工程实体回弹法与钻芯法检测混凝土强度验证与分析

孙盛佩，许灵勇，张兴洪，郭峰雷

（1.台州市建设工程质量检测中心，浙江 台州 318000；2.台州市路桥区建设工程质量检测中心有限公司，浙江 台州 318000）

0 引言

在混凝土强度实体检测中，浙江省台州市各检测机构普遍采用的是回弹法，有时直接采用钻芯法或钻芯法修正回弹法的方法。在回弹法检测时有的机构选用行业标准 JGJ/T 23－2011《回弹法检测混凝土抗压强度技术规程》［1］的测强曲线，有的机构选用浙江省标准 DB 33/T 1049－2016《回弹法检测泵送混凝土抗压强度技术规程》［2］的测强曲线。根据 JGJ/T 23－2011《回弹法检测混凝土抗压强度技术规程》（以下简称“JGJ/T 23－2011”）6.1.2 的规定“有条件的地区和部门，应制定本地区的测强曲线或专用测强曲线。检测单位宜按专用测强曲线、地区测强曲线、统一测强曲线的顺序选用测强曲线”，即宜优先选用浙江省地区测强曲线。

为了进一步验证行标曲线和省标曲线所测的混凝土强度哪个更接近实际混凝土强度（钻芯强度），台州市建设工程检测行业协会组织台州 10 家检测机构，对全市范围内 28 家预拌混凝土生产企业 30 个实体工程的 119 个构件（梁、柱），进行同部位混凝土强度钻芯法、回弹法验证检测，其中同部位的回弹法强度分别采用行标、省标的测强曲线进行换算。

1 数据的取得

在各单位取得的同部位混凝土钻芯法、回弹法的 119 对数据中，高径比不符合 5 个，芯样有原始裂纹且有钢筋 1 个，行标、省标回弹强度值＞60 MPa 的 4 个，芯样有气孔的 1 个，剔除这 11 对数据后，共取得 108 对数据进行验证与分析，如表 1 所示。

表1 回弹法/钻芯法对比验证表

续表1

续表1

从表 1 可见，各检测机构平均修正系数有＞1 或＜1 的情况，但各机构的总平均修正系数均＞1，按省标测强曲线换算比较接近钻芯强度，按行标测强曲线换算的回弹强度比钻芯法强度平均降低了 16 %。

2 混凝土碳化深度与龄期的关系

不同龄期段构件混凝土的碳化深度如表 2 所示。

表2 龄期—碳化深度表

从表 2 碳化深度与龄期之间的关系来看，总体上随着龄期的增加，碳化深度也增加，但离散性较大不成线性关系，它还跟各混凝土生产企业所用的原材料、配合比、成型、养护、环境及所处的位置等因素有关。

3 同批次混凝土回弹法、钻芯法强度极差情况分析

把同一生产企业、同一强度等级、同一龄期、同一类型构件作为同一批次，例如台州市区按此分为 5 个批次，10 家检测机构共分为 31 个同批次，其回弹法、钻芯法混凝土强度极差情况如表 3 所示。

由表 3 可见，总体上说同批次回弹法强度和钻芯法强度分布不均匀，回弹法的同批次强度极差相对较小，行标平均为 5.6 MPa，省标平均值为 5.7 MPa，而钻芯法的同批次强度极差相对较大，平均为 9.1 MPa。说明同批次混凝土实际强度（钻芯强度）存在较大的波动，而用回弹法即不能反映其真实的强度波动情况。

表3 同批次混凝土回弹法、钻芯法检测强度极差情况表

4 钻芯法与回弹法的相关性分析

将表 1 的行标回弹强度与芯样强度及省标回弹强度与芯样强度的各 108 对数据用散点图表示，如图 1、图 2 所示。

图1 行标强度—钻芯强度散点图

图2 省标强度—钻芯强度散点图

从上述散点图可知混凝土强度在 30～60 MPa 范围内回弹强度和钻芯强度相关性较差，说明回弹强度难以反映真实的混凝土强度，这也是回弹法影响因素较多、检测精度不高的原因所在。

5 钻芯法—回弹法修正系数的分析

5.1 修正系数的分布分析

将表 1 的修正系数fcor/f行、fcor/f省按 0.05 作为区间段，将其出现的频数用方块图分别表示如图 3、图 4 所示。

图3 行标—钻芯修正系数分布图

图4 省标—钻芯修正系数分布图

从图 3、图 4 可知，行标、省标钻芯修正系数基本上服从正态分布。省标修正系数在 1.00～1.05 出现频数最多，平均修正系数为 1.03；行标的修正系数在 1.15～1.20 出现的频数最多，平均修正系数为 1.16。

从上 108 对全市修正系数的统计分析可知，总体上按省标测强曲线（地区测强曲线）换算的混凝土强度比较接近于实际混凝土强度，按行标测强曲线（统一测强曲线）换算的混凝土强度偏低于实际混凝土强度。

近年来，国内许多学者提出了和现行回弹法标准碳化修正相反的观点，认为大矿物掺合料前期未保养好的混凝土碳化深度越大，碳化修正系数要乘以大于 1.0 的系数，此观点认为大矿物掺合料前期未养护好的混凝土表面因水泥未完全水化存在一层疏松层，并非是 CaCO3硬壳层而使回弹值偏低。我们曾用 XRD 图谱对大矿物掺合料的 C50 混凝土进行分析，发现其表面矿物种类相对增多，成分复杂，不能把其表面层完全看作 CaCO3的硬壳层。

5.2 修正系数随混凝土强度的变化

将表 1 的fcor/f行、fcor/f省作为纵坐标，钻芯强度为横坐标，得出修正系数随混凝土强度变化的散点图如图 5、图 6 所示。

图5 fcor/f行随强度变化图

图6 fcor/f省随强度变化图

从图 5、图 6 可以看出，随着混凝土强度的提高，无论行标、省标钻芯—回弹的修正系数（fcor/f行、fcor/f省）也随之增大。说明混凝土强度越高，回弹法检测出的强度越会偏低，从上两图看出，混凝土强度＞40.0 MPa 左右修正系数＞1.0 的概率就越高。因此大家目前在用回弹法检测高等级混凝土时，要考虑到检测结果会偏低的情况［3-4］。

6 结论和建议

通过本次回弹法、钻芯法检测混凝土强度的验证与分析提出如下结论和建议。

1）混凝土的碳化深度不能单独考虑龄期的因素，还与其他许多因素有关。

2）回弹法检测不能完全反映同批次实体混凝土强度的匀质性。同批次实体混凝土钻芯强度存在较大的离散性。

3）回弹法检测和钻芯法检测的混凝土强度相关性较差，建议各检测机构日常检测中多加强钻芯法、回弹法的对比验证。

4）钻芯-回弹法修正系数总体上服从正态分布，且随着混凝土强度的提高，修正系数也随之提高，在检测高等级混凝土时要考虑到回弹法检测结果偏低的概率会增大。

5）地区回弹测强曲线换算的混凝土强度相对接近混凝土实际强度，建议各检测机构应按 JGJ/T 23－2011 中“6.1.2”条的规定执行。Q