提高建筑工程混凝土強度回彈法檢測精確度的方法

田長超 宋蘭平 莊孝敏

山東省交通科學(xué)研究院 山東 濟南 250031

1 回彈法檢測混凝土強度的適用范圍

混凝土的抗壓強度是工程建設(shè)質(zhì)量檢測的重要內(nèi)容之一，當(dāng)出現(xiàn)以下幾種情況時可以按照《回彈法檢測混凝土抗壓強度技術(shù)規(guī)程》進(jìn)行檢測。①標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)試件數(shù)量不足；②所制定的試件不符合相關(guān)規(guī)定；③對構(gòu)件的混凝土強度持懷疑態(tài)度；④對試件的檢測結(jié)果存在不認(rèn)可。但是必須要在確保被檢測混凝土的表層和內(nèi)部強度質(zhì)量基本一致的前提下才能使用回彈法進(jìn)行檢測，當(dāng)混凝土出現(xiàn)以下幾種情況時，不可直接使用此方法進(jìn)行檢測：①火災(zāi)；②凍傷；③化學(xué)腐蝕；④內(nèi)部有缺陷等情況。此外，環(huán)境溫度對回彈儀的性能存在一定影響，適宜環(huán)境溫度為-4-40℃[1]。

2 提高回彈法檢測混凝土精準(zhǔn)度的方法

2.1 回彈儀的率定、校驗

使用回彈儀檢測之前必須要對其進(jìn)行率定試驗，回彈儀的規(guī)定原則是按照有關(guān)規(guī)范使用準(zhǔn)確鋼砧，遵循有關(guān)操作方法，確保平均率值保持在79±3之間，若不在以上范圍內(nèi)則必須要進(jìn)行調(diào)整或校驗，校驗標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)遵循《回彈法檢測混凝土抗壓強度技術(shù)規(guī)程》中的相關(guān)規(guī)定。在檢測每個部件過程中，需要在檢測前認(rèn)真完成率定工作，但是需要進(jìn)行大批量檢測時，隨著檢測時間的延長以及在各種因素影響下，導(dǎo)致回彈儀的工作狀態(tài)逐漸降低，且低于標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)，其中影響因素主要包括現(xiàn)場的灰粉以及回彈儀自身穩(wěn)定性等。此外，還有可能出現(xiàn)同一批次檢測內(nèi)容在檢測過程中回彈儀結(jié)果會出現(xiàn)明顯區(qū)別，以至于檢測數(shù)據(jù)無法達(dá)到實際標(biāo)準(zhǔn)。所以，在進(jìn)行諸多檢測工作過程中，工作人員必須時刻配備準(zhǔn)剛砧，在一定條件下做到有效替換，為隨時率定檢測提供便利，確保最終檢測數(shù)據(jù)具有真實性和可靠性。

2.2 回彈儀使用規(guī)定

為確保檢測的準(zhǔn)確性，選用設(shè)備前，首先要確定設(shè)備是否在檢定有效期內(nèi)。回彈儀檢測混凝土強度時，要求被檢測混凝土構(gòu)件所處的環(huán)境溫度在-4℃～40℃，也就是回彈儀使用時的環(huán)境溫度要求。對于北方地區(qū)，在冬季檢測混凝土強度可以選擇在中午氣溫相對較高的時間段。回彈儀使用前需在洛氏硬度HRC為60±2的鋼砧上進(jìn)行率定，4個方向，每個方向3次回彈值的平均值均應(yīng)在80±2范圍內(nèi)。滿足以上條件，才能進(jìn)行下一步的檢測。

2.3 構(gòu)件的選取

當(dāng)采用單個構(gòu)件檢測時，檢測結(jié)果只能反映被檢構(gòu)件的混凝土強度等級。當(dāng)采用批量檢測時，要求混凝土生產(chǎn)工藝、強度等級相同，原材料、混凝土配合比，以及混凝土構(gòu)件養(yǎng)護(hù)條件基本一致，并且齡期相近。批量檢測結(jié)果反映的是一批混凝土的核定強度。

