回弹法检测混凝土强度的准确性研究

苏汉飞　汪清河　夏信友

摘 要：为确保结构施工质量，首先要做好结构的检验工作。在结构检验工作中最重要的一项就是混凝土强度检测。在混凝土强度的检测方法中，由于回弹法具有操作简单便捷、评定速度快等优点，得到了广泛的应用。本文将对回弹法和回弹仪进行简单的介绍，并对其检测混凝土强度的准确性进行分析研究。

关键词：回弹法;混凝土强度;检测;准确性

中圖分类号：TV544 文献标识码：A

0 引言

混凝土由于会受到构成原材料、外加剂、制造工艺水平等因素的影响，其强度和性能都会有所不同;而混凝土的强度是混凝土结构中最重要的评价指标，目前常用的检验混凝土强度的方法有立方体抗压强度试验法、钻芯法、回弹法等。

立方体抗压强度试验法是将边长制作成150 mm新拌混凝土的立方体试件养护到指定的龄期后，利用压力试验机进行强度测试。这种测试方式虽然结果准确度高，数据直观可视，但是容易受到施工条件或主客观因素的影响，而且无法完全反映出工程实体的强度，通常用于仲裁测试或工程验收。

钻芯法是在混凝土结构物上钻取圆柱体芯样，经过筛选加工后再放到压力试验机上做抗压测试。这种方式虽然可以对工程中混凝土的实际强度进行精确的检测，但是实际操作中会对混凝土结构或构件造成损坏，使建筑物的原始受力情况遭到破坏，因此很少在实际中进行使用。

回弹法测量混凝土强度主要是在混凝土表面进行的无损检测，以不损坏混凝土结构为基础，对其硬化后的强度进行测评。相对于前面介绍过的两种方法而言，回弹法具有很多优点，例如：操作简单便捷，使用灵活性强，经济性高等。基于这些优点，目前我国工程质量控制大多会选择使用回弹法进行测评。但是由于回弹法测量混凝土强度时容易受到原材料、外加剂、建造工艺等因素的影响，测量的精确度还需要进一步研究分析，目前回弹法测得的数据也仅用作参考，而无法用作评判混凝土是否合格的标准。

1 回弹仪工作原理

回弹法是通过测量混凝土的硬度进而推求混凝土的抗压强度，由于混凝土的抗压强度与其表面的硬度存在相关性，所以在应用回弹法检测混凝土强度前，应先确保结构构件外表层干净，避免浮浆等问题影响检测结果;除此之外，还应确保混凝土表面的干燥，如果混凝土外表有潮湿现象应先进行干燥处理，以免对外层混凝土造成灼伤，也避免混凝土含水量的变化对混凝土外表硬度造成影响。

回弹仪是在重锤中利用弹簧对其进行加力，当弹簧松开时，冲击杆会产生一种恒定的力量并向测试表面进行桩基。二挡重锤被撞击产生回弹时，滑块的会谈将达到峰值，此时使用标尺记录下重锤反弹的间距。反弹间距和弹簧原长度之比为回弹值，通过测量回弹值的大小即可间接推断出混凝土的强度。例如，混凝土的强度较低，则受到弹击能量时就会吸收更多能力，反弹力就变小，故而回弹值就小，反之同理。上述原理即可得出混凝土强度大小与回弹值大小在一定程度上成正比关系。

回弹仪的弹击能量计算方法如下：

式中：A1为使混凝土产生塑性变形的功;A2为使弹击锤、弹击杆及混凝土产生弹性变形的功;A3为弹击锤和指针工作中因摩擦损耗的功;A4为弹击锤和指针工作中克服空气阻力的功;A5为混凝土产生塑性变形时增加自由表面所损耗的功;A6为混凝土构件的颤动和弹击杆与混凝土表面移动而损耗的功。在试验过程中，如果混凝土构件刚度足够大，在回弹过程中回弹仪可保持与混凝土表面紧贴时，所产生的功的损耗对于回弹值的影响基本可以忽略不计;如果混凝土构件无法与回弹仪保持紧贴时，由所产生的功的损耗不可以忽略不计。

