回彈法檢測(cè)混凝土強(qiáng)度相關(guān)研究

王寶全 龔圓圓

湖北萬(wàn)祥工程技術(shù)有限公司 湖北宜昌 443000

回彈法檢測(cè)混凝土抗壓強(qiáng)度主要是利用回彈儀在混凝土表面進(jìn)行彈擊，對(duì)回彈儀中彈簧驅(qū)動(dòng)重錘被反彈回來(lái)的距離進(jìn)行測(cè)量，以回彈值（反彈距離與彈簧初始長(zhǎng)度之比）作為與抗壓強(qiáng)度相關(guān)的指標(biāo)，通過(guò)與傳統(tǒng)強(qiáng)度立方體抗壓試驗(yàn)對(duì)比建立的數(shù)學(xué)關(guān)系推定出對(duì)應(yīng)的混凝土抗壓強(qiáng)度值。由于回彈法檢測(cè)混凝土抗壓強(qiáng)度具有結(jié)構(gòu)無(wú)損、設(shè)備便攜、結(jié)果直觀等突出優(yōu)點(diǎn)，該方法是目前工程質(zhì)量檢測(cè)中驗(yàn)證混凝土強(qiáng)度最通用的檢測(cè)方法。

1 簡(jiǎn)述回彈法檢測(cè)技術(shù)

1.1 回彈法檢測(cè)技術(shù)原理

回彈法原理是利用彈簧驅(qū)動(dòng)彈擊錘，對(duì)混凝土表面的彈性變形恢復(fù)力進(jìn)行全面監(jiān)測(cè)，并利用彈擊錘帶動(dòng)彈回指示出彈回距離?；炷恋目箟簭?qiáng)度推定是以回彈值為基礎(chǔ)?；貜椫凳菑椈氐木嚯x和沖擊前彈擊錘與彈擊桿間距之比，主要是對(duì)混凝土表面硬度的反應(yīng)。在建筑行業(yè)，回彈法已經(jīng)有了十分廣泛的應(yīng)用，該技術(shù)屬于無(wú)損檢測(cè)中一種常見(jiàn)的方式，這種方式不會(huì)對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)產(chǎn)生損傷。工作人員在檢測(cè)過(guò)程中要用傳力桿彈擊混凝土的表面，做好混凝土表面反彈距離的記錄，并且根據(jù)儀器顯示的強(qiáng)度指標(biāo)檢測(cè)混凝土表面強(qiáng)度。在混凝土抗壓強(qiáng)度檢測(cè)中，回彈法檢測(cè)最終數(shù)據(jù)需要經(jīng)過(guò)進(jìn)一步處理才能準(zhǔn)確地計(jì)算，主要是以混凝土強(qiáng)度和回彈值形成的曲線與混凝土表面碳化深度進(jìn)行結(jié)合分析。在實(shí)際應(yīng)用此方法時(shí)，通常有著較為準(zhǔn)確的結(jié)果，并且檢測(cè)過(guò)程便捷，檢測(cè)人員可以方便地操作設(shè)備，故該設(shè)備備受廣大工作人員的喜愛(ài)。

1.2 回彈儀的應(yīng)用條件

混凝土表面的硬度與其強(qiáng)度的息息相關(guān)?；炷帘砻嫣蓟潭戎苯佑绊懼蓟貜椫禉z測(cè)的結(jié)果，所以在檢測(cè)混凝土表面強(qiáng)度時(shí)，要注意做好檢測(cè)區(qū)混凝土碳化深度，然后對(duì)其強(qiáng)度最終結(jié)果進(jìn)行推算。在普通混凝土強(qiáng)度檢測(cè)中可以使用回彈法，但是如果混凝土表面質(zhì)量和內(nèi)部存在明顯缺陷，那么不適合采用此方式進(jìn)行檢測(cè)?；貜梼x彈擊混凝土表面后會(huì)損失三種主要的能量。其一，混凝土受到?jīng)_擊后會(huì)導(dǎo)致塑性變形能量損失；其二，受到?jīng)_擊后會(huì)導(dǎo)致混凝土振動(dòng)能量損失；其三，回彈儀各個(gè)機(jī)構(gòu)之間摩擦能量會(huì)有一定損失。如果采用該方法檢測(cè)較薄或者較小尺寸的構(gòu)件，則要注意加固構(gòu)件，以避免損耗振動(dòng)能量和降低回彈值。

