回彈法檢測混凝土強度的準確性研究

黃安元 江蘇華寧工程咨詢有限公司

1 前言

混凝土結構中至關重要的評價指標是混凝土的強度。其試驗法、回彈法、鉆芯法是混凝土強度經常用到的檢驗方法。把邊長制作成150mm 新拌混凝土的立方體試件，將其養護到指定的齡期，再利用壓力試驗機進行強度測試，這種檢測方法叫做立方體抗壓強度檢測。這種檢測方式結果準確，數據可視化，可作為控制混凝土結構物強度的有力方式，也是其重要的評價方法，是仲裁測驗與竣工驗收的有力憑證。

將硬化后混凝土結構物強度進行檢驗的這種方法稱為鉆芯法，此類試驗是把圓柱體芯樣在混凝土結構物上鉆取下來，通過篩選加工處理之后，將其放到壓力試驗機上做抗壓測試。這種方式能夠對混凝土的強度進行精確的評判，可這種檢測方式的芯樣必須要在結構物上進行鉆取，這將破壞了混凝土結構物的原生態，導致一定程度的損壞，因此，很少應用到工程使用中。

回彈法試驗方式屬于無損檢測，其測試前提是以不損壞混凝土結構物為基礎，再迅速對硬化后混凝土結構物的強度進行評判，回彈法具有很多優點，包括：方便攜帶且操作起來簡便、靈活，還可廣泛應用等等，在我國工程質量驗收評定中最多見到的就是回彈法。混凝土利用回彈法檢測后得到的數據只可用來參考，不可用來評判混凝土的合格標準，至于測驗結果的精確度還需要進一步研究。

2 回彈儀的工作原理

回彈儀是在重錘中利用彈簧對其進行加力，當彈簧松開時，沖擊桿會產生一種恒定的力量并向測試表面發出撞擊。在重錘被撞擊產生回彈的那一刻，滑塊的回彈將會到達最高點，還需要利用標尺記錄出重錘反彈的間距。將反彈間距和彈簧原長度之比稱為回彈值，把回彈值作為與強度相關的指標，來推斷混凝土強度。

在混凝土的骨架結構中鋪滿鋼筋與石子，當鋼筋或石子正好出現在測點下時，回彈儀中所表現出來的彈擊桿回彈大，測定值也偏大。相反測定值偏小時的情況下，水泥砂漿正好在測點下方。就算使用鋼筋定位儀也只能成功擺脫鋼筋的位置，對石子的位置依然沒能避開。而且，混凝土會受到很多外在因素的影響，例如：溫濕度影響，其硬度也會受到相應的影響，發生一定程度的變化，測量結果具有很多不穩定性。

3 回彈法測定混凝土強度準確性研究

在某預制橋梁現場，把不同的10 片T 梁依次放在（7d、28d）齡期下進行回彈，將其一同與梁體在相同的條件下進行抗壓強度的測試，其養護的邊長是（150mm）的標準立方體試件，以此去檢驗利用回彈法檢測的結構物中混凝土強度的穩定性。

3.1 對比試驗

編號1-10 的是T 型梁體，橋梁長度大約是30m，梁高為2m，混凝土強度設置為C50。回彈儀的彈擊方位都成水平方向，當混凝土齡期是7d時，不需要思考碳化深度的因素; 當混凝土齡期是28d，則需要對碳化深度進行分析，其帶來的影響。表1可見7d和28d齡期強度試驗結果。

3.2 結果分析

試件在養護條件相同的情況下，所表現出來的強度，無論齡期是28d還是7d，養護條件相同的混凝土試件抗壓強度都高于混凝土結構在回彈法檢測下的強度值，當齡期為28d 時，結構物由回彈法測定的強度值甚至不符合相關規定，結果顯示不合格。

分析表2 數據，立方體試件與混凝土養護條件下，后者用回彈法檢測的強度值與前者相比，誤差的最小值和最大值分別是：9.4%和31.3%。對于真實的梁體強度值產生了質疑，由于6號和8號在28d齡期時，測試結果為較低的回彈強度值，因此對其進行鉆芯取樣，對樣體進行抗壓強度試驗，表3 記錄試驗結果。

梁體的強度值在樣芯進行強度試驗時均能滿足設計要求，顯示為合格。多重因素的影響都會造成在回彈法測定下的混凝土強度值不準確。測試儀器方面，回彈儀的保養應該嚴格按照保養說明執行，在達到2000彈擊次數時，應及時對其進行保養。回彈儀的保養過程繁瑣復雜，需要進行拆卸，因此很多工作人員在實際工作中為了方便，不會對回彈儀進行定期保養，從而造成儀器數據失真。回彈儀彈擊桿應該定期更換，在進行測試時，混凝土結構物被彈擊桿端部頻繁擊打，進而導致彈擊桿端部變得扁平，造成儀器數據失真。測試人員方面，大多數測試人員測試過程操作儀器時，往往都會使測試面與彈擊桿之間的角度傾斜，不能準確垂直，通常這種情況是不可避免的，進而導致測試結果失真。混凝土結構方面，測試區表面應該保持平整清潔并且是混凝土原漿面。如果測試人員沒有用砂紙將存余的浮漿清理干凈時，測試強度結果會低于真實值。此外，測試結果也會受外界溫度、濕度影響，造成結果失真。江河湖海以及其他濕度較大的地區使用回彈儀測量混凝土結構物強度時，測試結果往往低于真實值。

表1 混凝土強度對比試驗結果（MPa）

表2 梁體在不同齡期時回彈強度和同養試件強度的誤差值

表3 芯樣強度試驗結果

4 結論

結構物的真實強度往往會高于利用回彈法檢測后得出的混凝土結構物強度，所以誤判的情況經常出現在工程中，往往不合格的產品中會出現實際中合格的產品，同時可能會因為設備缺少維護或者操作人員操作不當造成結果失真。在本次試驗中，混凝土強度在回彈法的檢測下得出的值，參考價值已經微乎其微了，因此在驗收工程質量時，相關單位和檢測機構在評判混凝土結構物強度時，不能將回彈法檢測后強度是否合格作為唯一的評判標準。如果混凝土的強度結構不得不用回彈儀測定時，應該采用標準試件在同一條件養護、同一芯樣強度的條件下，校準后再投入使用，保證測試結果與真實結果相近，避免出現誤差。對操作人員進行定期培訓，減少因為操作產生的誤差，盡量提高回彈法混凝土強度測試結果對實際工作中的參考價值。