回彈法檢測混凝土抗壓強度的可靠性探討

混凝土檢測是檢查混凝土結構與承載能力的重要手段，在檢測技術的發(fā)展下，建筑混凝土強度檢測技術已經(jīng)逐漸發(fā)展成熟，該種技術主要包括非破損檢測法與局部破損檢測法兩種類型，混凝土表面硬度與混凝土強度有著密切的關系，回彈法是一種常見檢測手段，該種檢測方式有著精度高、儀器靈活、輕便的優(yōu)勢，已經(jīng)在建筑混凝土的檢測中得到了廣泛的推廣，取得了良好的成效。但是，許多工程技術人員發(fā)現(xiàn)回彈法對于高強度混凝土，以及大摻量或雙摻泵送高性能混凝土的回彈檢測值偏低，于是紛紛對回彈法檢測混凝土抗壓強度的可靠性提出了質疑，比如清華大學廉慧珍教授在《混凝土》雜志發(fā)表《質疑“回彈法檢測混凝土抗壓強度”》一文，對回彈法的檢測原理、碳化對混凝土強度的影響，以及單摻、雙摻混凝土的檢測準確性等問題提出了質疑。筆者認為回彈法對于檢測混凝土的抗壓強度是準確可靠的。

1 回彈法檢測混凝土抗壓強度的質疑與討論

1.1 混凝土表面硬度與強度的關系

混凝土的表面硬度是指混凝土抵抗外來機械作用力侵入的能力，通常用靜壓法和回彈法進行檢測，對于混凝土表面硬度的測定多采用回彈法，依據(jù)肖氏硬度原理，即用一彈簧驅動彈擊錘并通過彈擊桿彈擊混凝土試件表面，通過測定彈擊錘回彈距離計算試件在沖擊過程中產生的應變能，繼而確定混凝土試件的表面硬度。混凝土強度是指混凝土在外力作用下抵抗破壞的能力，是混凝土的整體表現(xiàn)。混凝土的強度來源有這三方面:(1)水泥石強度;(2)水泥石與骨料之間的粘結強度;(3)骨料強度。混凝土的強度不同，這三方面的影響也有不同，普通混凝土的強度主要取決于水泥石的強度和骨料的強度，水泥石與骨料之間的粘結強度往往是普通混凝土中最為薄弱的環(huán)節(jié);而高強度混凝土并不完全取決于水泥石的強度和骨料的強度，水泥石與骨料之間的粘結強度對其強度也是有著積極的影響作用。混凝土表面硬度一般和骨料與水泥石的粘結力以及混凝土內部性能關系不太明顯，主要與水泥石的強度有關，骨料的硬度也取了一定的作用，只是不同的漿骨比會使得骨料表面砂漿的包裹層厚度不同，對其表面硬度的作用也就有所不同。雖然表面硬度與強度是兩個不同的概念，但是兩者之間卻存在著相關性，特別是對于金屬這種各向同性的彈性材料，其相關性就非常明顯;雖然混凝土是由砂漿、骨料等材料組成的各向異性非均質材料，但是混凝土強度是混凝土的整體宏觀表現(xiàn)，多年的實踐檢測還是發(fā)現(xiàn)，雖然混凝土的表面硬度離散性很大，但是回彈值越大其抗壓強度越高，回彈值和強度是有一定的關系，

1.2 大摻量或雙摻泵送混凝土的回彈值偏低問題

目前隨著科學技術的進步，建筑混凝土施工技術也取得了較快發(fā)展，混凝土泵送技術在建筑工程施工中得到了廣泛應用。泵送混凝土除了砂率大、粗集料少、粒徑小等特點外，還摻加了粉煤灰、礦粉等材料，提高了混凝土的流動性能、坍落度，也對其的早期強度有所影響。回彈檢測時常出現(xiàn)回彈值偏低的現(xiàn)象。由于該類混凝土與其他混凝土的上述區(qū)別特性，使得這類混凝土砂漿量增多，骨料砂漿包裹層較厚，因此使用回彈儀對其進行強度檢測時，由于測定的是表面的回彈值，因此常會出現(xiàn)回彈值偏低的情況，但這并不表明混凝土的抗壓強度就一定也低。此外，需進行碳化值修正回彈值，而影響混凝土碳化的因素有很多，如:環(huán)境因素、原材料因素、施工操作因素等。具體有:(1)水泥品種及摻合料的摻量。水泥品種是影響混凝土碳化的主要因素。礦渣水泥和粉煤灰水泥中的摻合料含有活性氧化硅和活性氧化鋁，它們和氫氧化鈣結合形成具有膠凝性的活性物質，降低了堿度，因而加速了混凝土表面形成碳酸鈣的過程，因而碳化速度較快。普通水泥碳化速度慢。(2)粗、細骨料，細骨料及粉料過多，則碳化速度加快;(3)水灰比。水灰比小的混凝土由于水泥漿的組織密實，透氣性小，碳化速度較慢。(4)外加劑。(5)澆筑和養(yǎng)護質量。混凝土澆筑時，振搗不密實、養(yǎng)護方法不當、養(yǎng)護時間不足會造成混凝土內部毛細孔道粗大，使水、空氣、侵蝕性化學物質進入混凝土內部，加速混凝土的碳化和鋼筋腐蝕。而大摻量或雙摻泵送混凝土的施工振搗不到位、養(yǎng)護不當、養(yǎng)護時間偏短，更易造成混凝土表面的碳化加深，混凝土強度換算的折減值增大。其實在筆者多次的檢測中進行取芯驗證發(fā)現(xiàn)，很難推導出碳化層的硬度、厚度大小與混凝土強度的關系。目前，我國有些地區(qū)加強了對大摻量或雙摻泵送混凝土的試驗研究，比如山東、廣東等地區(qū)根據(jù)當?shù)貧夂驐l件以及原材料、配合比、養(yǎng)護條件、不同生產工藝等條件下繪制了大摻量或雙摻泵送混凝土的專用測強曲線，有效解釋了當?shù)卮髶搅炕螂p摻泵送混凝土的回彈值偏低的問題，并為其強度的推算和測定提供了有效依據(jù)。