2 水泥混凝土強(qiáng)度檢測(cè)技術(shù)探究

2.1 回彈法技術(shù)

回彈法在水泥混凝土強(qiáng)度檢測(cè)應(yīng)用最為廣泛，回彈儀器可以對(duì)水泥混凝土強(qiáng)度進(jìn)行全面的系統(tǒng)評(píng)定，能夠得出較為準(zhǔn)確的檢測(cè)數(shù)據(jù)?；貜梼x器的工作原理相對(duì)簡(jiǎn)單，使用難度也較低，在實(shí)際檢測(cè)期間，需要先挑選出重量大小適宜的重錘，確保其質(zhì)量滿足基本要求，再設(shè)置一個(gè)合理的彈簧彈力數(shù)值，借助其彈力對(duì)水泥混凝土表層造成沖擊，通過(guò)接連彈擊桿，促使彈力反作用中的重錘發(fā)生回跳，以此形成相應(yīng)的間距，使其能夠帶領(lǐng)指針滑動(dòng)，在既定的刻度上指明回彈數(shù)值N，這一數(shù)值等于重錘回彈間距與起跳點(diǎn)最初地點(diǎn)距離的百分比數(shù)值?；貜椫邓w現(xiàn)出來(lái)的就是混凝土表層硬度數(shù)據(jù)，依據(jù)材料的硬度、疏密度，得出回彈值與混凝土強(qiáng)度曲線，據(jù)此，就可明確混凝土的最終強(qiáng)度值，此種檢測(cè)辦法能夠準(zhǔn)確地檢測(cè)出水泥混凝土的強(qiáng)度高低。

2.2 超聲回彈綜合法技術(shù)

超聲回彈綜合法的使用原理是通過(guò)運(yùn)用超聲儀器與回彈儀器進(jìn)行綜合分析，并構(gòu)建起超聲波波速——回彈數(shù)值——混凝土強(qiáng)度之間的關(guān)系，確保其之間的科學(xué)、合理性，借助雙參數(shù)進(jìn)行準(zhǔn)確判定，以此得到最終強(qiáng)度數(shù)值。相關(guān)工作人員可挑選一塊混凝土區(qū)域，將其作為主要檢測(cè)區(qū)，并在此區(qū)域內(nèi)測(cè)量回彈值，依據(jù)測(cè)強(qiáng)公式，科學(xué)地進(jìn)行結(jié)果計(jì)算，以此來(lái)推斷該區(qū)域內(nèi)混凝土的強(qiáng)度數(shù)值。當(dāng)混凝土強(qiáng)度過(guò)小時(shí)，其塑性會(huì)隨之增大，回彈值與混凝土表面強(qiáng)度值之間，就會(huì)出現(xiàn)差異性變動(dòng)，其強(qiáng)度值也很難檢測(cè)出來(lái)。通過(guò)運(yùn)用超聲儀器，就能檢測(cè)出混凝土的傳播速度，在此前提下，能夠準(zhǔn)確推斷出混凝土的強(qiáng)度大小，如若水泥混凝土的強(qiáng)度高，那么其波速就會(huì)相對(duì)變快，如若水泥混凝土密實(shí)性好，則波速整體變化也不會(huì)特別明顯。為提高檢測(cè)的精準(zhǔn)度，需要將兩種檢測(cè)辦法結(jié)合到一起，使其充分發(fā)揮自身優(yōu)勢(shì)，各取所長(zhǎng)，進(jìn)而得出準(zhǔn)確的檢測(cè)值[1]。

2.3 鉆芯法技術(shù)

