鉆芯回彈綜合法現場檢測混凝土強度探討

董自兵

（新疆公路工程監理中心有限責任公司，新疆 烏魯木齊 830000）

一、引言

采用回彈法檢測路面混凝土結構強度具有簡潔、快捷、無損等優勢，但回彈法主要根據構件混凝土實際回彈值推算混凝土強度，對于混凝土內部質量和表觀質量存在差異的情況則無法保證測量結果精度。當前公路工程中預拌混凝土應用日益廣泛，該類混凝土因摻加粉煤灰和外加劑，回彈值變化較大，進而引起回彈法強度測量結果存在較大誤差。鉆芯法直接從路面結構中鉆孔取芯，無需強度換算，檢測過程更為直觀可靠，但是鉆孔取芯檢測技術為有損檢測，會造成路面結構局部性破壞，使用范圍受到較大限制。鉆芯法和回彈法的結合既能體現混凝土的彈塑性，也能綜合反映混凝土表層狀態和內部結構，還能開展混凝土結構抗壓強度的準確判定。混凝土結構質量由結構強度和均質性共同體現，而鉆芯回彈綜合法能根據芯樣強度推定混凝土結構強度，并通過回彈強度判斷混凝土結構均質性，全面反映混凝土施工質量。

二、工程概況

某道路改擴建工程為城市一級干道，改擴建后按雙向四車道標準設計，路面混凝土設計抗彎拉強度5.2MPa。施工單位所提供的試驗材料和工程路面用混凝土材料完全一致，包括P.O42.5普通硅酸鹽水泥，細度模數2.6的優質河砂，5mm～31.5mm連續級配碎石料。如表1所示配合比方案制作長550mm、寬150mm、高150mm混凝土試件，每種配合比均制備6個試件，按照設計要求養護?；炷敛牧纤涠瓤刂圃?0mm～50mm。

表1 試驗配合比設計方案

三、路面混凝土強度檢測

（一）檢測步驟

通過鉆芯法檢測路面混凝土內部質量，同時通過回彈法檢測混凝土均質性，兩種技術有效結合，能增強檢測結果的準確性。鉆芯回彈檢測步驟如下：

步驟二：挑選回彈檢測過的6個～8個試件，在對應區域按照鉆芯試驗規程要求鉆孔取芯，并通過試驗確定出芯樣強度；如果檢測試件數量超出40，則應適當增大鉆孔取芯數量，通常情況下鉆芯數應控制在試件總數的20%；

步驟三：按下式計算綜合修正系數η，其中n為鉆孔取芯試件數：

步驟四：開展各構件不同測區混凝土強度換算結果的修正，公式如下：，結合《回彈法檢測混凝土抗壓強度技術規程》（JGJ/T23-2001）相關要求，將修正后的混凝土強度換算結果轉換為混凝土結果強度推定値

（二）檢測結果

1.回彈檢測

在混凝土澆筑后28d～33d齡期內采用回彈儀檢測回彈值，回彈測區布置好后在試驗區內均勻設置16個測點，檢測結束后再在相同部位鉆孔取芯。

按照水泥混凝土試驗規程檢測試件抗彎拉強度。結果顯示，配合比A的6個試件平均聲速分別為3.571km/s、3.448km/s、3.332km/s、3.845km/s、3.629km/s和3.215km/s，抗彎拉強度分別為4.12MPa、3.97MPa、4.41MPa、4.22MPa、4.01MPa和3.78MPa，回彈值分別為33.2、33.1、32.5、32.8、32.1和32.8；配合比B的6個試件平均聲速分別為3.954km/s、3.785km/s、3.879km/s、3.612km/s、3.852km/s和3.945km/s，抗彎拉強度分別為4.70MPa、4.58MPa、4.63MPa、4.28MPa、4.85MPa和4.68MPa，回彈值分別為37.1、36.8、38.5、37.3、36.9和37.2；配合比C的6個試件平均聲速分別為4.016km/s、4.220km/s、3.908km/s、3.956km/s、4.105km/s和4.158 km/s，抗彎拉強度分別為5.23MPa、4.87MPa、5.03MPa、5.15MPa、5.28MPa和4.91MPa，回彈值分別為38.6、37.5、37.8、40.1、38.5和40.4；配合比D的6個試件平均聲速分別為4.258km/s、4.386km/s、4.176km/s、4.228km/s、4.417km/s和4.269 km/s，抗彎拉強度分別為5.16MPa、5.65MPa、5.49MPa、5.71MPa、5.50MPa和5.37MPa，回彈值分別為44.1、41.2、40.8、41.6、40.8和39.9。

2.抗彎拉強度關系

根據試驗結果構建抗彎拉強度值、回彈值二元函數關系式[2]：式中：為抗彎拉強度值；a、b、c均為常數。根據《公路路基路面現場檢測規程》（JTG E60-2008）相關規定，混凝土結構強度曲線相對標準誤差值，其取值應在12%以下。其中為計算抗彎拉強度值；為實測抗彎拉強度值。將試驗及實測結果代入后得到混凝土結構強度曲線相對標準誤差值為8.2%，且回歸方程也滿足規范要求，具有較強的工程應用性。

3.路面混凝土取芯比對

在澆筑后回彈檢測處于28d～33d齡期的混凝土路面，檢測后在相同位置鉆孔取芯并數據分析。鉆芯回彈綜合法現場檢測強度比對結果如表2所示。

表2 鉆芯回彈綜合法現場檢測強度對比

（三）檢測質量控制

在抗彎拉強度和回彈值關系公式構建時必須使用工程原材料展開試驗，在鉆芯回彈綜合法實際應用時，還必須校準和修正試驗得到的關系公式，檢測齡期應與試件齡期保持一致，以確保檢測結果的準確性。混凝土路面檢測位置選擇時必須避開裂縫、蜂窩、麻面等病害部位及伸縮縫處，避免回彈檢測波速異常。

結合混凝土路面結構特點，回彈檢測時應使回彈儀垂直向下彈擊，室內抗彎拉試件回彈檢測也要采用相同角度；混凝土試件及路面混凝土檢測均采用平測方式。確保回彈儀在有效范圍內檢定，且彈擊6000次后必須開展儀器檢定，使用前通過鋼砧校準。

四、結語

綜上所述，鉆孔取芯監理檢測技術取樣后會損害路面結構，不利于保證混凝土路面的耐久性；回彈法作為無損檢測技術手段，可設置的測區多，檢測范圍廣泛，但是該技術主要以混凝土表面彈性特征反映混凝土結構強度，對于因混凝土碳化、干濕交替、粗骨料摻量較大等原因引起的表面質量和內部質量不一致的混凝土結構，其測試結果準確性有限；鉆芯回彈綜合法屬于無損檢測技術，檢測設備簡單，數據處理快速可靠，充分結合鉆芯法和回彈法檢測技術優勢，克服兩種技術的弊端，實現優勢互補，比單純的取芯法檢測費用低，取樣更具代表性，可在公路路面混凝土結構強度檢測中推廣應用。