回彈法現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)混凝土強(qiáng)度分析

陳 燕

（滁州職業(yè)技術(shù)學(xué)院土木工程系，安徽滁州239000）

回彈法現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)混凝土強(qiáng)度分析

陳 燕

（滁州職業(yè)技術(shù)學(xué)院土木工程系，安徽滁州239000）

回彈法的測(cè)量是依據(jù)當(dāng)彈擊混凝土表面時(shí)，以重錘被反彈回來(lái)的距離與彈簧初始長(zhǎng)度之比作為與強(qiáng)度相關(guān)的指標(biāo)來(lái)推定混凝土強(qiáng)度的一種方法.回彈值較能反映其表層2～3cm左右的質(zhì)量情況，對(duì)于混凝土的內(nèi)部情況無(wú)法反映.可以較全面反映并可彌補(bǔ)單一物理參數(shù)所帶來(lái)的誤差影響，稱之為綜合法.一般采取超聲-回彈綜合法，使得超聲聲速和回彈值相得益彰.

回彈法；現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)；混凝土強(qiáng)度

強(qiáng)度是混凝土結(jié)構(gòu)性能指標(biāo)中重中之重的一項(xiàng)指標(biāo)，是對(duì)鋼筋混凝土工程進(jìn)行竣工驗(yàn)收、安全評(píng)估時(shí)的一項(xiàng)重要的檢測(cè)內(nèi)容.本文實(shí)驗(yàn)研究依據(jù)安徽某橋梁現(xiàn)場(chǎng)回彈值檢測(cè)數(shù)據(jù)，按照《回彈法檢測(cè)混凝土抗壓強(qiáng)度技術(shù)規(guī)程》推定其抗壓強(qiáng)度.

1 測(cè)試方法

1.1 回彈值的測(cè)量

回彈法的測(cè)量是依據(jù)當(dāng)彈擊混凝土表面時(shí)，以重錘被反彈回來(lái)的距離與彈簧初始長(zhǎng)度之比作為與強(qiáng)度相關(guān)的指標(biāo)來(lái)推定混凝土強(qiáng)度的一種方法.回彈值測(cè)量屬于表面硬度法的一種，在混凝土表面進(jìn)行，故只能反映結(jié)構(gòu)表層2-3cm深度混凝土的質(zhì)量清況，對(duì)混凝土內(nèi)部的非勻質(zhì)性、孔隙量和孔結(jié)構(gòu)等則無(wú)法反映.

測(cè)試前，首先對(duì)回彈儀進(jìn)行率定，由法定部門并按照國(guó)家現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)《混凝土回彈儀》JJG817對(duì)其進(jìn)行檢定，合格后方可使用.

由于在相同的生產(chǎn)工藝條件下、原材料、配合比、成型工藝和養(yǎng)護(hù)條件基本一致且齡期相同，采取批量檢測(cè)方法，每一個(gè)構(gòu)件檢測(cè)區(qū)為16個(gè)，相鄰測(cè)區(qū)的間距為2m，測(cè)區(qū)的面積小于0.04m2.檢測(cè)面保持清潔、平整，不應(yīng)存在蜂窩、麻面等不良區(qū)域，使回彈儀處于水平方向檢測(cè)混凝土澆筑側(cè)面.所測(cè)得回彈值按式（1）計(jì)算：

R—某測(cè)區(qū)平均回彈值，精確至0.1；

Ri—第i個(gè)測(cè)點(diǎn)的回彈值.

如果檢測(cè)側(cè)面位于非水平方向檢測(cè)混凝土澆筑側(cè)面時(shí)，應(yīng)按下式（2）修正：

Ra—非水平狀態(tài)檢測(cè)時(shí)測(cè)區(qū)的平均回彈值，精確至0.1；

Raa—回彈值修正值，按JGJ/T23-2001規(guī)程附錄C采用.

