回彈法檢測混凝土強(qiáng)度影響因素分析

李 金，黃家奇

（廣西交通科學(xué)研究院，廣西 南寧 530007）

0 引言

隨著建筑行業(yè)的不斷發(fā)展壯大，混凝土使用量逐年增加?；炷翉?qiáng)度作為評定混凝土構(gòu)件質(zhì)量的一項(xiàng)重要指標(biāo)，一直備受重視。經(jīng)過廣大試驗(yàn)檢測工作者的不斷努力、專研，回彈法測試混凝土抗壓強(qiáng)度作為評定混凝土強(qiáng)度的一項(xiàng)技術(shù)手段，已實(shí)現(xiàn)國家標(biāo)準(zhǔn)化、部分地區(qū)標(biāo)準(zhǔn)化，并得到廣泛運(yùn)用。回彈法檢測混凝土強(qiáng)度是一種無損檢測手段，具有方便、實(shí)用等優(yōu)勢，但同時(shí)具有一定的局限性。

回彈法檢測混凝土強(qiáng)度受外界影響較多，比如：測試環(huán)境、試驗(yàn)人員操作、混凝土內(nèi)部狀況等。本文主要從混凝土不同水灰比、混凝土不同含水率、構(gòu)件不同約束邊界以及回彈儀不同測試角度四方面對回彈法在檢測混凝土強(qiáng)度時(shí)的影響進(jìn)行探討和研究。本次試驗(yàn)均在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行，根據(jù)實(shí)測數(shù)據(jù)對比分析各因素對檢測結(jié)構(gòu)的影響，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)及操作方法，以便提高現(xiàn)場檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性及科學(xué)性，同時(shí)為后來研究者提供一定的參考。

1 檢測原理

回彈儀通過彈簧驅(qū)動(dòng)重錘，彈擊桿彈擊混凝土表面、得到重錘被反彈回來的距離，以回彈值（反彈距離和彈簧初始長度之比）作為與強(qiáng)度相關(guān)的指標(biāo)來推定混凝土強(qiáng)度的一種方法。測試在混凝土表面上進(jìn)行，屬于表面硬度的一種。回彈儀剖面示意圖見圖1。

圖1 回彈儀剖面示意圖

2 試驗(yàn)情況和數(shù)據(jù)分析

制作三種水灰比0.35、0.4、0.45標(biāo)準(zhǔn)試件，共14組試件。成型試件材料采用機(jī)械拌和，按照所需量，向攪拌機(jī)內(nèi)按順序加入石頭、水泥、砂，開動(dòng)攪拌機(jī)，慢慢加入水。加料時(shí)間≤2min。沖刷干凈試模，在內(nèi)壁涂一層礦物油脂。成型試件置于標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)室養(yǎng)護(hù)。試件達(dá)到齡期將表面打磨至光潔，用同1臺回彈儀在試件表面進(jìn)行回彈測試，每個(gè)面敲擊16個(gè)點(diǎn)，做好記錄。

試驗(yàn)材料來源如下：水泥：海螺牌PC32.5；砂子：河砂（中砂）；碎石：花崗巖（5－31.5）mm；外加劑：CJHPR2高效減水劑（緩凝型）；粉煤灰：F類Ⅱ級灰。

材料用量分別如表1所示：

表1 原材料用量表

試驗(yàn)依據(jù)《水運(yùn)工程混凝土試驗(yàn)規(guī)程》JTJ270－98、強(qiáng)度計(jì)算、推定依據(jù)《港口工程混凝土非破損檢測技術(shù)規(guī)范》（JTJ／T272－99）。

強(qiáng)度換算值計(jì)算公式：普通混凝土強(qiáng)度fcuR0＝0.249 7m2.016R

強(qiáng)度推定值計(jì)算公式：

式中，fcuRom——回彈法混凝土推定值；

t ——正態(tài)分布概率度。對于專用測強(qiáng)相關(guān)關(guān)系式，t＝0.5；對于通用測強(qiáng)相關(guān)關(guān)系式，t＝1.0；δε——剩余變異系數(shù)。對于專用測強(qiáng)相關(guān)關(guān)系式，δε可自行求得；對于通用測強(qiáng)相關(guān)關(guān)系式，δε＝0.14。