1.3 高強度混凝土回彈值偏低問題

高強度混凝土是指抗壓強度達到或超過60MPa的混凝土。高強混凝土以其抗壓強度高、抗變形能力強、密度大、孔隙率低的優(yōu)越性，在高層建筑結構、大跨度橋梁結構以及某些特種結構中得到廣泛的應用。但是對高強度混凝土以及一些強度為C40及以上普通混凝土的回彈檢測時發(fā)現(xiàn)，其回彈值也常有偏低現(xiàn)象。這類混凝土為改善其和易性，更易于施工，往往摻加了引氣型外加劑、粉煤灰等礦物質摻合料，且其水膠比小，所以骨料用量少，而水泥漿料卻較多，由于混凝土的強度機理和表面硬度機理的不同，致使這類混凝土的回彈檢測時常出現(xiàn)回彈值偏低的情形。高強度混凝土的抗壓強度使用回彈法進行檢測時需要依據(jù)《回彈法檢測混凝土抗壓強度技術規(guī)程》，選擇合適的高強度混凝土測強曲線進行判斷。

2 回彈法檢測混凝土抗壓強度的可靠性論證

在筆者多年的混凝土公司試驗室、施工單位試驗室、施工現(xiàn)場試驗室的工作中，對回彈檢測出現(xiàn)異常值進行取芯驗證發(fā)現(xiàn)，有因混凝土本身強度偏低導致回彈值偏低，也有檢測人員不規(guī)范操作造成回彈值異常的情況;通常情況下，混凝土強度低其回彈值肯定是低，回彈值高其強度肯定高，只在對大摻量或雙摻泵送混凝土、強度為C40及以上的混凝土的回彈時偶有出現(xiàn)回彈值偏低而自身的強度是符合的情形。因此回彈法對于檢測混凝土抗壓強度是可靠的。但是由于回彈法試驗過程要受到多方面因素的影響，對于檢測過程中出現(xiàn)回彈值偏低現(xiàn)象需因情而異分析處理。首先分析是否是操作和推算上的問題:是，就需重新規(guī)范的檢測和推算;不是卻又找不出其他偏差原因時，就需進行取芯修正。因此為了進一步提高檢測結果的科學性和合理性，還需要工程檢測人員加強自身的職業(yè)道德素養(yǎng)，提高業(yè)務能力;做好檢測試樣的檢查及檢測條件的判定，注意回彈法檢測的適用條件;加強回彈儀等檢測儀器的定時養(yǎng)護與率定，回彈儀的質量和測試性能直接影響到測試值的準確性;規(guī)范試驗操作過程，回彈值的精確度也取決于操作人員用力是否合適和均勻，是否垂直于結構或構件的表面;正確選擇測區(qū)保證測試面符合相關要求，規(guī)范碳化深度的測量，并做好混凝土回彈值的修正等方面工作。

3 結束語

回彈法檢測混凝土抗壓強度在我國應用已經(jīng)40余年，經(jīng)過廣大學者、工程技術人員的努力，針對不同地區(qū)、原材料、配合比、養(yǎng)護條件，以及不同生產工藝條件下的混凝土開展的多方面的研究工作和檢驗，證明了回彈法以其使用簡便、快速測定等特點，在我國工程質量控制、工程質量檢測中和其它檢測方法一樣，都有它的適應范圍和使用條件，有一定的可靠性和準確性。回彈值對推斷混凝土的勻質性也有一定的意義，而用于評定混凝土的抗壓強度還是有一定的缺陷，故大家在推廣回彈法在檢測混凝土抗壓強度中的應用中還需繼續(xù)不斷的提高和完善。

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