1.2 碳化深度的檢測(cè)

混凝土的碳化是指在服役環(huán)境下,混凝土與空氣中的二氧化碳接觸會(huì)發(fā)生碳化作用,生成硬度較大的碳酸鈣,使混凝土的表面硬度增大,回彈值也隨之增大,將影響回彈值的準(zhǔn)確性.因此，碳化深度對(duì)回彈值有顯著影響，當(dāng)碳化深度增加至5-6mm后,回彈值不再隨碳化深度的繼續(xù)增加而有明顯的提高[1]，所以考慮碳化的影響是必要.

用適當(dāng)工具在試塊表面鑿成一個(gè)直徑約為15mm的孔洞，其深度應(yīng)大于碳化深度.然后除去孔洞中的粉末和碎屑，并立即用濃度為1%的酚酞酒精溶液滴在孔洞內(nèi)壁的邊緣處，用鋼尺測(cè)量自混凝土表面至深部不變色（未碳化部分呈紅色）、具有代表性交界處的垂直距離，測(cè)量均不應(yīng)少于3次，取其平均值，該距離即為混凝土的碳化深度值，測(cè)度精確至0.5mm.如果其值小于0.5mm，則按無(wú)碳化處理；如果其值大于6mm，則取6mm.

1.3 抗壓強(qiáng)度測(cè)試

當(dāng)對(duì)橋梁各個(gè)測(cè)區(qū)進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，即對(duì)與橋梁實(shí)際工程均相同的條件下的試塊進(jìn)行抗壓強(qiáng)度測(cè)試，按照現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《普通混凝土力學(xué)性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》GB/T50081的相關(guān)條款規(guī)定進(jìn)行.抗壓強(qiáng)度值精確到0.1MPa.

2 回彈值結(jié)果及分析

既為了達(dá)到實(shí)驗(yàn)研究和對(duì)實(shí)際結(jié)構(gòu)強(qiáng)度推定的檢測(cè)，對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了10個(gè)區(qū)域的檢測(cè).對(duì)于回彈值，數(shù)據(jù)較多，列出1#區(qū)數(shù)據(jù)如表1所示，其他區(qū)域進(jìn)行類似的數(shù)據(jù)分析處理.

由表1可以看出，混凝土碳化深度不大且差別不大，原因在于自然環(huán)境中成型時(shí)間較短.回彈值分布較為均勻，部分測(cè)點(diǎn)相差稍大，在數(shù)理統(tǒng)計(jì)范圍之內(nèi)，可以作為數(shù)據(jù)分析.按照相關(guān)規(guī)程規(guī)定，每個(gè)測(cè)區(qū)剔除三個(gè)較大值和三個(gè)較小值，然后按照《回彈法檢測(cè)混凝土抗壓強(qiáng)度技術(shù)規(guī)程》推定其抗壓強(qiáng)度.

表1 1#區(qū)現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)結(jié)果

平均計(jì)算平均碳化深度：

（2）計(jì)算平均回彈值Rm：因?yàn)?#為水平方向檢測(cè)混凝土澆筑側(cè)面，所以無(wú)需對(duì)Rm進(jìn)行修正.

（3）采用內(nèi)插法查JGJ/T23—2001附錄A，取得測(cè)區(qū)混凝土強(qiáng)度換算值fccu,i（MPa）如表2所示：

（4）因?yàn)闃?gòu)件為泵送混凝土制作，且碳化深度值不大于2.0mm.則采用內(nèi)插法查JGJ/T23—2001附錄B對(duì)混凝土強(qiáng)度換算值進(jìn)行修正值如表3所示：

表2 各個(gè)測(cè)點(diǎn)強(qiáng)度換算值

表3 換算后強(qiáng)度值

（5）計(jì)算混凝土強(qiáng)度換算值的平均值和標(biāo)準(zhǔn)差：

其他區(qū)域的檢測(cè)結(jié)果如表4所示.

