回弹法现场检测混凝土强度分析

陈 燕

（滁州职业技术学院土木工程系，安徽滁州239000）

回弹法现场检测混凝土强度分析

陈 燕

（滁州职业技术学院土木工程系，安徽滁州239000）

回弹法的测量是依据当弹击混凝土表面时，以重锤被反弹回来的距离与弹簧初始长度之比作为与强度相关的指标来推定混凝土强度的一种方法.回弹值较能反映其表层2～3cm左右的质量情况，对于混凝土的内部情况无法反映.可以较全面反映并可弥补单一物理参数所带来的误差影响，称之为综合法.一般采取超声-回弹综合法，使得超声声速和回弹值相得益彰.

回弹法；现场检测；混凝土强度

强度是混凝土结构性能指标中重中之重的一项指标，是对钢筋混凝土工程进行竣工验收、安全评估时的一项重要的检测内容.本文实验研究依据安徽某桥梁现场回弹值检测数据，按照《回弹法检测混凝土抗压强度技术规程》推定其抗压强度.

1 测试方法

1.1 回弹值的测量

回弹法的测量是依据当弹击混凝土表面时，以重锤被反弹回来的距离与弹簧初始长度之比作为与强度相关的指标来推定混凝土强度的一种方法.回弹值测量属于表面硬度法的一种，在混凝土表面进行，故只能反映结构表层2-3cm深度混凝土的质量清况，对混凝土内部的非匀质性、孔隙量和孔结构等则无法反映.

测试前，首先对回弹仪进行率定，由法定部门并按照国家现行标准《混凝土回弹仪》JJG817对其进行检定，合格后方可使用.

由于在相同的生产工艺条件下、原材料、配合比、成型工艺和养护条件基本一致且龄期相同，采取批量检测方法，每一个构件检测区为16个，相邻测区的间距为2m，测区的面积小于0.04m2.检测面保持清洁、平整，不应存在蜂窝、麻面等不良区域，使回弹仪处于水平方向检测混凝土浇筑侧面.所测得回弹值按式（1）计算：

R—某测区平均回弹值，精确至0.1；

Ri—第i个测点的回弹值.

如果检测侧面位于非水平方向检测混凝土浇筑侧面时，应按下式（2）修正：

Ra—非水平状态检测时测区的平均回弹值，精确至0.1；

Raa—回弹值修正值，按JGJ/T23-2001规程附录C采用.

1.2 碳化深度的检测

混凝土的碳化是指在服役环境下,混凝土与空气中的二氧化碳接触会发生碳化作用,生成硬度较大的碳酸钙,使混凝土的表面硬度增大,回弹值也随之增大,将影响回弹值的准确性.因此，碳化深度对回弹值有显著影响，当碳化深度增加至5-6mm后,回弹值不再随碳化深度的继续增加而有明显的提高[1]，所以考虑碳化的影响是必要.

用适当工具在试块表面凿成一个直径约为15mm的孔洞，其深度应大于碳化深度.然后除去孔洞中的粉末和碎屑，并立即用浓度为1%的酚酞酒精溶液滴在孔洞内壁的边缘处，用钢尺测量自混凝土表面至深部不变色（未碳化部分呈红色）、具有代表性交界处的垂直距离，测量均不应少于3次，取其平均值，该距离即为混凝土的碳化深度值，测度精确至0.5mm.如果其值小于0.5mm，则按无碳化处理；如果其值大于6mm，则取6mm.

1.3 抗压强度测试

当对桥梁各个测区进行检测时，即对与桥梁实际工程均相同的条件下的试块进行抗压强度测试，按照现行国家标准《普通混凝土力学性能试验方法标准》GB/T50081的相关条款规定进行.抗压强度值精确到0.1MPa.

2 回弹值结果及分析

既为了达到实验研究和对实际结构强度推定的检测，对结构进行了10个区域的检测.对于回弹值，数据较多，列出1#区数据如表1所示，其他区域进行类似的数据分析处理.

