混凝土抗壓強(qiáng)度檢測(cè)中回彈法的應(yīng)用探討

譚海蛟

中國水利水電第四工程局有限公司 青海 西寧 810007

引言

水泥混凝土施工作為公路工程中一項(xiàng)重要內(nèi)容，水泥混凝土的質(zhì)量關(guān)系到公路主體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性、安全性。在實(shí)際的公路工程施工建設(shè)中，由于不同的公路在施工標(biāo)準(zhǔn)方面有不同的標(biāo)準(zhǔn)，不同的公路施工對(duì)水泥混凝土強(qiáng)度要求的等級(jí)有差異性。在公路建設(shè)的過程中，水泥混凝土主要作為承載作用使用。因此，在公路工程開展中做好水泥混凝土強(qiáng)度檢測(cè)工作較為重要。

1 回彈法概述

隨著技術(shù)的不斷發(fā)展研發(fā)出了回彈儀，回彈的研發(fā)伴隨著許多測(cè)量方法的出現(xiàn)，其中回彈法的應(yīng)用范圍相對(duì)來說比較廣泛。回彈法的原理是通過彈簧驅(qū)動(dòng)鋼錘，其中產(chǎn)生的推動(dòng)力桿撞擊混凝土表層后進(jìn)行反彈，最大反彈距離與彈簧初始長度之比為回彈值。通過測(cè)定反彈值推定混凝土強(qiáng)度，傳力桿與回彈距離反映混凝土彈塑性，通過相關(guān)因素修正可從中檢測(cè)出回彈距離與強(qiáng)度之間的聯(lián)系，回彈距離在一定程度上反推動(dòng)了混凝土的強(qiáng)度。在我國當(dāng)前混凝土質(zhì)量檢測(cè)中，大多數(shù)應(yīng)用的回彈儀為直讀型和數(shù)顯型。選擇某回彈儀判定是否合格標(biāo)準(zhǔn)為是否有出廠合格證書，通過國家授權(quán)計(jì)量檢定單位出具檢定合格證書[1]。（如下圖1所示）

圖1 回彈示意圖

2 水泥混凝土強(qiáng)度檢測(cè)方法

2.1 超聲回彈綜合法

該法的應(yīng)用原理是有機(jī)結(jié)合回彈法與超聲波法，將兩種技術(shù)方法的優(yōu)越性充分發(fā)揮出來，缺點(diǎn)互補(bǔ)，等同于檢測(cè)混凝土構(gòu)件內(nèi)超聲波的聲速值（V），并利用回彈法檢測(cè)回彈值（R），參照 V、R去估算混凝土強(qiáng)度（fcu）。在現(xiàn)實(shí)工程項(xiàng)目中，可以在混凝土的同個(gè)區(qū)域檢測(cè)聲時(shí)值與回彈值，而后參照前期建立起來的fcu -V-R關(guān)系式去預(yù)測(cè)推算混凝土構(gòu)件的強(qiáng)度，還能更為整體的呈現(xiàn)出混凝土構(gòu)件的抗壓能力。

2.2 無損檢測(cè)

在水泥混凝土強(qiáng)度檢測(cè)中，無損檢測(cè)屬于較為常用的一種方法，這種檢測(cè)方法可以被稱為非破壞性檢測(cè)法，將無損檢測(cè)法應(yīng)用到水泥混凝土強(qiáng)度檢測(cè)工作中，不會(huì)對(duì)需要檢測(cè)的混凝土路面產(chǎn)生破壞影響，且這種方法具備操作簡(jiǎn)便的優(yōu)點(diǎn)，所測(cè)量的結(jié)果具備較高的精確度，對(duì)于后續(xù)道路工程施工，該技術(shù)為其提供更多可靠的參考數(shù)據(jù)。無損檢測(cè)方法檢測(cè)的主要內(nèi)容有水泥混凝土耐久性、水泥混凝土受力。應(yīng)用無損檢測(cè)技術(shù)可以在整體上對(duì)現(xiàn)有的混凝土強(qiáng)度進(jìn)行合理檢測(cè)，以此對(duì)混凝土施工的質(zhì)量進(jìn)行分析、判斷。

