回彈法檢測(cè)混凝土強(qiáng)度的準(zhǔn)確性研究

曹學(xué)禹 劉 陽(yáng)

河南交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院（450000）

0 前言

混凝土強(qiáng)度是混凝土結(jié)構(gòu)物一個(gè)非常重要的評(píng)價(jià)指標(biāo)，它關(guān)乎著國(guó)家財(cái)產(chǎn)和人民生命的安全?；炷翉?qiáng)度常用的檢測(cè)方法有：立方體試件抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)法、鉆芯法、回彈法。

立方體抗壓強(qiáng)度檢測(cè)主要是將新拌混凝土制作成邊長(zhǎng)為150 mm 的立方體試件，養(yǎng)護(hù)到規(guī)定的齡期，用壓力試驗(yàn)機(jī)測(cè)定其強(qiáng)度。該方法測(cè)定準(zhǔn)確，數(shù)據(jù)直觀，是控制和評(píng)價(jià)混凝土結(jié)構(gòu)物強(qiáng)度的重要方法，可作為仲裁試驗(yàn)和工程驗(yàn)收的最終依據(jù)。

鉆芯法是檢測(cè)硬化后混凝土結(jié)構(gòu)物強(qiáng)度的一種方法，在混凝土結(jié)構(gòu)物上鉆取圓柱體芯樣，經(jīng)過(guò)加工處理后放到壓力試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行抗壓試驗(yàn)。該方法能準(zhǔn)確地評(píng)定出混凝土的強(qiáng)度，但是由于該法需要在結(jié)構(gòu)物上鉆取芯樣，對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)物造成一定的破壞，所以在工程中使用較少。

回彈法是在不破壞混凝土結(jié)構(gòu)物的前提下，對(duì)硬化后混凝土結(jié)構(gòu)物強(qiáng)度的快速評(píng)定，屬于無(wú)損檢測(cè)。它具有經(jīng)濟(jì)、攜帶方便、操作簡(jiǎn)單、使用靈活、適用范圍廣等優(yōu)點(diǎn)，是目前我國(guó)工程質(zhì)量驗(yàn)收評(píng)定中最常用的一種方法。用回彈法測(cè)得的混凝土強(qiáng)度只能作為參考，不能作為評(píng)定混凝土強(qiáng)度合格與否的依據(jù)，其檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性有待商榷。

1 回彈儀的工作原理

回彈儀是用彈簧對(duì)重錘加力，當(dāng)彈簧釋放時(shí)，沖擊桿以恒定的能量撞擊測(cè)試表面。當(dāng)重錘受沖擊回彈時(shí)，滑塊回彈至最高處，同時(shí)，通過(guò)標(biāo)尺測(cè)出重錘被反彈回來(lái)的距離。 以回彈值（反彈距離與彈簧初始長(zhǎng)度之比）作為與強(qiáng)度相關(guān)的指標(biāo)，來(lái)推斷混凝土強(qiáng)度[1]。

在橋梁混凝土結(jié)構(gòu)物里布滿了密密麻麻的鋼筋，還有石子作為混凝土的骨架，當(dāng)測(cè)點(diǎn)下面剛好是鋼筋或者石子時(shí)，回彈儀的彈擊桿回彈大，測(cè)定值偏大。 相反當(dāng)測(cè)點(diǎn)下面剛好是水泥砂漿時(shí)，測(cè)定值偏小。 即使能利用鋼筋定位儀有效避開(kāi)鋼筋的位置，也無(wú)法避開(kāi)石子的位置。 另外，混凝土表面受外界溫濕度的影響，硬度也會(huì)發(fā)生變化，使測(cè)試結(jié)果表現(xiàn)出了很多的不確定性[2]。

2 回彈法測(cè)定混凝土強(qiáng)度準(zhǔn)確性研究

在河南某公路的橋梁預(yù)制梁場(chǎng)，對(duì)10 片不同的T 梁分別在7 d 和28 d 齡期時(shí)進(jìn)行回彈，同時(shí)對(duì)其與梁體同條件養(yǎng)護(hù)的邊長(zhǎng)為150 mm 的標(biāo)準(zhǔn)立方體試件進(jìn)行抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)，來(lái)驗(yàn)證回彈法測(cè)得的結(jié)構(gòu)物混凝土強(qiáng)度的準(zhǔn)確性。

2.1 對(duì)比試驗(yàn)

T 型梁體編號(hào)為 1～10，梁長(zhǎng)均為30 m，梁高2 m，混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度C50。 回彈儀彈擊方向均為水平方向，混凝土齡期7 d 時(shí)，不考慮碳化深度的影響；混凝土齡期28 d，考慮碳化深度的影響。7 d 和28 d齡期強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表1。

