普通混凝土抗壓強(qiáng)度回彈法檢測(cè)的思考

賴春健

(廈門市工程檢測(cè)中心有限公司 福建廈門 361004)

普通混凝土抗壓強(qiáng)度回彈法檢測(cè)的思考

賴春健

(廈門市工程檢測(cè)中心有限公司 福建廈門 361004)

本文通過(guò)對(duì)回彈法檢測(cè)普通混凝土強(qiáng)度相關(guān)參數(shù)的分析，討論了回彈法檢測(cè)中回彈值的檢測(cè)現(xiàn)狀及碳化深度值的影響規(guī)律。此外，對(duì)測(cè)區(qū)數(shù)少于10個(gè)時(shí)提出也按數(shù)理統(tǒng)計(jì)的方法進(jìn)行統(tǒng)一計(jì)算分析，將其計(jì)算結(jié)果與文獻(xiàn)[1]的計(jì)算方法進(jìn)行比較，同時(shí)，結(jié)合工程實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，對(duì)不同測(cè)區(qū)數(shù)對(duì)計(jì)算結(jié)果影響規(guī)律進(jìn)行了探討。

回彈法;混凝土碳化深度值;測(cè)區(qū)數(shù);檢測(cè)

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0 引言

回彈法作為一種混凝土強(qiáng)度的無(wú)損檢測(cè)技術(shù)，被廣泛應(yīng)用于在建工程實(shí)體檢測(cè)及已有混凝土結(jié)構(gòu)建筑中的混凝土強(qiáng)度檢測(cè)中，為廣大工程工作者確定混凝土強(qiáng)度帶來(lái)了便利。但已有建筑可靠性鑒定中混凝土強(qiáng)度檢測(cè)，如按不少于10個(gè)測(cè)區(qū)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，勢(shì)必會(huì)對(duì)已有建筑粉刷層造成較大的破壞，給后期復(fù)原工作帶來(lái)較大的困難；如測(cè)區(qū)數(shù)少于10個(gè)，由于混凝土復(fù)合材料本身的離散性較大，是否還能推定出混凝土的較合理強(qiáng)度值又有疑問，筆者將從回彈法檢測(cè)砼強(qiáng)度的基本參數(shù)出發(fā)，對(duì)此進(jìn)行分析，并給出個(gè)人見解，以供相關(guān)人員參考。

1 回彈法檢測(cè)概念

回彈法是通過(guò)回彈儀測(cè)定混凝土表面硬度，綜合考慮表層碳化深度對(duì)表面硬度的影響規(guī)律，從而推定[3]混凝土強(qiáng)度的方法。它是一種宏觀推定混凝土抗壓強(qiáng)度的方法，具有操作簡(jiǎn)單、儀器輕便且結(jié)果準(zhǔn)確度較高的優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于混凝土結(jié)構(gòu)實(shí)體檢測(cè)中。

回彈法檢測(cè)混凝土強(qiáng)度的關(guān)鍵在于其所引用的測(cè)強(qiáng)曲線和相應(yīng)的計(jì)算方法，文獻(xiàn)[1]、[2]給出了非泵送混凝土和泵送混凝土測(cè)強(qiáng)曲線，本文以文獻(xiàn)[1]測(cè)強(qiáng)曲線為例，詳見式(1)、(2)。可見，測(cè)強(qiáng)曲線確定后，強(qiáng)度推定值主要取決于回彈值和碳化深度值。

a)對(duì)于非泵送混凝土

(1)

b)對(duì)于泵送混凝土

(2)

a C35 b C40圖1 泵送砼本文與文獻(xiàn)[1]計(jì)算結(jié)果對(duì)比

a C35 b C40圖2 自拌砼本文與文獻(xiàn)[1]計(jì)算結(jié)果對(duì)比

2 參數(shù)分析

2.1 回彈值

回彈值作為推定混凝土抗壓強(qiáng)度值最重要的參數(shù)之一，其測(cè)量的準(zhǔn)確性直接決定了推定值是否能準(zhǔn)確反應(yīng)混凝土的真實(shí)強(qiáng)度值。

決定測(cè)量值準(zhǔn)確性的兩個(gè)重要因素為儀器和人。首先，儀器的相關(guān)技術(shù)指標(biāo)必須符合規(guī)程規(guī)定[4]，即要檢定合格，同時(shí)保證在檢定有效期內(nèi)使用；其次，人員操作儀器時(shí)應(yīng)確?；貜梼x的軸線始終垂直于混凝土的檢測(cè)面(原漿面)，并應(yīng)緩慢施壓、準(zhǔn)確讀數(shù)、快速?gòu)?fù)位，同時(shí)注意彈擊點(diǎn)距離露筋、預(yù)埋件的距離不宜小于30mm，測(cè)點(diǎn)不應(yīng)在氣孔或外露石子上，同一個(gè)測(cè)點(diǎn)只應(yīng)彈擊一次。為了提高回彈法檢測(cè)的準(zhǔn)確度，國(guó)家及地方均制定了相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，檢測(cè)機(jī)構(gòu)亦制定了相應(yīng)的作業(yè)指導(dǎo)書，回彈值測(cè)量已實(shí)現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)，測(cè)量結(jié)果用于推定混凝土現(xiàn)齡期抗壓強(qiáng)度具有較高的準(zhǔn)確度和可信度。