2.3 頻譜分析方法

頻譜分析方法也叫瑞雷面波法，使用頻譜分析法對(duì)水泥混凝土強(qiáng)度進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，主要原理是對(duì)一些介質(zhì)內(nèi)的波進(jìn)行分析，將波的傳播過程作為強(qiáng)度檢測(cè)的參考，根據(jù)波在其中具體的傳播形式進(jìn)一步判斷其強(qiáng)度。利用這種方法對(duì)混凝土強(qiáng)度進(jìn)行分析的理論基礎(chǔ)，主要是利用到波動(dòng)理論知識(shí)，準(zhǔn)確計(jì)算該部分道路水泥混凝土實(shí)際結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。通過回歸方程計(jì)算相關(guān)的系數(shù)，測(cè)出實(shí)際的混凝土強(qiáng)度。在實(shí)際的檢測(cè)時(shí)，不需要取樣便可以分析混凝土的強(qiáng)度，對(duì)檢測(cè)路面施加數(shù)值大小不同的力即可，可以得出在不同的頻率條件下瑞雷面波詳細(xì)數(shù)值，根據(jù)數(shù)值分析傳播頻率能判斷檢測(cè)區(qū)域路面的具體強(qiáng)度，增加了計(jì)算的正確性，提高了計(jì)算的效率，對(duì)混凝土強(qiáng)度測(cè)算有重要應(yīng)用[2]。

2.4 鉆芯法的相關(guān)技術(shù)要求

每個(gè)構(gòu)件的鉆芯數(shù)量應(yīng)該根據(jù)構(gòu)件的體積決定，一般構(gòu)件結(jié)構(gòu)小，可選擇不少于 2 個(gè)鉆芯樣本。在鉆芯期間，用水對(duì)鉆頭進(jìn)行冷卻，在排除周圍混凝土屑之后，將出水口溫度控制在35～40℃；芯樣直徑應(yīng)不小于骨料最大粒徑的 2～3 倍；取芯后留下的孔洞，可選擇微膨脹水泥或者樹脂類材料等修復(fù)，使取樣位置的混凝土強(qiáng)度與整體結(jié)構(gòu)相比具有更高的等級(jí)；鉆芯法的芯樣應(yīng)參照垂直度以及平整度等要求，若發(fā)現(xiàn)混凝土樣本不滿足預(yù)期標(biāo)準(zhǔn)，則需要對(duì)芯樣進(jìn)行加工，保證使芯樣與補(bǔ)平層之間能夠良好地結(jié)合。

2.5 超聲脈沖法

超聲波在傳播過程中需要有介質(zhì)的參數(shù)，但是不同介質(zhì)對(duì)超聲波形成的影響有差別，會(huì)因介質(zhì)而引起折射或反射現(xiàn)象，進(jìn)而影響超聲波傳播的速度與波形。超聲波傳播速度和混凝土強(qiáng)度之間存在一定相關(guān)性，為使超聲波加速傳播，可以通過增強(qiáng)混凝土強(qiáng)度的方法去實(shí)現(xiàn)。故而，在實(shí)踐中，檢測(cè)人員可以通過檢測(cè)超聲波的傳播速度，從而測(cè)求出混凝土構(gòu)件的強(qiáng)度值。為使混凝土強(qiáng)度檢出值的科學(xué)性有所保障，推薦超聲脈沖法檢測(cè)階段將傳播頻率控制在20KHz～500KHz之間。

