回彈法檢測技術(shù)在混凝土強(qiáng)度檢測中的應(yīng)用分析

摘要 在各類工程施工中，混凝土是一種常用的建筑材料，其質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)主要是評估抗壓強(qiáng)度。為確保混凝土強(qiáng)度滿足設(shè)計(jì)要求，達(dá)到相關(guān)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，必須對混凝土項(xiàng)目進(jìn)行檢測和評估，文章分析了海螺溝景區(qū)公路工程的混凝土強(qiáng)度的檢測過程與數(shù)據(jù)，探究了回彈法在混凝土檢測中的應(yīng)用方法、參數(shù)及實(shí)施情況，旨在規(guī)范該技術(shù)的實(shí)施，提高數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確和可靠性，保證混凝土工程質(zhì)量。

關(guān)鍵詞 回彈法；檢測技術(shù)；混凝土強(qiáng)度

中圖分類號 U415 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 2096-8949（2024）17-0074-03

0 引言

回彈法作為一種非破壞性的混凝土抗壓強(qiáng)度檢測方法，近年來在建筑工程領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。混凝土表面的硬度與其內(nèi)部的結(jié)構(gòu)和抗壓強(qiáng)度存在一定的相關(guān)性。當(dāng)使用回彈儀在混凝土表面施加一定力度的沖擊時(shí)，混凝土表面的回彈程度可以反映其內(nèi)部的硬度狀態(tài)。根據(jù)回彈儀的讀數(shù)，結(jié)合相應(yīng)的換算公式或圖表，可以大致估算出混凝土的抗壓強(qiáng)度。但是，回彈法也存在一定的局限性，比如受混凝土表面狀況、齡期、含水率等多種因素的影響，因此在使用時(shí)需要結(jié)合實(shí)際情況進(jìn)行修正和校準(zhǔn)。

1 工程概況

2022年9月5日12時(shí)52分（北京時(shí)間）在甘孜藏族自治州瀘定縣發(fā)生6.8級地震，震源深度為16 km，震中位于瀘定縣磨西鎮(zhèn)（北緯29.59°，東經(jīng)102.08°），距瀘定縣39 km，距康定市53 km，距成都市221 km。

海螺溝景區(qū)山門至一號營地公路是海螺溝景區(qū)連接對外交通的唯一等級公路，是景區(qū)對外聯(lián)系的生命線，與已建成的一號營地至三號營地公路相接，共同構(gòu)成景區(qū)的汽車專用公路。在該次地震中，此路段受災(zāi)嚴(yán)重。原路磨西鎮(zhèn)至一號營地改建段路線全長13 km，采用四級公路標(biāo)準(zhǔn)，路基寬6.5 m，瀝青混凝土路面；一號營地至三號營地（K13～K28.78）路線全長15.78 km，路基寬6～7.5 m，水泥混凝土路面，地形狹窄，路線采用較多回頭展線克服高差，路線指標(biāo)較差，按等外級公路設(shè)置。由于進(jìn)景區(qū)通道受限，要恢復(fù)景區(qū)交通，恢復(fù)重建，考慮還是在原道路上進(jìn)行改造提升。對于高風(fēng)險(xiǎn)地災(zāi)點(diǎn)，采取設(shè)置隧道繞避、原位處置，以及河對岸改線等方式處理[1]。

2 回彈法檢測技術(shù)特點(diǎn)

回彈法檢測技術(shù)具有精確度高、操作簡便、適用范圍廣及非破壞性等特點(diǎn)。回彈法檢測技術(shù)通過精確測量材料表面在受到外力作用后的回彈程度，能夠準(zhǔn)確反映材料的硬度、彈性模量等力學(xué)性質(zhì)。相較于其他復(fù)雜的材料測試方法，回彈法檢測技術(shù)具有操作簡便的特點(diǎn)。研究人員只需將測試儀器置于材料表面，施加適當(dāng)?shù)耐饬Σ⒂^察回彈程度，即可完成測試。作為一種非破壞性的測試方法，回彈法檢測技術(shù)在測試過程中不會對材料造成損傷。

3 儀器設(shè)備

在選擇回彈法檢測儀器設(shè)備時(shí)，應(yīng)綜合考慮精度、測試范圍、穩(wěn)定性、可靠性、操作簡便性以及維護(hù)和保養(yǎng)等因素。根據(jù)所掌握的資料和現(xiàn)場踏勘情況，結(jié)合該工程的特點(diǎn)，選取相應(yīng)的檢測儀器設(shè)備，保證檢測任務(wù)的順利完成。該項(xiàng)目主要儀器設(shè)備見表1所示：

一體式數(shù)字回彈儀以其高精度、廣泛的應(yīng)用范圍、智能化功能和高耐用性等特點(diǎn)，在材料科學(xué)研究和建筑工程質(zhì)量檢測等領(lǐng)域中發(fā)揮著重要作用。它不僅能夠提高測試效率和準(zhǔn)確性，還能夠?yàn)榭蒲腥藛T和工程師提供更加全面、準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)支持。