2.2 碳化深度值

碳化深度值是推定普通混凝土抗壓強(qiáng)度的另一個(gè)重要參數(shù)。根據(jù)混凝土碳化深度值的影響規(guī)律對(duì)混凝土強(qiáng)度推定值進(jìn)行折減，主要是考慮到混凝土成型后呈弱堿性[5](Ca(OH)2)?；炷脸尚秃笤谧匀画h(huán)境下養(yǎng)護(hù)或工作與空氣中CO2接觸(空氣中CO2含量約為0.03%)，發(fā)生碳化反應(yīng)生成CaCO3。此反應(yīng)由外及里，首先在混凝土表面生成CaCO3，化學(xué)成分及組織結(jié)構(gòu)的改變使混凝土回彈值宏觀表現(xiàn)為增大，由于它僅是混凝土結(jié)構(gòu)表面的一層碳化膜，因而此回彈值的增大并不代表著混凝土抗壓強(qiáng)度值的提高，故在混凝土抗壓強(qiáng)度值推定時(shí)，需要對(duì)此回彈值進(jìn)行折減[6]。

混凝土碳化的發(fā)展是一個(gè)緩慢、由外而內(nèi)的過(guò)程。隨著混凝土碳化的進(jìn)一步發(fā)展，不斷生成的CaCO3，將打破混凝土原有的組織結(jié)構(gòu)及化學(xué)平衡，導(dǎo)致混凝土變硬、變脆、脹裂，使混凝土由密實(shí)變得酥松(對(duì)一些老舊混凝土結(jié)構(gòu)，特別是結(jié)構(gòu)表面欠保護(hù)時(shí)，尤為明顯)，宏觀表現(xiàn)為回彈值減小。這種過(guò)度碳化的變化首先發(fā)生在混凝土表面，過(guò)度碳化導(dǎo)致混凝土表面與其內(nèi)部組成出現(xiàn)了一定的差異，表面的強(qiáng)度已不足以反應(yīng)其內(nèi)部強(qiáng)度，故此時(shí)的混凝土回彈值大幅下降，并不代表著混凝土強(qiáng)度的大幅下降。

2.3 測(cè)區(qū)數(shù)及計(jì)算方法

考慮到回彈法計(jì)算的特點(diǎn)，其推定混凝土強(qiáng)度值的第三個(gè)影響因素為測(cè)區(qū)數(shù)的多少。相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)以測(cè)區(qū)數(shù)10個(gè)為界限，根據(jù)測(cè)區(qū)數(shù)多少，規(guī)定了不同的計(jì)算方法。本文在文獻(xiàn)[1]的基礎(chǔ)上，結(jié)合混凝土技術(shù)發(fā)展的特點(diǎn)及現(xiàn)狀，將文獻(xiàn)[1]中以10個(gè)測(cè)區(qū)為界限的兩種計(jì)算方法合并，認(rèn)為不區(qū)分測(cè)區(qū)數(shù)多少，均可采用式3～5推定混凝土強(qiáng)度。

a C35 b C40圖3 不同測(cè)區(qū)下的泵送砼推定值對(duì)比

a C35 b C40圖4 不同測(cè)區(qū)下的自拌砼推定值對(duì)比

(3)

(4)

(5)

本文以工程上較常用的設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)為C35、C40非泵送和泵送混凝土回彈數(shù)據(jù)為例，在測(cè)區(qū)數(shù)少于10個(gè)時(shí)，將用本文推薦的計(jì)算方法所得數(shù)據(jù)與文獻(xiàn)[1]規(guī)定的進(jìn)行比較詳見圖1、2;圖中k-比值=fcu,e(n)/fcu,e(10)；n-測(cè)區(qū)數(shù))。結(jié)果表明，測(cè)區(qū)數(shù)對(duì)計(jì)算結(jié)果的影響規(guī)律，兩者基本一致，但本文計(jì)算方法所得結(jié)果的偏差總體上較文獻(xiàn)[1]計(jì)算方法的要小，且更為保守。此外，本文的計(jì)算方法，在測(cè)區(qū)數(shù)少于10個(gè)時(shí)，仍考慮其均值及標(biāo)準(zhǔn)差，考慮了混凝土強(qiáng)度的勻質(zhì)程度，也更加符合數(shù)理統(tǒng)計(jì)的數(shù)據(jù)處理方式，在一定程度上有助于工程檢測(cè)工作者在測(cè)區(qū)數(shù)較少時(shí)更準(zhǔn)確地推定出混凝土強(qiáng)度。