2.4 對測區(qū)表層的要求

在對混凝土構(gòu)件進(jìn)行檢測之前，必須要將其清理干凈，使其表層保持清潔、平整，針對存在麻面或有浮漿的構(gòu)件，必須將其打磨后再使用回彈法進(jìn)行檢測，以至于最終檢測數(shù)據(jù)無法達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)。除此之外，在檢測過程中保證表面干凈，時刻關(guān)注混凝土質(zhì)量，由于混凝土水量會直接關(guān)乎表層硬度，在面對較多水量情況下無法保證混凝土硬度達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)。由此可見，混凝土濕度在很大程度上影響著回彈法檢測，若混凝土存在浸水或潮濕情況，必須要等到其表層干燥后再對其進(jìn)行檢測，最佳風(fēng)干方式應(yīng)該是自然干燥，嚴(yán)禁使用熱火或電源強制干燥等方式，以免灼傷混凝土表層，進(jìn)而影響回彈法檢測精準(zhǔn)度。

2.5 規(guī)范測試動作，謹(jǐn)防隨意操作

人為因素也在一定程度上影響回彈法檢測精準(zhǔn)度，主要表現(xiàn)在以下3方面。①檢測人員用力是否合適和均勻；②是否與混凝土構(gòu)件的測面保持垂直；③操作是否規(guī)范。在實際檢測中必須嚴(yán)格遵守相關(guān)規(guī)范需求采取針對性檢測方法，如果工作人員職業(yè)道德缺失，對檢測任務(wù)過于敷衍了事，必將會對檢測結(jié)果造成惡劣影響，從而導(dǎo)致檢測結(jié)果出現(xiàn)較大誤差，進(jìn)而影響回彈質(zhì)量，因此，有必要采取一定措施來提高檢測人員的職業(yè)素養(yǎng)和專業(yè)水平，促使其以更加負(fù)責(zé)任的態(tài)度來進(jìn)行日常檢測工作[2]。

2.6 回彈測量

目前，回彈儀多數(shù)為數(shù)顯回彈儀，有存儲和處理數(shù)據(jù)功能。檢測單個構(gòu)件時，需將儀器上測區(qū)數(shù)與該構(gòu)件上布設(shè)的測區(qū)總數(shù)調(diào)整一致，根據(jù)選用的標(biāo)準(zhǔn)，調(diào)整相應(yīng)的曲線，《回彈法檢測混凝土抗壓強度技術(shù)規(guī)程》JGJT23-2011對應(yīng)統(tǒng)一曲線，《回彈法檢測泵送混凝土抗壓強度技術(shù)規(guī)程》DB64/T697-2011對應(yīng)寧夏曲線，各省市地方標(biāo)準(zhǔn)對應(yīng)本省市曲線。儀器上檢測面選擇側(cè)面，角度為90℃，儀器設(shè)定好以后開始測量。在事先畫定的200mm×200mm的方格測區(qū)內(nèi)，以4×4的矩陣排列形式，將16個測點進(jìn)行回彈測試，在回彈過程中，要保證儀器垂直于檢測面，儀器施壓要緩慢勻速。測區(qū)內(nèi)彈擊點分布均勻，相鄰兩彈擊點的凈距宜≥20mm，彈擊點要避開外露鋼筋，距離宜≥30mm，并且不能在氣孔以及外露石子上彈擊測試，不能在同一點上重復(fù)彈擊。如果儀器為直讀式回彈儀，要求2人配合，一人一邊回彈一邊讀數(shù)，另外一人準(zhǔn)確記錄數(shù)據(jù)。

2.7 碳化深度的測量方法

在所有測區(qū)內(nèi)平均選取具有代表性的測點作為碳化深度測量點，測量點數(shù)≥測區(qū)總數(shù)的30%。將選取好的測量點用鏨子破出一個直徑約15mm，深度約6～10mm的孔洞，用洗耳球?qū)⒖锥辞謇砀蓛簦坏糜盟矗瑢⑹孪扰浜玫臐舛葹?%的酚酞酒精溶液噴灑到孔洞內(nèi)壁，此時孔洞內(nèi)會出現(xiàn)紫色，用碳化深度測量尺測量紫色與未變色交界處到構(gòu)件表面的距離，取3次測量結(jié)果的平均值作為該測區(qū)碳化深度值，讀數(shù)精確到0.25mm。