3 鉆芯法修正回彈法檢測(cè)在混凝土檢測(cè)中的應(yīng)用

鉆芯法修正回彈法把鉆芯法和回彈法結(jié)合使用，相互校核驗(yàn)證，提高檢測(cè)精度，具有實(shí)際意義。鉆芯修正回彈法檢測(cè)步驟為根據(jù)回彈法要求檢測(cè)計(jì)算構(gòu)件測(cè)區(qū)換算后混凝土強(qiáng)度值，記錄鉆芯有代表性的位置試件最小受力點(diǎn)強(qiáng)度值。選取經(jīng)回彈檢測(cè)構(gòu)件在對(duì)應(yīng)范圍按取樣要求鉆芯，推算芯樣樣本強(qiáng)度值?！般@芯修正回彈法”是利用芯樣抗壓試驗(yàn)從而得出混凝土的抗壓強(qiáng)度，從而進(jìn)一步檢測(cè)出混凝土的內(nèi)部質(zhì)量，利用回彈法換算強(qiáng)度判定混凝土的勻質(zhì)性，從而能夠更加有效地展示出混凝土的質(zhì)量，為了提高混凝土強(qiáng)度檢測(cè)的準(zhǔn)確性和可靠性，是一種非常普遍且實(shí)用的檢測(cè)方法之一。應(yīng)用“鉆芯修正回彈法”檢測(cè)結(jié)構(gòu)或構(gòu)件混凝土強(qiáng)度的情況概括為以下三個(gè)方面：①對(duì)使用回彈法檢測(cè)得到的測(cè)區(qū)混凝土強(qiáng)度換算值有懷疑時(shí)；②使用回彈法檢測(cè)得到的測(cè)區(qū)混凝土強(qiáng)度換算值中有超出規(guī)范規(guī)定的范圍；③結(jié)構(gòu)或構(gòu)件混凝土的齡期超過1000d時(shí)[3]。

4 提升混凝土強(qiáng)度現(xiàn)場(chǎng)施工檢測(cè)技術(shù)的策略

4.1 科學(xué)使用多種檢測(cè)技術(shù)

對(duì)檢測(cè)建筑混凝土強(qiáng)度值的各種技術(shù)方法進(jìn)行分析，盡管其在檢測(cè)技術(shù)、操作方法及流程上存在一定不同，但不能否認(rèn)的是其在某些方面存在著一定互通性。故而，在檢測(cè)混凝土強(qiáng)度時(shí)，不應(yīng)僅局限在使用單一技術(shù)方法，工作人員還需以辯證思維看待不同技術(shù)的優(yōu)弊端，基于優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)實(shí)現(xiàn)預(yù)期的檢測(cè)目標(biāo)。

4.2 分批檢測(cè)施工現(xiàn)場(chǎng)混凝土強(qiáng)度

基于現(xiàn)代建筑混凝土工程施工階段廣泛應(yīng)用泵送混凝土的方法進(jìn)行，在配合比、原料投用及振搗控制力度等指標(biāo)一致的工況下，混凝土工程的養(yǎng)護(hù)成為影響其強(qiáng)度指標(biāo)的主要因素。故而，現(xiàn)行檢測(cè)測(cè)評(píng)標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)明確要求，針對(duì)一個(gè)驗(yàn)收批次的混凝土，一定要由強(qiáng)度級(jí)別、齡期、生產(chǎn)工藝條件、配合比等同的混凝土構(gòu)成。混凝土構(gòu)件澆筑、養(yǎng)護(hù)氣候條件存在差異時(shí)，很可能引起混凝土的離散性偏大。若僅將其視為一個(gè)整體去測(cè)評(píng)，則很可能造成混凝土工程建設(shè)質(zhì)量不符合設(shè)計(jì)要求。所以，一定要把有共同檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)的混凝土項(xiàng)目規(guī)劃為一個(gè)類別，而后基于相關(guān)檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)與方法分別進(jìn)行檢測(cè)，比較實(shí)測(cè)結(jié)果和相應(yīng)的檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)?；诜峙螜z測(cè)與評(píng)價(jià)，能使檢測(cè)結(jié)果的精確度有所保障，為混凝土工程現(xiàn)場(chǎng)施工提供一個(gè)全面、精確的反饋信息[4]。

5 結(jié)束語

鉆芯法和回彈法是檢測(cè)混凝土強(qiáng)度常用方法，回彈法檢測(cè)具有對(duì)結(jié)構(gòu)非破損，測(cè)試快速優(yōu)點(diǎn)，但混凝土表面質(zhì)量與內(nèi)部差異較大測(cè)試結(jié)果差異大。鉆芯法從工程實(shí)體鉆取芯樣進(jìn)行強(qiáng)度試驗(yàn)，是可靠的方法，但對(duì)工程實(shí)體造成局部破壞，對(duì)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生破壞作用。