2.2 結(jié)果分析

分別將梁體齡期為7 d 和28 d 的回彈強(qiáng)度和同條件養(yǎng)護(hù)試件的強(qiáng)度進(jìn)行對(duì)比， 如圖1、 圖2 所示。

表1 混凝土強(qiáng)度對(duì)比試驗(yàn)結(jié)果（MPa）

表2 梁體在不同齡期時(shí)回彈強(qiáng)度和同養(yǎng)試件強(qiáng)度的誤差值（%）

圖1 7 d 齡期回彈強(qiáng)度和同養(yǎng)試件強(qiáng)度對(duì)比

圖2 28 d 齡期回彈強(qiáng)度和同養(yǎng)試件強(qiáng)度對(duì)比

通過(guò)圖1 和圖2，得出不論是7 d 齡期，還是28 d 齡期， 用回彈法測(cè)得的混凝土結(jié)構(gòu)物的強(qiáng)度均低于該混凝土同條件養(yǎng)護(hù)試件的抗壓強(qiáng)度，用回彈儀測(cè)定的結(jié)構(gòu)物28 d 強(qiáng)度時(shí)，甚至給出了強(qiáng)度不合格的結(jié)果。

通過(guò)表2 數(shù)據(jù)，把回彈法測(cè)得的混凝土強(qiáng)度與同條件養(yǎng)護(hù)的立方體試件的強(qiáng)度相比較，最小誤差為9.4%，最大誤差達(dá)到31.3%。 我們對(duì)梁體的真實(shí)強(qiáng)度產(chǎn)生了懷疑，對(duì)齡期28 d 的回彈強(qiáng)度值比較低的6 號(hào)梁和8 號(hào)梁進(jìn)行鉆芯取樣，對(duì)芯樣進(jìn)行抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)，強(qiáng)度結(jié)果見(jiàn)表3。

表3 芯樣強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果

芯樣強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果，表明梁體強(qiáng)度均達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度，強(qiáng)度合格。

造成混凝土回彈強(qiáng)度不準(zhǔn)確的原因是多方面的。 從測(cè)試儀器角度分析，當(dāng)回彈儀的彈擊次數(shù)超過(guò)2 000 次時(shí)應(yīng)進(jìn)行保養(yǎng)。 由于保養(yǎng)需要拆卸回彈儀，在實(shí)際工作中多數(shù)檢測(cè)人員嫌麻煩沒(méi)有定期保養(yǎng)造成儀器不準(zhǔn)確。 當(dāng)回彈儀彈擊桿的端部因頻繁擊打混凝土結(jié)構(gòu)物變得扁平時(shí)，未及時(shí)更換彈擊桿，造成測(cè)試儀器不準(zhǔn)確。 從測(cè)試人員角度分析，檢測(cè)時(shí)彈擊桿應(yīng)與測(cè)試面垂直，但多數(shù)檢測(cè)人員在操作儀器時(shí)往往不可避免地出現(xiàn)傾斜，造成測(cè)試結(jié)果不準(zhǔn)確。 從混凝土結(jié)構(gòu)物的角度分析，測(cè)試時(shí)測(cè)區(qū)表面應(yīng)為混凝土原漿面，并應(yīng)清潔、平整。 當(dāng)存在浮漿時(shí)，測(cè)試人員未用砂紙清理，造成測(cè)試結(jié)果偏低。 另外，外界的溫度和濕度也會(huì)對(duì)測(cè)試結(jié)果造成影響。當(dāng)結(jié)構(gòu)物處于江河湖海附近， 或在濕度較大的環(huán)境下，用回彈儀測(cè)試的混凝土強(qiáng)度往往偏低。

3 結(jié)論

由于用回彈法測(cè)得的混凝土結(jié)構(gòu)物的強(qiáng)度往往低于該結(jié)構(gòu)物的真實(shí)強(qiáng)度，因此很容易給工程造成誤判，將合格品判定為不合格品。 在本次試驗(yàn)中回彈法測(cè)定的混凝土強(qiáng)度已經(jīng)不具有任何參考價(jià)值，所以建議相關(guān)單位和檢測(cè)機(jī)構(gòu)在進(jìn)行工程質(zhì)量驗(yàn)收時(shí)，不能將回彈強(qiáng)度做為唯一評(píng)定混凝土結(jié)構(gòu)物強(qiáng)度是否合格的判定標(biāo)準(zhǔn)。 如果非用回彈儀測(cè)定混凝土結(jié)構(gòu)物強(qiáng)度，建議同樣以芯樣強(qiáng)度或同條件養(yǎng)護(hù)的標(biāo)準(zhǔn)試件強(qiáng)度進(jìn)行校正。