回弹法检测桥梁混凝土强度的影响因素分析

2021-03-18于敏

运输经理世界 2021年4期

于敏

（江苏众和工程检测有限公司，江苏盐城224000）

0 引言

现今，混凝土已成为施工单位在桥梁施工过程中应用最为广泛的材料之一。而为了使其保持良好的使用性能，检测人员需要对混凝土的强度进行检测，保证其满足桥梁工程的使用需求。其中，回弹法在应用过程中具有检测质量高、效率快等特点，检测人员应当对该方法的应用要点进行深入研究，分析其影响因素，充分提高对混凝土检测的准确性，防止质量不合格的混凝土被应用于桥梁施工中。

1 检测原理

在具体的检测过程中，回弹法主要指利用弹簧为重锤提供动力，再通过弹击杆对混凝土进行弹击，根据重锤的回弹距离计算回弹值，以此为基础对混凝土的硬度进行判断，从而确定其抗压强度。一般情况下，检测人员的工作流程为利用回弹仪测量的重锤的回弹距离，再按照相应的计算公式弹击能量。若将弹击能量设定为E，则其计算公式如下：

式（1）中:A1表示混凝土塑性变形做的功，A2表示弹性变形做的功，A3表示指针、弹击锤摩擦所消耗的功，A4表示指针、弹击锤对空气阻力进行克服做的功，A5表示塑性变形给自由表面造成损耗的功，A6表示混凝土移动、构件颤动所消耗的功。从实际表现来看，回弹法应用过程中产生的弹性能量仅受A1及A2两种功的影响发生变化，且由于A2数值固定，使得A1的数值对回弹值起到了决定性的作用。另外，若混凝土强度偏低，重锤的反复弹击往往会使混凝土表面出现塑性变形。且随着其吸收能量的提高，回弹值与回弹能量均会发生下降[1]。综上，混凝土强度与回弹值成正相关的态势，若将弹击锤在冲击前与混凝土的距离设定为L，反弹长度设定为L'，便可以推算出以下公式：

式（2）中：R表示回弹值。此外，在具体操作过程中，检测人员还需对回弹法在应用过程中存在的不足加以了解[2]。一般而言，回弹法仅能对混凝土的表面强度进行反应，若混凝土的均质性较差，就很容易出现检测结果与实际不符的情况。由此，在检测开始前，检测人员需要对可能的影响因素进行分析，制定相应的措施，以提高回弹法的检测精度，为混凝土的质量提供保障。

2 检测影响因素

2.1 环境因素

对环境因素的分析主要以环境温度为主。其中，环境温度的具体情况主要由现场及设备环境决定。除特殊情况外，回弹设备的适宜温度应在-4～40℃。在此过程中，检测人员需要保障现场环境良好，混凝土外表面不存在坑洼、麻面等问题。若其外表面不满足检测要求，就需要利用磨刀石将测量表面磨平，保证表面光滑后再开始检测工作[3]。另外，由于混凝土强度与含水量之间有紧密的关系，使得检测环境湿度较高时，检测人员需先对混凝土进行干燥处理，才能进行相关检测环节。

2.2 材料因素

由于混凝土的材料组成较多，使得其内部结构往往会呈现出非线性的特点。究其原因，材料种类的不同会使其在不同温度及湿度条件下，对混凝土的整体强度造成影响。其中，对混凝土强度影响最大的材料主要有水泥、粗骨料等。这是保障回弹法效用充分发挥的基础，也是提高混凝土强度检测质量的重要途径[4]。

2.3 技术因素

首先，对碳化程度进行检测。第一步，对混凝土目标位置进行打孔，并做好清孔工作；第二步，将酚酞指示剂滴入孔内；第三步，通过回弹检测法得到相关数据，并进行计算，以确定混凝土强度是否满足工程要求。在上述环节中，各个步骤均有产生问题的可能性。例如，打孔深度与施工要求不符，导致测量精度受到了影响；清孔效果不佳，致使孔内仍有碎屑存在，给检测工作带来了更高的难度；在酚酞指示剂配置完成后没有对其进行密封保存，使得其在放置过程中内部酒精大量挥发，溶液浓度也因此提高；检测人员自身的专业水平不足，没有对检测结果进行准确记录。对回弹测量而言，碳化程度对其结果造成的影响往往无法在其他环节予以弥补[5]。这使得在现行规程的要求下，检测人员需要将碳化程度视作自变量，注重对碳化程度、回弹值的综合测量，并根据测量结果对混凝土的强度进行判断。通过试验可知，若碳化程度在0.5mm以下时，往往不会对混凝土强度产生影响。而当其超过6mm时，影响程度的上升趋势开始稳定。因此，在实际的检测过程中，检测人员往往只需要对碳化程度在6mm左右的情形加以考虑即可。