數(shù)字式碳化深度測量儀是一種專門用于測量混凝土或其他材料表面碳化深度的儀器。采用高精度的傳感器和數(shù)據(jù)處理技術(shù)，能夠精確測量材料表面的碳化深度。通過數(shù)字顯示和數(shù)據(jù)處理軟件，可以快速獲取碳化深度的準(zhǔn)確數(shù)值，且具有多種測量模式，可以適應(yīng)不同的測量需求。

4 檢測技術(shù)

4.1 測區(qū)布置要求

對于一般構(gòu)件，測區(qū)數(shù)不宜少于10個(gè)[2]。回彈法的有效性在很大程度上取決于測區(qū)數(shù)量的合理分布。當(dāng)測區(qū)數(shù)量不足時(shí)，可能導(dǎo)致結(jié)果偏差較大，無法真實(shí)反映混凝土的整體強(qiáng)度。可也有適當(dāng)減少測區(qū)數(shù)的情況，但應(yīng)不得少于5個(gè)：受檢構(gòu)件數(shù)量大于 30 個(gè)且不需提供單個(gè)構(gòu)件的推定強(qiáng)度的構(gòu)件；受檢構(gòu)件某一方向上的尺寸小于 4.5 m 且另一方向尺寸小于 0.3 m 的構(gòu)件；相鄰兩測區(qū)的間距不應(yīng)大于2 m，測區(qū)離構(gòu)件端部或施工縫邊緣的距離不宜大于 0.5 m 且不宜小于 0.2 m 的構(gòu)件[3]。

在選取測量區(qū)域時(shí)，應(yīng)優(yōu)先考慮將回彈儀放置在混凝土澆筑的側(cè)面，以確保其處于水平方向。若由于實(shí)際情況限制，無法實(shí)現(xiàn)水平放置，也可在非水平方向的混凝土澆筑表面或底面進(jìn)行測量。為確保測量結(jié)果的準(zhǔn)確性和代表性，測量區(qū)域應(yīng)優(yōu)先選擇構(gòu)件的兩個(gè)對稱可測面。若條件限制無法布置在對稱的可測面上，則可以將測量點(diǎn)布置在同一可測面上，并確保測量點(diǎn)的分布均勻。此外，必須在構(gòu)件的關(guān)鍵部位和潛在薄弱環(huán)節(jié)設(shè)置測量區(qū)域，以全面評估其性能。在測量過程中，應(yīng)特別注意避開任何預(yù)埋件，以避免對測量結(jié)果產(chǎn)生干擾。

4.2 碳化深度值測量

在完成回彈值測量后，應(yīng)選取具有代表性的位置進(jìn)行碳化深度值的測量。為確保測量結(jié)果的準(zhǔn)確性和代表性，測點(diǎn)的數(shù)量不應(yīng)少于構(gòu)件測區(qū)數(shù)量的30%。隨后，計(jì)算這些測點(diǎn)碳化深度值的平均值，以代表該構(gòu)件每個(gè)測區(qū)的碳化深度。若發(fā)現(xiàn)碳化深度值的極差超過2.0 mm，說明構(gòu)件內(nèi)部可能存在較大的碳化差異，此時(shí)應(yīng)在每個(gè)測區(qū)都進(jìn)行碳化深度值的測量，以更全面地了解構(gòu)件的碳化情況。這一步驟對于準(zhǔn)確評估構(gòu)件的性能和狀態(tài)至關(guān)重要，能為后續(xù)的維護(hù)和修復(fù)工作提供重要的數(shù)據(jù)支持。

碳化深度值的測量應(yīng)嚴(yán)格遵循以下步驟，以確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和可靠性。首先，使用專業(yè)工具在選定的測區(qū)表面制作直徑約為15 mm的孔洞，其深度必須超過混凝土的預(yù)期碳化深度。隨后，仔細(xì)清除孔洞內(nèi)的粉末和碎屑，注意不得使用水進(jìn)行清洗，以免影響測量結(jié)果。接下來，將濃度為1%～2%的酚酞酒精溶液滴在孔洞內(nèi)壁的邊緣。當(dāng)已碳化和未碳化混凝土之間的界線清晰可見時(shí)，使用碳化深度測量儀精確測量已碳化與未碳化混凝土交界面到混凝土表面的垂直距離。為確保測量結(jié)果的穩(wěn)定性和可靠性，應(yīng)在每個(gè)測區(qū)進(jìn)行 3 次測量，每次讀數(shù)精確到 0.25 mm。最后，計(jì)算上述三次測量的平均值，并將其作為最終的檢測結(jié)果，結(jié)果應(yīng)精確至 0.5 mm[4]。這一系列的測量步驟旨在確保碳化深度值的準(zhǔn)確性，為混凝土結(jié)構(gòu)的評估和維護(hù)提供重要依據(jù)。