鉆芯取樣法在公路、水運(yùn)、建筑工程水泥混凝土強(qiáng)度檢測(cè)應(yīng)用比較廣泛，該方法主要是對(duì)為已經(jīng)成型的水泥混凝土構(gòu)筑物進(jìn)行檢測(cè)。鉆芯取樣法需要應(yīng)用專用的鉆機(jī)從水泥混凝土結(jié)構(gòu)中鉆取芯樣，并且進(jìn)行芯樣強(qiáng)度的檢測(cè)，明確水泥混凝土結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度。鉆芯取樣法有著準(zhǔn)確可靠、直觀等優(yōu)勢(shì)，當(dāng)前在很多工程中應(yīng)用，除可以用于檢測(cè)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度外，還可以檢測(cè)混凝土裂縫深度、內(nèi)部密實(shí)性等。不過(guò)此方法會(huì)從一定程度上破壞水泥混凝土的整體結(jié)構(gòu)，屬于有損檢測(cè)方式，相比于無(wú)損檢測(cè)方式，需要消耗較長(zhǎng)的時(shí)間和較高的費(fèi)用，容易受到試件取樣的限制。在具體檢測(cè)中需要和其他無(wú)損檢測(cè)方式相配合，主要是驗(yàn)證其他無(wú)損檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性。

2.4 后錨固法技術(shù)

后錨固法的優(yōu)勢(shì)是：檢測(cè)范圍廣，測(cè)試精度高，對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的損壞非常小等。但是，后錨固法的操作比較復(fù)雜，這就決定了后錨固法的檢測(cè)效率不是太高，測(cè)試的時(shí)間過(guò)長(zhǎng)。在使用后錨固法進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，如果截面不合格，后錨固法需要在附近進(jìn)行內(nèi)部結(jié)構(gòu)的補(bǔ)測(cè)。所以，使用后錨固法檢測(cè)混凝土的強(qiáng)度時(shí)，數(shù)據(jù)結(jié)果具有一定的離散型。后錨固法對(duì)錨固膠的要求非常高，對(duì)錨固的深度要求也很高，因此，卵石混凝土結(jié)果的測(cè)試不適合采用后錨固法。后錨固法檢測(cè)判斷混凝土的抗壓強(qiáng)度的依據(jù)是檢測(cè)混凝土抗拉強(qiáng)度的大小，由于混凝土抗拉能力離散型特性較大，使用后錨固法檢測(cè)的混凝土的抗壓能力也有離散型。

3 影響混凝土強(qiáng)度的因素

3.1 混凝土施工影響因素

水泥混凝土階段施工階段分為：拌和、運(yùn)輸、澆筑、養(yǎng)護(hù)等環(huán)節(jié)，每一環(huán)節(jié)的工作技術(shù)水平都會(huì)影響混凝土的強(qiáng)度，為此，需要保證混凝土原材料攪拌均勻、配合比科學(xué)合理，加強(qiáng)對(duì)離析、泌水等不良問(wèn)題的控制。在運(yùn)輸階段需要注意做好運(yùn)輸路線選擇避免降低混凝土材料的強(qiáng)度。在完成澆筑作業(yè)后需要及時(shí)開(kāi)展養(yǎng)護(hù)，尤其重視溫濕度方面的控制。

3.2 施工環(huán)境影響因素

環(huán)境條件是影響水泥混凝土結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的關(guān)鍵因素。比如在冬季施工會(huì)受到低溫的影響導(dǎo)致原材料強(qiáng)度降低、混凝土凝結(jié)時(shí)間延長(zhǎng)，如果沒(méi)有采取保溫、加熱等方式還可能導(dǎo)致出現(xiàn)溫度裂縫，嚴(yán)重影響水泥混凝土結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度。夏季高溫時(shí)間段施工可能會(huì)由于入模溫度過(guò)高，水泥混凝土的內(nèi)外溫差較大，結(jié)構(gòu)表面水分散失過(guò)快，出現(xiàn)溫度裂縫或者干縮裂縫。

3.3 檢測(cè)儀器設(shè)備影響因素

儀器設(shè)備誤差是不可避免的。在混凝土抗壓強(qiáng)度檢測(cè)具體的過(guò)程中，回彈法檢測(cè)技術(shù)具有較小的回彈數(shù)據(jù)，檢測(cè)設(shè)備的精細(xì)度較高，所以在檢測(cè)過(guò)程中工作人員要注意調(diào)整好檢測(cè)儀器的精準(zhǔn)度，從而在基礎(chǔ)條件下科學(xué)合理地進(jìn)行檢測(cè)操作[2]。