在测量过程中，回弹仪的准确度会受到很多外在因素的影响，例如由于混凝土的骨架结构中充满不同的原材料，当强度较大的原材料刚好出现在测量点时，回弹仪测得的数据值会偏大，反之同理。除此之外温湿度等因素也会对回弹仪测得的硬度值造成一定程度的影响，故而回弹仪的测量结果是具有不稳定性的。

2 试验材料及方法

本文将依据相关规程中的立方体试块抗压强度的测量方法，以及其中的回弹法测量方法，对某项目的混凝土进行对比测量，测试组与对比组所取用的样品均为同一批次所制作的混凝土。

3 分析研究混凝土回弹法测定强度的准确性

3.1 预加应力对试验的影响

根据回弹法的具体工作原理可知，我们将应力预加到标准试块后再进行试验，防止出现误差较大的现象发生而导致测量结果失真。测量结果的准确性的直接影响因素便是预加应力值，预加较小的应力，导致能量损耗在测量过程中无法消除;较大的应力，回弹值会增大幅度会随着应力的增大而增加，所以预加应力值应该合理适宜进而保证试验结果可取。通过试验研究得出：本文混凝土强度等级不同，施加不同应力，最终确定预加应力范围是：60 kN～80 kN。

3.2 分析混凝土采用回弹法测量的准确性

影响准确性的因素较多，主要包括：养护条件、龄期、混凝土等级和成型方式。以下便针对这四种影响因素逐一分析。

3.2.1 分析混凝土强度等级差异测得回弹值的准确性

标准值和回弹值差异较大的是等级较低的混凝土，但是都不超过15%，在可控范围内。随着不断增大的等级，二者差值越来越小，所以，谨慎对待混凝土等级较低时，采取回弹法测量的工作。

3.2.2 分析混凝土龄期差异测得回弹值的准确性

混凝土养护龄期分别选择：90、60、28、14、7d，同时等级选择C30、C25，进行试验分析。结果表示：在可控范围内，标准值与回弹值差异较小，并且龄期越大，差值越小，所以，尽可能的选取龄期尽量在28d以后的混凝土。

3.2.3 分析混凝土养护条件的差异测得回弹值的准确性

蒸压、自然和标准养护是混凝土的几种养护方法，由具体规范可知检测手段是回弹法时不宜使用蒸压保护，因此的实验对象采取自然和标准养护，进而分析标准值与回弹值之间的差异，混凝土的等级为C30，28d养护。

标准养护下的各项数据低于自然养护的混凝土，与混凝土强度关系不大。并且，二者的差值与养护条件的影响较小，因此测量方法为回弹法时具有较高的准确性。

3.2.4 分析混凝土成型方式的差异测得回弹值的准确性

研究表明，强度等级和龄期完全一致的混凝土，回弹值也会由于不同的成型方法而造成偏差，C30混凝土作为本次研究对象，捣鼓方式为机械和人工，振动停止操作的标志是有浆在混凝土表面出现，然后检验试验为28d试块，对比回弹值与标准值。

当成型方式不同，根据测量方式中回弹法的具体原理，即使捣鼓方式不同，但标准值与回弹值差别不大，保证混凝土成型后密实，回弹值就可以应用。

4 结论

（1）抗压强度在标准试块的表征值普遍大于混凝土强度由回弹法测算值，同时影响因素包括混凝土捣鼓方式、养护条件以及龄期和等级，使得差值出现在二者之间，通常二者之间差值不大，13.9%是其最大差值，而为了使工程质量得到保证，测量手段中可以使用回弹法作为辅助，精确度在混凝土强度上的表征不会随着状况的不同而产生较大的差异。

（2）使用回弹法过程中应该谨慎，避免误判的情况发生，尤其是混凝土等级较低时，测量强度过程中应特别注意。

（3）当14d为混凝土龄期时，未完全成型的表面硬度出现在混凝土中，较大的差值出现在标准值与回弹值之间，精确度准确性得到保证的依据是龄期尽量在28d以上，此时测量强度才能采取回弹法。

参考文献：

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