2.7.1 如何選擇碳化深度測點。碳化深度必須要仔細(xì)的勘查和測量具有代表性的測點位置，在檢測碳化深度極差超過20mm的同一混凝土構(gòu)件時，為了有效排除誤判情況，應(yīng)采取打孔和鑿取帶有表層的小塊混凝土的方式進(jìn)行檢測。

2.7.2 碳化深度檢測過程中經(jīng)常出現(xiàn)的不規(guī)范操作行為。碳化深度所選的測點位置缺乏代表性，并存在以下幾種現(xiàn)象。①測點位置有氣孔；②測點位置不緊密；③碳化深度增大等。此外，在未清理干凈孔洞中的粉末或碎屑的情況下就進(jìn)行碳化深度測量，也是一種常見的不規(guī)范操作。

2.7.3 讀取測值時的注意事項。在檢測砂漿覆蓋構(gòu)件深度情況下，因水泥砂漿的存在對檢測面造成很大影響，導(dǎo)致其表面具有較強堿性，利用酚酞酒精發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，致使測試面表層變成紅色，因而使檢測者出現(xiàn)一定的視覺誤差，誤認(rèn)為此構(gòu)件的碳化深度值偏小。若仔細(xì)檢查檢測孔就會發(fā)現(xiàn)外層構(gòu)造產(chǎn)生明顯變化，孔內(nèi)混凝土和外部顏色不一致，將內(nèi)核部構(gòu)造顏色位置作為混凝土碳化深度。

2.8 混凝土回彈值的修正

①測面的修正：在進(jìn)行檢測時，若回彈儀的方向未保持水平且測面不是指混凝土側(cè)面位置，必須通過非水平檢測情況調(diào)整回彈值，確保回彈值準(zhǔn)確情況下對很多澆筑面回彈值進(jìn)行調(diào)整。②泵送混凝土強度修正：在泵送混凝土運輸方式在工程建筑中的廣泛應(yīng)用，科學(xué)選用回彈法通過測區(qū)混凝土轉(zhuǎn)換數(shù)值推算出混凝土溫度值，但是其溫度值沒有達(dá)到規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)，產(chǎn)生以上情況的主要原因為：泵送混凝土具有較強的流動性；粗骨料粒徑相對較小；砂率增大；混凝土的砂漿包裹層較厚；表層硬度較低等。因此，在使用回彈法進(jìn)行檢測時，首先要對工程建設(shè)單位所使用的澆筑混凝土的方式進(jìn)行了全面熟悉和了解，同時要注意修正問題；③碳化深度的修正：若碳化深度值在20m以下，在對其進(jìn)行修正時可使用以下兩種方式，分別為同條件試件和鉆取混凝土芯樣。

3 混凝土強度計算

數(shù)顯回彈儀，所有測點彈擊測試結(jié)束后，儀器自動跳轉(zhuǎn)至碳化深度輸入界面，將得出的碳化深度值輸入后會直接計算出混凝土強度最小值、平均值、推定値。寧夏某項目單個構(gòu)件檢測結(jié)果。直讀式回彈儀回彈數(shù)值，每個測區(qū)去除3個最大值，3個最小值，計算測區(qū)平均回彈值，結(jié)合測區(qū)碳化值，查表得出測區(qū)混凝土強度換算值，以此計算構(gòu)件的測區(qū)混凝土強度平均值、強度標(biāo)準(zhǔn)差。當(dāng)構(gòu)件測區(qū)數(shù)小于10個時，混凝土強度推定值等于構(gòu)件中最小測區(qū)混凝土強度換算值。當(dāng)構(gòu)件測區(qū)數(shù)≥10個或采用批量檢測時，混凝土強度推定值=構(gòu)件測區(qū)混凝土強度平均值-1.645×構(gòu)件測區(qū)混凝土強度標(biāo)準(zhǔn)差[3]。

4 混凝土原材料的各項檢測技術(shù)