由表1可以看出，混凝土碳化深度不大且差别不大，原因在于自然环境中成型时间较短.回弹值分布较为均匀，部分测点相差稍大，在数理统计范围之内，可以作为数据分析.按照相关规程规定，每个测区剔除三个较大值和三个较小值，然后按照《回弹法检测混凝土抗压强度技术规程》推定其抗压强度.

表1 1#区现场检测结果

平均计算平均碳化深度：

（2）计算平均回弹值Rm：因为1#为水平方向检测混凝土浇筑侧面，所以无需对Rm进行修正.

（3）采用内插法查JGJ/T23—2001附录A，取得测区混凝土强度换算值fccu,i（MPa）如表2所示：

（4）因为构件为泵送混凝土制作，且碳化深度值不大于2.0mm.则采用内插法查JGJ/T23—2001附录B对混凝土强度换算值进行修正值如表3所示：

表2 各个测点强度换算值

表3 换算后强度值

（5）计算混凝土强度换算值的平均值和标准差：

其他区域的检测结果如表4所示.

根据表4由回弹值推算出的混凝土强度与测试立方体抗压强度对比，误差在10%以内，所以可以根据回弹值推断混凝土强度，则对回弹值与立方体抗压强度进行不同数学模型进行拟合，如图1所示.

表4 各个测点的检测结果

图1 不同函数拟合情况

拟合结果如表5所示.

表5 拟合结果分析

由表5可以看出，采用线性、多项式和幂函数函数关系拟合结果的相关系数分别为0.94、0.96和0.97，三种函数关系的回归精度均较高且都满足相关规范达到的要求，其中幂函数最高，即采取幂函数形式作为回弹值的测强曲线.为了验证所得方程的精度，采用别人的实验结果进行验证[2]，结果如表6所示.

表6 采取别人实验数据验证结果

由表6可以看出，由根据现场数据考虑碳化深度得到的测强曲线是可靠地，采用其他实验结果进行验证其误差仍然较小，可以作为地方测强曲线的参考.拟合方程随着强度等级提高出现误差越来越大的趋势，表明该方程不适合高强混凝土的强度推断.主要原因在于普通回弹仪使用于60MPa以下的混凝土试件，对于较高强度的混凝土需要采取标准能量更大的回弹仪，表明对于较高混凝土强度等级的推测曲线需要制定新的检测方法及专用测强曲线进行检测；另一方面在于拟合方程在于短龄期的推测，碳化深度影响小造成的.

3 结论

回弹值较能反映其表层2～3cm左右的质量情况，对于混凝土的内部情况无法反映，即回弹值不可能全面反映影响混凝土强度的各种因素.对于混凝土的工作性能影响的因素较为复杂，同一指标对于不同的工作性能的反映甚至是相反的，所以综合参考混凝土的多项物理参数，可以较全面反映并可弥补单一物理参数所带来的误差影响[5,6]，称之为综合法.一般采取超声-回弹综合测强曲线，使得超声声速和回弹值相得益彰，互相弥补各自的不足.

〔1〕季光泽，陈丽霞，等.碳化作用对回弹法测定混凝土强度的影响[J].混凝土及加筋混凝土,1983(l):52-55.

〔2〕唐腾.混凝土长期性能指标现场快速无损检测方法的研究[D].长沙理工大学，2010.

〔3〕张玉敏，王忠海.混凝土抗压强度和弹性模量与超声声速之间的关系实验研究[J].混凝土，2002(12):60-62.

〔4〕刘磊.混凝土结构现场检测实验研究[D].河北理工大学, 2008.

〔5〕V.M.Malhotra,Testing hardened Concrete:Non-destructive Methods Ames:Iowa State University press, 1976.

〔6〕罗马尼亚混凝土非破损检验技术[R].北京：科学技术文献出版社，1977.

TU375

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1673-260X（2013）08-0048-03