5 參數(shù)頻率及實(shí)施情況

該項(xiàng)目各項(xiàng)檢測內(nèi)容分別見表2～4所示：

6 回彈法檢測技術(shù)的局限性

間接性和模糊性：回彈法檢測混凝土強(qiáng)度是一種間接和模糊的方法，這意味著其檢測結(jié)果可能不如直接測量的準(zhǔn)確，誤差可能較大。因此，它可能不適用于需要精確檢測混凝土強(qiáng)度的現(xiàn)場檢測[5]。

結(jié)果精度：由于回彈法依賴于混凝土表面的硬度推測其強(qiáng)度，因此其結(jié)果的精度可能受到多種因素的影響，如混凝土表面的濕度、齡期、碳化深度等。這些因素可能導(dǎo)致回彈值與混凝土實(shí)際強(qiáng)度之間的關(guān)系不穩(wěn)定，從而影響結(jié)果的準(zhǔn)確性。

適用范圍：要求被測構(gòu)件的表面為原漿面，應(yīng)清潔、平整，如混凝土表面存在麻面、疏松層等情況，應(yīng)在檢測前進(jìn)行處理，用小型砂輪磨把疏松的表面浮漿清除后方可進(jìn)行，否則采集到的回彈值會偏低，影響檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性。另外，如果混凝土表面潮濕，采集到的回彈值也會偏低，從而導(dǎo)致檢測結(jié)果產(chǎn)生較大偏差。因此，回彈法通常適用于具有一定硬度和厚度的混凝土檢測。對于某些特殊類型的混凝土，如輕質(zhì)混凝土、高性能混凝土等，回彈法可能無法準(zhǔn)確測量其強(qiáng)度。

操作要求：回彈法需要專業(yè)的操作人員進(jìn)行，他們對設(shè)備的熟悉程度、操作技巧等都會對檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性造成影響。檢測時(shí)回彈儀一定要垂直于檢測面，緩慢施壓，讀取數(shù)值后快速回調(diào)，應(yīng)避開孔洞及疏松的地方，也要避開外露的石子，讀數(shù)時(shí)應(yīng)正對數(shù)值指針[6]。

碳化深度測試取值的影響：碳化深度值的測量準(zhǔn)確與否和回彈值一樣，都會影響推定混凝土強(qiáng)度的準(zhǔn)確性。碳化深度的測量應(yīng)為垂直距離，且鑿孔深度應(yīng)大于碳化層的深度。測量前應(yīng)把孔洞內(nèi)的粉塵清除干凈，否則區(qū)分不清已碳化和未碳化的界線，給測量的準(zhǔn)確性造成影響。清除粉塵時(shí)不得用水進(jìn)行清洗。用于測量碳化深度的儀器應(yīng)當(dāng)符合要求，嚴(yán)禁使用目測的方式取值。

因此，在使用回彈法檢測混凝土強(qiáng)度時(shí)，應(yīng)充分考慮其局限性，并結(jié)合其他檢測方法如鉆芯法、超聲波法等進(jìn)行綜合評估[7]，以獲得更準(zhǔn)確的混凝土強(qiáng)度信息。

7 數(shù)據(jù)及統(tǒng)計(jì)

該項(xiàng)目路基工程的防護(hù)支擋工程混凝土強(qiáng)度檢測結(jié)果的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)表見表5所示：

該次TJ標(biāo)段共檢測110個(gè)測區(qū)[8]，檢測11個(gè)構(gòu)件，11個(gè)構(gòu)件的強(qiáng)度推定值大于設(shè)計(jì)強(qiáng)度，合格率為100%[9-10]。

8 分析評估

通過對海螺溝景區(qū)道路（磨西至三號營地段）保通應(yīng)急工程項(xiàng)目TJ標(biāo)路基工程的防護(hù)支擋工程混凝土強(qiáng)度進(jìn)行檢測，其檢測結(jié)果見表6所示：

9 結(jié)論

回彈法檢測技術(shù)為混凝土結(jié)構(gòu)的快速強(qiáng)度評估提供了有效手段。該文分析實(shí)例表明，回彈值與混凝土抗壓強(qiáng)度存在良好的相關(guān)性，表明該方法具有較高的準(zhǔn)確性和可靠性。該項(xiàng)目在實(shí)施回彈法檢測混凝土強(qiáng)度過程中，對儀器設(shè)備、試件制備、實(shí)施方法、數(shù)據(jù)處理和結(jié)果分析等方面均作出了明確規(guī)定，有助于提高混凝土抗壓強(qiáng)度檢測的技術(shù)水平，保證混凝土工程質(zhì)量。

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