4.1 對水泥檢測技術(shù)進(jìn)行分析

首先，在混凝土施工項目中，水泥是極為重要的原料之一，能夠?qū)⑸笆M(jìn)行有效連接，在選擇水泥方面需要充分地對多處貨源進(jìn)行有效的比較，在控制成本的前提下，水泥質(zhì)量也需嚴(yán)格把關(guān)，在開展具體的水泥采購過程當(dāng)中，需要細(xì)致地檢查所采購水泥的合格檢驗報告。其次，對于到貨的水泥需要及時送檢，在檢測過程當(dāng)中，需要對其化合物含量進(jìn)行分析，由此確定水泥在應(yīng)用過程當(dāng)中所具有的實際強度，是否能夠和整體施工的標(biāo)準(zhǔn)相符合，確保其綜合質(zhì)量能夠與施工要求相符合之后，才可將其投入到使用過程當(dāng)中，從而確保整體施工過程中混凝土質(zhì)量。

4.2 對砂檢測工作進(jìn)行詳細(xì)的分析

砂在混凝土構(gòu)件生產(chǎn)過程中，同樣是極為重要的材料之一，在砂檢測過程中，其主要的檢測內(nèi)容是砂中的含泥量。通常情況下，在建筑的實際施工過程中，需要嚴(yán)格地依照各類施工標(biāo)準(zhǔn)以及施工工程的現(xiàn)場實際情況對砂的含泥量進(jìn)行有效的控制。如果砂中的含泥量相對較高，在混凝土的構(gòu)建過程當(dāng)中，其穩(wěn)定性較低，為了有效避免該問題，需要以更為嚴(yán)格化的方式對砂的含泥量進(jìn)行有效的檢測。在檢測過程中，可用以下兩種方式進(jìn)行質(zhì)量檢測：其一為直觀性的檢測方式，通過采取篩分方式，依照行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，對當(dāng)前砂中的含泥量進(jìn)行判斷；其二為見水法，將砂放在水中，通過肉眼直觀查看水體的渾濁度，對當(dāng)前砂中的含泥量進(jìn)行有效的判斷。

4.3 骨料檢測

骨料是全面提升混凝土材料整體強度的重要材料，在正常施工中，混凝土材料中主要涉及粗骨料以及細(xì)骨料。其中粗骨料是直徑相對較大與較小的碎石塊、卵石、碎石子、針片狀石子等。要注重對粗骨料整體規(guī)格實施檢測，要注重粗骨料篩選、分離管控，應(yīng)對骨料均勻度、粒徑等實施有效檢測。選取各類專用設(shè)備獲取骨料壓碎參數(shù)，全面做好針片狀碎石、骨料參數(shù)檢測。

在細(xì)骨料檢測中，主要是對混凝土配制中應(yīng)用的砂石材料進(jìn)行檢測。砂石材料粒徑偏小，在細(xì)骨料檢測中，要注重對骨料堅硬度、粒徑、沙泥量、含泥量進(jìn)行檢測。在檢測時，要注重對細(xì)骨料材料等級、抗凍性、抗?jié)B性能進(jìn)行分析。當(dāng)檢測過程中出現(xiàn)較多有害性物質(zhì)，比如硫化物、硫酸化合物等，要及時對細(xì)骨料實施更換處理，確保檢測結(jié)果滿足標(biāo)準(zhǔn)要求之后再投入應(yīng)用。

5 結(jié)束語

在相較于事后檢測而言，混凝土工程的事前控制更加重要，在澆筑混凝土前，要嚴(yán)格按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行材料配比，并做到“精心選料、精致施工”,同時要合理安排澆筑順序，正確振搗，并以周圍的環(huán)境溫度為依據(jù)，合理控制入模溫度以及升、降溫速率，切勿提前拆模，以便于確保充分的濕養(yǎng)護(hù)，進(jìn)而使混凝土質(zhì)量得到有效保障。當(dāng)使用回彈法檢測建筑工程混凝土強度時，為了有效提高回彈儀檢測的精準(zhǔn)度，可從以下幾方面入手：①調(diào)整好回彈儀的率定值；②合理選擇、布置測區(qū)；③確保檢測人員的測試動作的規(guī)范性；④確保測量精準(zhǔn)性；⑤正確修正測值等，以確保回彈法檢測混凝土的精準(zhǔn)度得到有效提升，進(jìn)而為建筑工程質(zhì)量的提高奠定良好基礎(chǔ)。