3.4 檢測(cè)環(huán)境影響因素

在檢測(cè)過(guò)程中，首先需要消除儀器設(shè)備的誤差，其次消除混凝土本身的誤差。在采用回彈法檢測(cè)技術(shù)對(duì)混凝土抗壓強(qiáng)度進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，首先要處理好檢測(cè)對(duì)象，避免混凝土整體性能和表面硬度的檢測(cè)結(jié)果受到混凝土濕度的影響，因此在檢測(cè)前需要明確混凝土結(jié)構(gòu)表面是否干燥、是否達(dá)到檢測(cè)條件。其次，混凝土表面存在較多不同程度的坑洼，這些會(huì)對(duì)檢測(cè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性產(chǎn)生嚴(yán)重影響，因此在檢測(cè)過(guò)程中要做好混凝土表面平滑性的控制，盡量提高檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性。最后，加強(qiáng)檢測(cè)環(huán)境溫度的控制，通常在-4℃-40℃溫度范圍內(nèi)檢測(cè)所得的結(jié)果較為準(zhǔn)確，如果超出這個(gè)范圍，那么檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確度會(huì)大大降低。

4 優(yōu)化混凝土抗壓強(qiáng)度檢測(cè)中應(yīng)用回彈法檢測(cè)的措施

4.1 制定科學(xué)、合理的強(qiáng)度檢測(cè)計(jì)劃

混凝土的強(qiáng)度檢測(cè)是建筑行業(yè)和社會(huì)大眾關(guān)注的重點(diǎn)，因此，在進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)施工檢測(cè)時(shí)，必須嚴(yán)格按照科學(xué)合理的操作流程，避免出現(xiàn)重大失誤。根據(jù)當(dāng)下的檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)和之前的工作經(jīng)驗(yàn)，在進(jìn)行混凝土強(qiáng)度的檢測(cè)時(shí)，要制定科學(xué)周密且合理的強(qiáng)度檢測(cè)計(jì)劃。首先，檢測(cè)建筑混凝土的強(qiáng)度時(shí)，嚴(yán)禁按照檢測(cè)技術(shù)人員的主觀意愿隨意進(jìn)行操作，要充分考慮混凝土本身的操作情況和檢測(cè)目的。例如，在不同的結(jié)構(gòu)和施工區(qū)域，混凝土的強(qiáng)度等級(jí)劃分明顯，差異化的強(qiáng)度表現(xiàn)，檢測(cè)人員要結(jié)合差異化，實(shí)行有效的施工檢測(cè)技術(shù)。其次，在檢測(cè)的操作中，必須保持謹(jǐn)慎的態(tài)度?，F(xiàn)在很多的檢測(cè)技術(shù)都不會(huì)損壞混凝土本身的結(jié)構(gòu)，檢測(cè)人員應(yīng)在進(jìn)行檢測(cè)時(shí)結(jié)合不同的理念，分析出更具權(quán)威的數(shù)據(jù)和內(nèi)容。例如，如果混凝土內(nèi)部框架特殊，選擇無(wú)損的檢測(cè)技術(shù)是第一要點(diǎn)，框架的外部區(qū)域，可以根據(jù)施工的實(shí)際情況，選擇無(wú)損檢測(cè)技術(shù)與有損檢測(cè)技術(shù)的有效結(jié)合，將檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行比對(duì)，若差異過(guò)大，再進(jìn)行一些補(bǔ)救措施。最后，應(yīng)檢測(cè)出建筑混凝土的強(qiáng)度結(jié)果，要及時(shí)的報(bào)告給上級(jí)部門(mén)，查看上級(jí)是否有新的意見(jiàn)，方便在施工現(xiàn)場(chǎng)內(nèi)部做出調(diào)整，避免外界產(chǎn)生負(fù)面影響。

