淺談回彈法推定抗壓強度誤差的影響因素

沈明煒

中鐵城市發展投資集團有限公司 四川 成都 610000

正文：

引言

回彈法是工程實體結構混凝土強度檢測中應用最廣泛的一種無損檢測方法，該方法具有操作簡便，測試迅速，檢測費用低廉，且不會破壞混凝土構件的優點。回彈測量是在混凝土表面進行，是通過表面硬度和碳化深度，應用測強曲線推定抗壓強度的一種方法。回彈法在工程檢測中迅速推廣的同時，也出現對檢測結果的一些質疑聲，存在實體結構回彈檢測強度低于同條件試件或芯樣抗壓強度的現象，且相對誤差較大。

JGJ/T 23-2011《回彈法檢測混凝土抗壓強度技術規程》對回彈法檢測的精確度已有明確的說明，指出使用統一測強曲線推定抗壓強度時存在±15.0%以內的平均相對誤差。在工程實際回彈檢測時，由于結構混凝土表面質量狀況不佳，或結構所處環境、養護及齡期的差異，可能出現更高的誤差率。通常，在出現回彈推定的抗壓強度小于混凝土結構的設計強度時，需要采取鉆芯法或同條件試件再做校核檢測，最后才能下定結論。

對此，采用標準試件的對比檢測試驗，對回彈法推定抗壓強度偏差的存在進行了論證，分析了偏差出現的規律及其影響因素，供檢測人員參考。

1 回彈推定強度的偏差試驗

1.1 試驗原材料

試驗所用原材料均與企業生產用料保持一致。水泥采用四川峨勝水泥有限公司生產的P.O42.5級普通硅酸鹽水泥，石膏摻量5.5%，粉煤灰摻量6%，石灰石摻量6%。粉煤灰為成都熱電廠的F類II級粉煤灰,細度21%，需水量比98%，燒失量4.8%。特細砂產自岷江，細度模數1.0，含泥量1.0%。機制砂和碎石均為汶川石料廠生產，機制砂壓碎指標19%，細度模數3.4，MB值1.0，石粉含量8%。碎石采用二級配，5-16mm和20-31.5mm級，碎石壓碎指標9.5%，含泥量0.5%，泥塊含量0。外加劑為北京中安遠大外加劑有限公司生產的聚羧酸系高效減水劑,固含量11%，摻量2%時砂漿減水率為24.5%。

1.2 試驗原理及方法

試驗依據GB/T 50081-2002《普通混凝土力學性能試驗方法標準》進行標準試件的制作和立方體抗壓強度試驗，依據JGJ/T 23-2011《回彈法檢測混凝土抗壓強度技術規程》對標準試件進行回彈法檢測。試驗采用本企業所生產的各類泵送混凝土制作標準試件，置于標準養護室養護。通過對不同齡期的標準試件進行回彈法檢測和立方體抗壓強度檢測，分析立方體抗壓強度與回彈推定強度是否存在偏差，計算偏差率，并對偏差的規律及影響因素進行分析。

試驗采用新試模進行試件制作，尺寸為150mm×150mm×150mm的立方體。混凝土入模坍落度控制在160～200mm，采用Φ25mm的插入式振搗棒振實。試件在室內20±5℃的環境下靜置24小時后拆模，進入標準養護室養護。養護室溫度控制在20±2℃，濕度控制在95%以上。

試件的立方體抗壓強度使用TSY-2000型電液壓力試驗機進行檢測，并采用樂陵ZC3-A型回彈儀對試件同時進行回彈法測量。檢測時，擦凈試塊表面，以澆筑側面的兩個相對面置于壓力機的上下承壓板之間，加壓60～100KN(低強度試件取低值)，在試塊的兩個側面上分別弾擊8個點。從每個試件的16個回彈值中剔除3個最大值和3個最小值，以余下的10個回彈值的平均值作為該塊試件的平均回彈值。回彈彈擊完后將試件加荷直至破壞，計算試件的立方體抗壓強度值。對已破壞的試件進行碳化深度測量，采用濃度為1%～2%的酚酞酒精溶液噴滴于破損部位，當已碳化與未碳化的混凝土交界線清晰時用碳化深度測量儀測量交界面的垂直距離，測量3個點取平均值。立方體抗壓強度值fcu、平均回彈值Rm及平均碳化深度值dm再取3個試件的平均值。回彈法推定抗壓強度值fccu采用統一測強曲線方程f=0.034488R1.940010（-0.0173dm）計算，

10～60MPa的推定值可通過查表取值。

1.3 試驗結果

標準養護狀態的試件檢測前需室外放置4小時以上，確保達到干燥狀態。對試件分別進行7、28、90、360d齡期的立方體抗壓強度檢測和回彈法檢測。并依據統一測強曲線的推定強度計算出回彈偏差率C

公式：C=100%*（ fccu- fcu）/ fcu

立方體抗壓強度值fcu/MPa、平均回彈值Rm/MPa、平均碳化深度值dm/mm、推定抗壓強度值fccu/MPa、回彈偏差率C/%，對應的試驗數據見表1和表2。

表1 回彈檢測試驗數據

表2 回彈推定偏差率計算表

2 回彈推定偏差分析

根據表1、表2的試驗數據表明，回彈法推定的抗壓強度與立方體抗壓強度存在一定偏差，偏差的大小受配合比、齡期、碳化深度的影響，且呈一定規律發展。

2.1 配合比對偏差率的影響

配合比不同，回彈推定偏差率不同，且偏差率隨齡期發展的趨勢也不同。配合比設計的水泥用量越高，或砂率越低，混凝土表面的密實度就越高，表面質量越好強度越高，早期回彈偏差率就越小。

2.2 齡期對偏差率的影響

隨著齡期的增長，回彈推定的偏差率呈逐漸增大的趨勢，長齡期的混凝土甚至超越±15.0%的最大推定誤差。不同等級混凝土的最佳回彈齡期是不同的，且受到養護環境的影響。

2.3 表面質量對偏差率的影響

回彈推定強度多小于實際立方體抗壓強度，即回彈偏差率多為負值，且齡期越長出現負值的可能性越大，該現象在實體結構中表現的更為明顯。由于混凝土表面受到環境、振搗或外力的直接影響，容易出現裂縫、氣泡和碳化等侵蝕，導致表面混凝土的硬度受損，加大回彈值偏低的可能。

3 結論

我國地域遼闊，資源分布及氣候環境差異較大，混凝土配合比設計更是以企業為單位各不相同。混凝土中的原材料組成，化學成分及含量，齡期及強度設計都存在較大的差異。實際混凝土結構的表面質量在施工過程中很難得到足夠的重視，表面質量受到模板、振搗及養護等工藝的影響，尤其是養護環節的忽視，容易導致較短齡期內出現較大的碳化深度。且構件檢測的隨機性較大，很難做到在最佳回彈齡期內進行檢測。加上統一測強曲線本身存在的±15.0%的推定偏差。都決定了現場回彈檢測的偏差要高于統一測強曲線制定過程中的偏差率。