由于回彈儀具有構造簡單，性能可靠，容易校正、維修、保養，且檢測技術易于掌握，操作方法簡便，對結構和構件無任何損壞等特點，在實際檢測中得到了廣泛應用回彈儀為建設工程質量監督部門對工程質量的監督、控制及工程事故分析處理提供了準確數據，同時施工單位及時使用回彈儀進行自檢也可不斷督促自身提高施工質量。

（1）調零螺絲

在機芯的彈擊拉簧工作長度l=61.5mm彈擊錘的沖擊長度l=75mm下進行整機調零后(即調整調零螺絲的長度，使彈擊錘脫鉤瞬間，指針塊上的指示線應停留在刻度尺的“100”處)，尾蓋上的調零螺絲應始終處于緊固狀態，不得有松動和位移現象。

（2）彈擊拉簧固定

拉簧的一端固定于拉簧座上，另一端固定于彈擊錘上，固定好后，三連件(拉簧座、彈擊拉簧和彈擊錘)裝入中心導桿，此時彈擊拉簧在中心導桿上不得歪斜，否則會影響彈擊拉簧的工作性能。

（3）機芯同軸度

機芯同軸度是指彈擊桿和彈擊錘與中心導桿工作時，是否在同一軸心線上。通過相關的實驗證明，機芯同軸度好的儀器，彈擊桿與彈擊錘的沖擊面碰撞時，接觸良好，聲音清脆，在鋼砧上能測得較高而穩定的率定值，反之聲音沉悶，率定值不穩定且較低。因此，當率定值達不到要求時，應檢查各零件的加工質量或調換彈擊桿，即調整機芯同軸度，使鋼砧率定值符合標準。

2.2 回彈法檢測混凝土強度主要步驟

（1）選擇測區。對同一批澆灌的同標號的一個結構層內選擇測區不少于10個，相鄰兩個測區的間距應控制在2m以內，測區的面積宜控制在0.04mm2，檢測面應為原狀混凝土面，并應清潔、平整，不應有疏松層、浮漿、油垢以及蜂窩、麻面；

（2）在選擇好的測區內用砂紙清除結構表面疏松層及雜物，然后用毛刷將粉末刷凈；

（3）回彈時，回彈的軸線應始終垂直于混凝土檢測面，緩慢施壓，準確讀數，快速復位；

（4）注意測點宜在測區范圍內均勻分布，相鄰兩測點的凈距離一般不小于20mm，測點距構件邊緣或外露鋼筋、預埋件的距離一般不小于30mm，同一側點只允許彈擊一次。每一測區應記錄16個回彈值，每一測點的回彈值讀數精確至1；

（5）回彈值測量完畢后，應選擇不少于三分之一測區測量碳化深度值。測量碳化深度值時，可用合適的工具在測區表面形成直徑約15mm的孔洞，其深度大于混凝土的碳化深度。然后除凈孔洞中的粉末和碎屑，不得用水沖洗。立即用濃度為1%酚酞酒精溶液滴在孔洞內壁的邊緣處，再用深度測量工具測量已碳化與未碳化混凝土交界而到混凝土表面的垂直距離，測量不少于3次，取其平均值，該距離即為混凝土的碳化深度值，每次讀數精確至0.5mm。

2.3 回彈法檢測的質量控制措施探討

（1）《回彈法評定混凝土抗壓強度規程》規定回彈儀有下列情況之一時，應送檢驗單位校驗。使用回彈儀進行工程測試、數據處理及混凝土強度評定人員，均應受過專門訓練或培訓，并取得合格證書。回彈法涉及內容廣泛，不只是操作，還有混凝土表面狀態、齡期等等是否適應回彈法等內容。

（2）鋼砧率定值在一定條件下可以反映儀器的部分質量和性能，但必須指出，只有在儀器三個裝配尺寸和主要零件質量檢定合格的前提下，鋼砧率定值才能作為檢定儀器是否合格的一項標準。

（3）在影響回彈結果的重要因素中，除了回彈儀不在標準狀態下以外，還有混凝土的碳化深度。在測量混凝土碳化深度值時，應力求準確，它對測試結構影響很大。有的單位沒有試劑，不測量混凝土的碳化深度，憑感覺估算是錯誤的，必須杜絕其發生。

（4）在進行大批量回彈測試時，應自帶鋼砧，作到每天保養、率定，發現問題，立即送檢。在進行混凝土強度測試中，回彈儀尾蓋常有松動現象，應及時擰緊，否則將使測試數據失真。

（5）在測試混凝土梁時，即使選擇構件澆筑側面，也應上、中、下均勻分布。認真填寫原始記錄。測試、記錄、計算人員均應簽名，注明回彈儀型號、測試日期等，以備核查。

（6）儀器使用過程中的率定值，如果低于78且不小于72時，國外是按80%比例來修正試塊上測得的回彈值，這種做法是不恰當的，因為采用在不產生塑性變形的鋼砧上的率定值，直接按線性相關關系來修正產生塑性變形占較大比重混凝土構件上的回彈值，并據此修正混凝土強度的回彈值來換算與回彈值呈非線性關系的混凝土強度值，這在理論上和實驗上還須做進一步探討。

3、結語

隨著對混凝土建筑工程質量管理的日趨完善，混凝土無損檢測技術作為一門新的學科也逐漸發展起來，并逐步應用于實際工作中，尤其是對一些隱蔽工程的檢測、鑒定是一種不可缺少的技術和手段。混凝土是現代建筑業最重要也是最普遍使用的材料。為保證建筑工程的百年大計，需對混凝土結構的質量進行必要的檢測與控制。