試驗(yàn)數(shù)據(jù)對比結(jié)果見表2～5、圖2～5。

表2 不同水灰比對回彈法測試混凝土強(qiáng)度的影響數(shù)值表

圖2 不同水灰比對回彈測試強(qiáng)度的影響曲線圖

表3 混凝土含水情況對回彈法測試混凝土強(qiáng)度的影響數(shù)值表

圖3 試件含水情況對回彈測試強(qiáng)度的影響曲線圖

表4 構(gòu)件不同約束情況對回彈法測試混凝土強(qiáng)度的影響數(shù)值表

圖4 構(gòu)件不同結(jié)束情況對回彈測試強(qiáng)度的影響曲線圖

表5 構(gòu)件不同測試角度對回彈法測試混凝土強(qiáng)度的影響數(shù)值表

圖5 不同測試角度對回彈測試強(qiáng)度的影響曲線圖

2.1 不同水灰比對回彈測試強(qiáng)度的影響

水灰比是混凝土配合比的一個(gè)重要參數(shù)。本次分3組對比試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果（見表2、圖2）表明：（1）水灰比為0.35的試件回彈法推定混凝土強(qiáng)度比水灰比為0.4的試件要高；（2）水灰比為0.4的試件回彈法推定混凝土強(qiáng)度比水灰比為0.45的時(shí)間要高。綜上第（1）、第（2）點(diǎn)：水泥含量越高，回彈法推定混凝土強(qiáng)度越大。試件在相同的約束條件下，三種水灰比的試件回彈法推定強(qiáng)度值與抗壓強(qiáng)度值的差值相差不大，差值均在－7.3～－13.8 MPa范圍內(nèi)。綜上可知：對于不同強(qiáng)度等級的混凝土構(gòu)件，運(yùn)用回彈法測試其強(qiáng)度效果差異性不大。我們在進(jìn)行回彈測試時(shí)，應(yīng)選擇構(gòu)件側(cè)面表面干燥、光潔，以提高測試結(jié)果的準(zhǔn)確性。

2.2 試件含水情況對回彈測試強(qiáng)度的影響

在潮濕的環(huán)境中構(gòu)件會發(fā)生細(xì)微的化學(xué)變化。大量自由水的存在導(dǎo)致了骨料顆粒之間、水泥晶體之間的摩擦力、粘結(jié)力會減小。這些變化導(dǎo)致了構(gòu)件抗壓能力下降。本文針對此類情況進(jìn)行3組對比試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果（見表3、圖3）表明：（1）同等條件下試件含水量越多，其回彈法推定混凝土強(qiáng)度越低；（2）不同試件，同等條件下、強(qiáng)度越高、回彈法推定強(qiáng)度值與抗壓強(qiáng)度值差值越大；（3）同試件，含水量越多，回彈法推定強(qiáng)度值與抗壓強(qiáng)度值差值越大。在進(jìn)行回彈測試的時(shí)，應(yīng)選擇表面干燥、光潔的構(gòu)件，以提高測試結(jié)果的準(zhǔn)確性。

2.3 構(gòu)件不同約束情況對回彈測試強(qiáng)度的影響

在實(shí)際工程中會存在一些特殊形態(tài)的混凝土構(gòu)件，比如：薄壁構(gòu)件、懸空構(gòu)件、空心構(gòu)件等。為了分析在薄壁構(gòu)件、懸空構(gòu)件、空心構(gòu)件等表面進(jìn)行回彈法測試混凝土強(qiáng)度結(jié)果的準(zhǔn)確性，進(jìn)行對比5組對比試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果（見表4、圖4）表明：（1）同類水灰比試件處于固定狀態(tài)比處于水平地面狀態(tài)推定強(qiáng)度要高；（2）不同水灰比試件，固定狀態(tài)下，抗壓強(qiáng)度越大，回彈法推定混凝土強(qiáng)度值與抗壓強(qiáng)度值的差值越大；（3）不同水灰比試件，處于水平地面，抗壓強(qiáng)度越大，回彈法推定的混凝土強(qiáng)度值與抗壓強(qiáng)度值的差值越大。薄壁或懸空構(gòu)件受到彈擊時(shí)會產(chǎn)生一定的振動(dòng)，一部分回彈能量消耗，導(dǎo)致了回彈儀讀數(shù)值變小，推定強(qiáng)度值也跟著降低。在實(shí)際的檢測中遇到類似構(gòu)件形態(tài)，在進(jìn)行回彈測試的同時(shí)應(yīng)在相同的部位取芯并在室內(nèi)進(jìn)行抗壓試驗(yàn)，以便更真實(shí)地了解構(gòu)件的抗壓強(qiáng)度值。

2.4 不同測試角度對回彈測試強(qiáng)度的影響

回彈儀的實(shí)際操作過程中，測試角度會發(fā)生變化。為了研究角度變化對檢測強(qiáng)度值的影響，制作3組試塊。試驗(yàn)結(jié)果（見表5、圖5）表明：測試角度90°測試得到的推定強(qiáng)度值比60°測試得到的強(qiáng)度推定值與抗壓強(qiáng)度值差值要?。粶y試角度60°測試得到的推定強(qiáng)度值比30°測試與抗壓強(qiáng)度值差值要小。測試角度對測試結(jié)果影響很大，在實(shí)際操作的過程中，同一側(cè)區(qū)回彈儀應(yīng)保持同一角度。

3 結(jié)語

混凝土強(qiáng)度檢測方法有很多種，其中回彈法是其中一種，具有方便簡單、快捷、實(shí)用等優(yōu)勢，應(yīng)用越來越廣泛。實(shí)際工程中回彈法測試混凝土強(qiáng)度易受到各方面的影響，導(dǎo)致測試的強(qiáng)度值與抗壓強(qiáng)度值存在不同程度的偏差?，F(xiàn)場進(jìn)行測試的時(shí)候，應(yīng)盡可能排除能造成影響的因素，保證測試結(jié)果的準(zhǔn)確性。

［1］李亞青，郭文虎.談水灰比對混凝土強(qiáng)度的影響［J］.山西建筑，2012（32）：128－130.

［2］朱永健.回彈法檢測混凝土強(qiáng)度影響因素及措施分析［J］.才智，2012（1）：36.

［3］JTJ 270－98，水運(yùn)工程混凝土試驗(yàn)規(guī)程［S］.

［4］JTJ／T272－99，港口工程混凝土非破損檢測技術(shù)規(guī)程［S］.