根據(jù)表4由回彈值推算出的混凝土強(qiáng)度與測(cè)試立方體抗壓強(qiáng)度對(duì)比，誤差在10%以內(nèi)，所以可以根據(jù)回彈值推斷混凝土強(qiáng)度，則對(duì)回彈值與立方體抗壓強(qiáng)度進(jìn)行不同數(shù)學(xué)模型進(jìn)行擬合，如圖1所示.

表4 各個(gè)測(cè)點(diǎn)的檢測(cè)結(jié)果

圖1 不同函數(shù)擬合情況

擬合結(jié)果如表5所示.

表5 擬合結(jié)果分析

由表5可以看出，采用線性、多項(xiàng)式和冪函數(shù)函數(shù)關(guān)系擬合結(jié)果的相關(guān)系數(shù)分別為0.94、0.96和0.97，三種函數(shù)關(guān)系的回歸精度均較高且都滿足相關(guān)規(guī)范達(dá)到的要求，其中冪函數(shù)最高，即采取冪函數(shù)形式作為回彈值的測(cè)強(qiáng)曲線.為了驗(yàn)證所得方程的精度，采用別人的實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證[2]，結(jié)果如表6所示.

表6 采取別人實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)驗(yàn)證結(jié)果

由表6可以看出，由根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)考慮碳化深度得到的測(cè)強(qiáng)曲線是可靠地，采用其他實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證其誤差仍然較小，可以作為地方測(cè)強(qiáng)曲線的參考.擬合方程隨著強(qiáng)度等級(jí)提高出現(xiàn)誤差越來(lái)越大的趨勢(shì)，表明該方程不適合高強(qiáng)混凝土的強(qiáng)度推斷.主要原因在于普通回彈儀使用于60MPa以下的混凝土試件，對(duì)于較高強(qiáng)度的混凝土需要采取標(biāo)準(zhǔn)能量更大的回彈儀，表明對(duì)于較高混凝土強(qiáng)度等級(jí)的推測(cè)曲線需要制定新的檢測(cè)方法及專用測(cè)強(qiáng)曲線進(jìn)行檢測(cè)；另一方面在于擬合方程在于短齡期的推測(cè)，碳化深度影響小造成的.

3 結(jié)論

回彈值較能反映其表層2～3cm左右的質(zhì)量情況，對(duì)于混凝土的內(nèi)部情況無(wú)法反映，即回彈值不可能全面反映影響混凝土強(qiáng)度的各種因素.對(duì)于混凝土的工作性能影響的因素較為復(fù)雜，同一指標(biāo)對(duì)于不同的工作性能的反映甚至是相反的，所以綜合參考混凝土的多項(xiàng)物理參數(shù)，可以較全面反映并可彌補(bǔ)單一物理參數(shù)所帶來(lái)的誤差影響[5,6]，稱之為綜合法.一般采取超聲-回彈綜合測(cè)強(qiáng)曲線，使得超聲聲速和回彈值相得益彰，互相彌補(bǔ)各自的不足.

〔1〕季光澤，陳麗霞，等.碳化作用對(duì)回彈法測(cè)定混凝土強(qiáng)度的影響[J].混凝土及加筋混凝土,1983(l):52-55.

〔2〕唐騰.混凝土長(zhǎng)期性能指標(biāo)現(xiàn)場(chǎng)快速無(wú)損檢測(cè)方法的研究[D].長(zhǎng)沙理工大學(xué)，2010.

〔3〕張玉敏，王忠海.混凝土抗壓強(qiáng)度和彈性模量與超聲聲速之間的關(guān)系實(shí)驗(yàn)研究[J].混凝土，2002(12):60-62.

〔4〕劉磊.混凝土結(jié)構(gòu)現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)實(shí)驗(yàn)研究[D].河北理工大學(xué), 2008.

〔5〕V.M.Malhotra,Testing hardened Concrete:Non-destructive Methods Ames:Iowa State University press, 1976.

〔6〕羅馬尼亞混凝土非破損檢驗(yàn)技術(shù)[R].北京：科學(xué)技術(shù)文獻(xiàn)出版社，1977.

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1673-260X（2013）08-0048-03