回彈法檢測混凝土強度影響因素分析

李 金，黃家奇

（廣西交通科學研究院，廣西 南寧 530007）

0 引言

隨著建筑行業的不斷發展壯大，混凝土使用量逐年增加。混凝土強度作為評定混凝土構件質量的一項重要指標，一直備受重視。經過廣大試驗檢測工作者的不斷努力、專研，回彈法測試混凝土抗壓強度作為評定混凝土強度的一項技術手段，已實現國家標準化、部分地區標準化，并得到廣泛運用。回彈法檢測混凝土強度是一種無損檢測手段，具有方便、實用等優勢，但同時具有一定的局限性。

回彈法檢測混凝土強度受外界影響較多，比如：測試環境、試驗人員操作、混凝土內部狀況等。本文主要從混凝土不同水灰比、混凝土不同含水率、構件不同約束邊界以及回彈儀不同測試角度四方面對回彈法在檢測混凝土強度時的影響進行探討和研究。本次試驗均在實驗室進行，根據實測數據對比分析各因素對檢測結構的影響，總結經驗及操作方法，以便提高現場檢測結果的準確性及科學性，同時為后來研究者提供一定的參考。

1 檢測原理

回彈儀通過彈簧驅動重錘，彈擊桿彈擊混凝土表面、得到重錘被反彈回來的距離，以回彈值（反彈距離和彈簧初始長度之比）作為與強度相關的指標來推定混凝土強度的一種方法。測試在混凝土表面上進行，屬于表面硬度的一種。回彈儀剖面示意圖見圖1。

圖1 回彈儀剖面示意圖

2 試驗情況和數據分析

制作三種水灰比0.35、0.4、0.45標準試件，共14組試件。成型試件材料采用機械拌和，按照所需量，向攪拌機內按順序加入石頭、水泥、砂，開動攪拌機，慢慢加入水。加料時間≤2min。沖刷干凈試模，在內壁涂一層礦物油脂。成型試件置于標準養護室養護。試件達到齡期將表面打磨至光潔，用同1臺回彈儀在試件表面進行回彈測試，每個面敲擊16個點，做好記錄。

試驗材料來源如下：水泥：海螺牌PC32.5；砂子：河砂（中砂）；碎石：花崗巖（5－31.5）mm；外加劑：CJHPR2高效減水劑（緩凝型）；粉煤灰：F類Ⅱ級灰。

材料用量分別如表1所示：

表1 原材料用量表

試驗依據《水運工程混凝土試驗規程》JTJ270－98、強度計算、推定依據《港口工程混凝土非破損檢測技術規范》（JTJ／T272－99）。

強度換算值計算公式：普通混凝土強度fcuR0＝0.249 7m2.016R

強度推定值計算公式：

式中，fcuRom——回彈法混凝土推定值；

t ——正態分布概率度。對于專用測強相關關系式，t＝0.5；對于通用測強相關關系式，t＝1.0；δε——剩余變異系數。對于專用測強相關關系式，δε可自行求得；對于通用測強相關關系式，δε＝0.14。

試驗數據對比結果見表2～5、圖2～5。

表2 不同水灰比對回彈法測試混凝土強度的影響數值表

圖2 不同水灰比對回彈測試強度的影響曲線圖

表3 混凝土含水情況對回彈法測試混凝土強度的影響數值表

圖3 試件含水情況對回彈測試強度的影響曲線圖

表4 構件不同約束情況對回彈法測試混凝土強度的影響數值表

圖4 構件不同結束情況對回彈測試強度的影響曲線圖

表5 構件不同測試角度對回彈法測試混凝土強度的影響數值表

圖5 不同測試角度對回彈測試強度的影響曲線圖

2.1 不同水灰比對回彈測試強度的影響

水灰比是混凝土配合比的一個重要參數。本次分3組對比試驗，試驗結果（見表2、圖2）表明：（1）水灰比為0.35的試件回彈法推定混凝土強度比水灰比為0.4的試件要高；（2）水灰比為0.4的試件回彈法推定混凝土強度比水灰比為0.45的時間要高。綜上第（1）、第（2）點：水泥含量越高，回彈法推定混凝土強度越大。試件在相同的約束條件下，三種水灰比的試件回彈法推定強度值與抗壓強度值的差值相差不大，差值均在－7.3～－13.8 MPa范圍內。綜上可知：對于不同強度等級的混凝土構件，運用回彈法測試其強度效果差異性不大。我們在進行回彈測試時，應選擇構件側面表面干燥、光潔，以提高測試結果的準確性。

2.2 試件含水情況對回彈測試強度的影響

在潮濕的環境中構件會發生細微的化學變化。大量自由水的存在導致了骨料顆粒之間、水泥晶體之間的摩擦力、粘結力會減小。這些變化導致了構件抗壓能力下降。本文針對此類情況進行3組對比試驗。試驗結果（見表3、圖3）表明：（1）同等條件下試件含水量越多，其回彈法推定混凝土強度越低；（2）不同試件，同等條件下、強度越高、回彈法推定強度值與抗壓強度值差值越大；（3）同試件，含水量越多，回彈法推定強度值與抗壓強度值差值越大。在進行回彈測試的時，應選擇表面干燥、光潔的構件，以提高測試結果的準確性。

2.3 構件不同約束情況對回彈測試強度的影響

在實際工程中會存在一些特殊形態的混凝土構件，比如：薄壁構件、懸空構件、空心構件等。為了分析在薄壁構件、懸空構件、空心構件等表面進行回彈法測試混凝土強度結果的準確性，進行對比5組對比試驗。試驗結果（見表4、圖4）表明：（1）同類水灰比試件處于固定狀態比處于水平地面狀態推定強度要高；（2）不同水灰比試件，固定狀態下，抗壓強度越大，回彈法推定混凝土強度值與抗壓強度值的差值越大；（3）不同水灰比試件，處于水平地面，抗壓強度越大，回彈法推定的混凝土強度值與抗壓強度值的差值越大。薄壁或懸空構件受到彈擊時會產生一定的振動，一部分回彈能量消耗，導致了回彈儀讀數值變小，推定強度值也跟著降低。在實際的檢測中遇到類似構件形態，在進行回彈測試的同時應在相同的部位取芯并在室內進行抗壓試驗，以便更真實地了解構件的抗壓強度值。

2.4 不同測試角度對回彈測試強度的影響

回彈儀的實際操作過程中，測試角度會發生變化。為了研究角度變化對檢測強度值的影響，制作3組試塊。試驗結果（見表5、圖5）表明：測試角度90°測試得到的推定強度值比60°測試得到的強度推定值與抗壓強度值差值要小；測試角度60°測試得到的推定強度值比30°測試與抗壓強度值差值要小。測試角度對測試結果影響很大，在實際操作的過程中，同一側區回彈儀應保持同一角度。

3 結語

混凝土強度檢測方法有很多種，其中回彈法是其中一種，具有方便簡單、快捷、實用等優勢，應用越來越廣泛。實際工程中回彈法測試混凝土強度易受到各方面的影響，導致測試的強度值與抗壓強度值存在不同程度的偏差。現場進行測試的時候，應盡可能排除能造成影響的因素，保證測試結果的準確性。

［1］李亞青，郭文虎.談水灰比對混凝土強度的影響［J］.山西建筑，2012（32）：128－130.

［2］朱永健.回彈法檢測混凝土強度影響因素及措施分析［J］.才智，2012（1）：36.

［3］JTJ 270－98，水運工程混凝土試驗規程［S］.

［4］JTJ／T272－99，港口工程混凝土非破損檢測技術規程［S］.