4.2 對(duì)操作回彈儀的合理應(yīng)用

在采用混凝土強(qiáng)度檢測(cè)的計(jì)量?jī)x器時(shí)，需要對(duì)回彈儀進(jìn)行定期的計(jì)量檢定，從而提高其檢測(cè)精度和準(zhǔn)確度。為了提高回彈儀的檢測(cè)準(zhǔn)確度，盡量控制好各項(xiàng)因素所產(chǎn)生的誤差，就需要從以下三個(gè)方面加強(qiáng)控制：第一，由受過(guò)專門(mén)訓(xùn)練或者培訓(xùn)且取得合格證書(shū)的人員操作回彈儀來(lái)進(jìn)行混凝土抗壓強(qiáng)度測(cè)試、數(shù)據(jù)處理、強(qiáng)度評(píng)定等工作。第二，在測(cè)試大批量構(gòu)件時(shí)要做好樣品的保管和保養(yǎng)。第三，測(cè)試前通過(guò)率定試驗(yàn)明確回彈儀的使用狀態(tài)，通常是在洛氏硬度hrc 為60±2的標(biāo)準(zhǔn)鋼砧上向下垂直彈擊3次，平均率定值為80±2，如果結(jié)果不符合，那么需要調(diào)整或者校驗(yàn)回彈儀。為了進(jìn)一步保證檢測(cè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，則可由至少兩人進(jìn)行回彈檢測(cè)實(shí)驗(yàn)，緩慢完成整個(gè)檢測(cè)過(guò)程。

4.3 合理改善檢測(cè)環(huán)境

改善檢測(cè)環(huán)境最直接的方式就是規(guī)范檢測(cè)儀器的應(yīng)用，對(duì)檢測(cè)環(huán)境進(jìn)行合理的處理。在規(guī)范化應(yīng)用檢測(cè)儀器時(shí)，應(yīng)首先以檢測(cè)儀器使用說(shuō)明為基礎(chǔ)，對(duì)檢測(cè)過(guò)程進(jìn)行規(guī)范化操作，比如合理控制檢測(cè)溫度。其次，在混凝土抗壓強(qiáng)度檢測(cè)過(guò)程中可能需要綜合使用鉆芯法和回彈法檢測(cè)，但是由于有的建筑工程中存在膠合板而影響了混凝土表面的緊實(shí)度，從而降低了整體檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性。為此，應(yīng)當(dāng)在鉆芯取樣過(guò)程中統(tǒng)一檢測(cè)混凝土的內(nèi)外強(qiáng)度，以提高檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性。對(duì)于檢測(cè)環(huán)境應(yīng)當(dāng)重點(diǎn)從三個(gè)方面進(jìn)行控制：第一，選擇具有代表性的混凝土。第二，在檢測(cè)過(guò)程中要處理好檢測(cè)表面，避免存在水分、坑洼等雜質(zhì)而對(duì)檢測(cè)結(jié)果產(chǎn)生影響。第三，檢測(cè)過(guò)程中合理控制整體溫度、干度，有效提升檢測(cè)的準(zhǔn)確性[3]。

4.4 碳化深度測(cè)試技術(shù)

與回彈值測(cè)技術(shù)相比，碳化深度值的測(cè)量準(zhǔn)確性非常重要，直接影響著混凝土強(qiáng)度的精確度。在測(cè)試碳化深度時(shí)需要選擇垂直距離。在測(cè)量之前，工作人員要徹底清理干凈孔洞內(nèi)的粉末和碎屑，否則難以將碳化和未碳化區(qū)域徹底劃分出來(lái)，容易出現(xiàn)誤差增大的情況。要注意選用專門(mén)的測(cè)量?jī)x器測(cè)量碳化深度，而不是目測(cè)。如果構(gòu)件已經(jīng)粉刷砂漿，那么水泥砂漿充填滲透會(huì)影響測(cè)試面的含堿量，含堿量高會(huì)導(dǎo)致分?jǐn)偩凭芤鹤兗t，從而會(huì)使檢測(cè)人員產(chǎn)生視覺(jué)誤差。因此，實(shí)際檢測(cè)過(guò)程中一般要求必須是檢測(cè)混凝土原漿面。這是檢測(cè)人員在檢測(cè)碳化深度時(shí)需要重點(diǎn)注意的問(wèn)題。

5 結(jié)語(yǔ)

回彈法是混凝土強(qiáng)度檢測(cè)的常用方法，是其在具體應(yīng)用中仍然存在一些不足，容易受到人為、設(shè)備、環(huán)境等因素的影響，在對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)評(píng)定中只能是參考作用，因此要積極檢測(cè)技術(shù)，提高回彈法檢測(cè)的準(zhǔn)確性，同時(shí)可采用鉆芯取樣法、超聲回彈法等多種檢測(cè)手段，互相驗(yàn)證，更準(zhǔn)確的反映所測(cè)混凝土的真實(shí)強(qiáng)度。