測(cè)區(qū)數(shù)的減少可顯著減少對(duì)已有混凝土結(jié)構(gòu)粉刷層的破壞，同時(shí)可明顯降低檢測(cè)工作人員的工作量。隨著混凝土攪拌技術(shù)的成熟與提高，混凝土的均勻性有了較大的提升，故在測(cè)區(qū)數(shù)減少的情況下，欲較合理的推定出混凝土強(qiáng)度在理論上變得可行。

為考察測(cè)區(qū)數(shù)減少對(duì)計(jì)算結(jié)果的影響，本文仍以設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)為C35、C40混凝土回彈數(shù)據(jù)為例，統(tǒng)計(jì)了泵送和自拌混凝土回彈數(shù)據(jù)各10組，考察其測(cè)區(qū)數(shù)在1個(gè)、3個(gè)、5個(gè)、8個(gè)與10個(gè)時(shí)的比值變化規(guī)律。從圖3可見，對(duì)于泵送混凝土，測(cè)區(qū)數(shù)的增加，推定值將越來(lái)越接近10測(cè)區(qū)時(shí)的推定值，測(cè)區(qū)數(shù)在5～10個(gè)時(shí)，波動(dòng)較小，偏差基本在5%以內(nèi)；測(cè)區(qū)數(shù)為3個(gè)時(shí)，偏差有所增大，但較5個(gè)測(cè)區(qū)時(shí)增大幅度有限。測(cè)區(qū)數(shù)減少至1個(gè)時(shí)，偏差顯著增大，且波動(dòng)幅度大，隨機(jī)性強(qiáng)；此外，混凝土強(qiáng)度等級(jí)的變化對(duì)不同測(cè)區(qū)數(shù)推定其強(qiáng)度的影響規(guī)律基本一致。

由圖4可見，對(duì)于自拌混凝土，測(cè)區(qū)數(shù)的影響規(guī)律基本同泵送混凝土一致，但自拌混凝土的離散性明顯比泵送混凝土大，圖中有極少數(shù)偏差值超過(guò)10%。總體而言，在采用回彈法初步推定普通混凝土強(qiáng)度時(shí)，適當(dāng)減少測(cè)區(qū)數(shù)量是可行的，但測(cè)區(qū)數(shù)不應(yīng)少于3個(gè)，否則所得出的結(jié)論將極可能無(wú)法反應(yīng)出混凝土的真實(shí)強(qiáng)度。

3 結(jié)論

(1)本文提出不區(qū)分測(cè)區(qū)數(shù)多少的混凝土強(qiáng)度計(jì)算方法所得結(jié)果的偏差總體上較文獻(xiàn)[1]計(jì)算方法的要小，且更為保守。

(2)隨著攪拌技術(shù)的提高，混凝土，特別是泵送混凝土的離散性將大大減小，在推定混凝土的強(qiáng)度時(shí)，測(cè)區(qū)數(shù)可適當(dāng)減少，當(dāng)測(cè)區(qū)數(shù)在5～10個(gè)時(shí)，偏差約為5%；當(dāng)測(cè)區(qū)數(shù)減少至3個(gè)時(shí)偏差將增大，但總體上與5個(gè)測(cè)區(qū)時(shí)的偏差相差不大。

[1]DBJ/T 13-71-2015，回彈法檢測(cè)混凝土抗壓強(qiáng)度技術(shù)規(guī)程[S].

[2]JGJ/T 23-2011,回彈法檢測(cè)混凝土抗壓強(qiáng)度技術(shù)規(guī)程[S].

[3]常新偉，夏數(shù)威.工程檢測(cè)中回彈法測(cè)強(qiáng)問題的討論[J].河南科學(xué),2013,31(11):1950-1951.

[4]王菲.回彈法在混凝土強(qiáng)度檢測(cè)中的應(yīng)用研究[J].福建建材,2012,(10):22-24.

[5]張?zhí)K杭.混凝土碳化對(duì)其強(qiáng)度測(cè)試影響的技術(shù)研究[J].水利發(fā)電,2008,34(11):110-112.

[6]汪澤利.幾種導(dǎo)致回彈法檢測(cè)混凝土強(qiáng)度碳化深度異常原因的探討[J].安徽建筑,2014,(1):158-166.

賴春健(1983.5- )，男，工程師，主要從事工程質(zhì)量檢測(cè)及房屋可靠性鑒定加固研究方面的工作。

The reflection of the Rebound method of common concrete compressive strength

LAIChunjian

(Xiamen Center of Engineering Inspection Co.Ltd.Xiamen 361004)

Based on the analysis of the Rebound method to test the related parameters of common concrete strength， in the paper, the statue of testing the rebound value and the influence of carbonation depth value were discussed. In addition, a unified statistical method was put forward on the analysis of the number of survey areas less than 10, and the calculation results were compared with the results of the Literature 1. Meanwhile, based on the engineering measured data, the influence of the calculation results of the different number of survey areas were discussed.

Rebound method; Concrete carbonation depth; Number of survey areas; Testing

賴春健(1983.5- ),男，工程師。

2015-10-22

TU528.1

A

1004-6135(2015)12-0103-04