其次，成型方法的影响。通过研究可知，即便混凝土的强度及龄期相同，不同的成型方法也会使其在检测结果上产生较大的差异。如对机械振捣与人工振捣两种方式进行分析可得，成型方式的影响极为直观。为降低其对混凝土强度的影响，检测人员的首要任务在于保证混凝土密实度一致[6]。由此，在具体的施工过程中，施工单位可以选择人工振捣+机器拌和的方式进行混凝土制备，使混凝土的密实度得到提升，质量检测结果也能满足预期要求。

最后，养护技术的影响。当前常用的养护技术主要分为自然养护、洒水养护及蒸压养护三种。其中，回弹检测无法应用于蒸压养护中。这主要由于当混凝土湿度过高时，其强度会下降。因此，若以洒水养护为参照，自然养护更适用于回弹检测法的应用，回弹值也能够更加接近预期结果。

2.4 操作因素

首先，检测人员的专业水平决定了其能否准确采集混凝土的碳化深度、回弹值等数据，这对检测方法及结果的价值也有着决定性的作用。混凝土检测具有工作强度高、内容重复等特点，这也对检测人员的专业水平提出了更高的要求，因此，检测人员必须具备长时间进行规范作业的能力，才能使检测价值得到充分体现。施工单位可以为各检测人员安排培训工作，坚持持证上岗制度。只有这样，检测人员的专业水平才能得到强化，操作因素对回弹检测准确的影响也能得到控制，有助于充分发挥回弹检测法的效用，为后续混凝土强度检测工作的进行提供保障。

3 提高回弹法检测准确性的措施

3.1 做好对回弹仪的检修工作

回弹仪的测试精度是影响混凝土强度判断准确性的重要因素。这使得检测人员若想提高回弹法的准确性，就需要使回弹仪处于标准状态。首先，需要按照相关规定要求对回弹仪进行标定。尤其是新购进的回弹仪，必须在使用前进行标定，标定周期为半年，同时，对于长时间未使用的回弹仪也需要进行标定，避免在后续检测过程中对检测结果造成影响。其次，在应用回弹法对混凝土的强度进行检测时，由于弹击拉簧的长度及起跳位置等条件对测试精度会产生明显的影响，这使得检测人员可以先进行率定判断后再进行检测工作，保证回弹仪能够长时间处于标准状态。最后，检测人员还需定期对回弹仪进行全面的检修，并在其发生故障问题时及时进行处理，以使回弹仪保持良好的使用状态，使用寿命也能得到延长。

3.2 正确选择测区

在选择构件测区的过程中，首先，检测人员需要注意，相邻测区的间距应当控制在2m以内，且测区与构件端部的距离应在0.2～0.5m左右。其次，测区的位置应当被设置在能够让回弹仪处于水平方向检测混凝土浇筑侧面的位置上，并保证可测面的对称性。若这一要求无法被满足，也可以只选择一个侧面，但应当保证测区分布均匀。再次，对构件的薄弱部位必须布置测区，且其位置需避开预埋件的位置。最后，对薄壁小构件不宜布置测区。因为其在接受弹击的过程中会产生振动，进而导致回弹能量发生损失，导致检测结果下降。若必须进行检测，需对其进行有效的加固措施，提高对构件的约束力。

3.3 对回弹法的应用进行修正

现今，泵送混凝土在桥梁工程施工中的应用十分广泛。这类混凝土主要由机器拌和而成，其优点相对较多，如成分分布均匀，黏结性、泌水性相对较高，且在具体的施工过程中具有简便的操作方式，能够有效节约拌和时间及人力资源。但是，以往的回弹检测法对这类混凝土不能进行高效应用，需要检测人员对其进行一定的修正，使回弹检测法满足不同材料的检测需求。例如，检测人员可先利用钻芯法对泵送混凝土进行检测，再对检测结果进行换算，对回弹结果进行修正。通过这种方式，检测人员能够有效防止混凝土中砂砾比例过大等因素对回弹值的影响。