基于回彈法的混凝土實體質量過程控制研究*

涂三毛 戴國強

（1.南昌縣象湖聯圩管理站，江西 南昌 330200；2.江西省水利科學研究院，江西 南昌 330029）

水利工程混凝土質量評價一般包括兩部分內容:一部分是計算分析試塊強度，評價施工過程中的澆筑與管理水平；一部分是判斷混凝土實體強度是否符合設計要求，評價結構質量與安全性。目前實體質量的檢測方法主要是回彈法與鉆芯法。由于回彈值的不確定性，回彈法的推定強度一般作為參考，影響了回彈法的適用范圍。鉆芯法是一種比較直觀判定混凝土質量的檢測方法，但由于其破損性，不適用于溢流面等部位。且為減少對工程的破壞，取芯檢測數量較少，影響檢測結果代表性。由于試驗方法、檢測頻率及檢測內容等原因，現行的混凝土質量評價內容以及方法比較簡單。國內一些學者通過建立評價數學模型，應用相關理論和算法，對工程施工質量進行綜合評價。本文檢測了工程到齡期混凝土強度，研究了回彈法評價工程質量的方法，以期提高混凝土施工水平。

1 適用性分析

回彈儀的工作原理是運動的重錘以一定能量沖擊混凝土表面，測出沖擊后的回彈值，以此代表混凝土的質量。混凝土越密實，則沖擊回彈的能量損失越小，回彈值越大，混凝土強度越高，反之越小。混凝土質量好壞與回彈值的大小有十分密切的關系。若加大水利工程回彈檢測頻率，實時檢測工程質量，分析檢測結果，也可綜合反映工程建設的質量。回彈法可減少破損檢測方法對結構產生的不利影響，且由于簡便快捷的操作方式，可以更加直觀地反映工程建設實體質量。現行《回彈法檢測混凝土抗壓強度技術規程》（DB37/T 2366—2013）規定檢測混凝土強度范圍為10～60MPa，水利工程建設所使用混凝土強度等級一般為C20～C30，屬中低強度混凝土，強度等級在回彈法的適用范圍的中間值。因此，回彈法可較好地使用于水工混凝土質量檢測中。

2 回彈法評價水利工程建設質量

浯溪口水利樞紐工程主要建筑物為非溢流壩、溢流壩、河床式廠房。本研究使用回彈法對該工程已到齡期的主要建筑物進行了回彈法檢測，共檢測了141組實體結構的混凝土強度。回彈檢測方案見表1。

表1 回彈法檢測混凝土實體結果

檢測涵蓋工程建設的主要部位。根據回彈法推定結果，主要澆筑部位的回彈值均能滿足設計要求。但是由于回彈值的不確定性因素較多，因此，還需要對檢測結果進行進一步分析。本工程中，C20以上強度等級混凝土都使用二級配骨料，因此，可以忽略骨料對回彈值的影響，按不同強度等級進行統計分析。根據《水利水電工程施工質量檢驗與評定規程》（SL 176—2007）規定，普通混凝土試塊統計樣品數量只有1組時，混凝土抗壓強度應不小于1.15倍的設計值。當混凝土強度超出配制強度時，則混凝土可能水泥用量偏多，不經濟且水泥水化熱較大。回彈法檢測結果見表2、表3。

表2 1.15倍設計強度與配制強度回彈統計結果

表3 標準差與離差系數回彈統計結果

由表2、表3可知:

a.C20強度等級有兩組混凝土回彈推定強度小于1.15倍設計強度。應對小于設計值的部位加強質量控制。

b.C20強度等級的澆筑水平較差，離差系數為0.23。施工水平低，施工工藝需進一步提高。

c.C25、C30、C40強度等級混凝土，離差系數分別為0.06、0.03、0.08，屬于優良標準。施工澆筑水平較好。

d.C25、C30、C40三個強度等級的回彈推定強度都超過了相應配制強度，應復核配合比設計方案及是否需要調整水泥用量或者水膠比。

3 結論與建議

質量過程控制是保證水利工程建設的重要措施。很多水利工程都要求增加對混凝土實體質量的取芯檢測。但由于樣本數量、檢測的破損性以及委托時間較長等原因，不能夠全面、及時地反映工程建設實體質量。本文在現有回彈法檢測混凝土強度的基礎上，充分發揮其特點，建立1.15倍設計強度值、配制強度、標準差及離差系數四個評價指標，綜合研究混凝土實體質量，可及時反饋給施工單位，以對不同部位、強度等級采取不同的質量控制手段。回彈法的使用需注意以下幾方面的問題:

a.回彈法可用于綜合評價混凝土實體質量，增加無損檢測方法對水工質量評價的檢測頻率。從其檢測結果可知，同一強度等級的混凝土，澆筑越密實，回彈值越高。混凝土強度等級越高，回彈值越高。以浯溪口水利樞紐工程的回彈值為例，C40強度等級混凝土的回彈平均值為45.8MPa，C20強度等級混凝土的回彈平均值為25.5MPa，強度等級越高，混凝土澆筑質量越好，回彈值越高。

b.為綜合掌握工程質量，可以采用鉆芯法對有疑問的部位進行復檢。對小于1.15倍設計值的部位，若可以使用鉆芯法檢測混凝土強度，還是需要進一步使用鉆芯法直接檢測混凝土的實體強度，以客觀反映工程實體質量。但對超過配制強度的部位，應分析水泥用量或水膠比是否需要調整，以及水泥水化熱的影響，進而節約投資。

c.標準差與離差系數可以反映施工工藝水平高低。對于標準差與離差系數大的部位，應提高施工工藝。

d.應在工程建設過程中，充分發揮回彈法簡便、快捷的特點，為工程建設提供更快捷直觀的實體質量數據。水工混凝土質量評價主要是通過混凝土試塊進行評價，很少會考慮使用回彈法檢測混凝土質量。竣工抽檢時，考慮到檢測的代表性問題，檢測過程中也不會大量使用回彈法檢測混凝土強度。因此，很大程度上也限制了回彈法在水利工程建設中的作用。應根據工程建設實際情況，制定適用于工程建設實際情況的回彈法檢測方案或使用鉆芯法對回彈值進行擬合調整，以提高回彈法檢測的精確性，為回彈法的推廣應用打下基礎。