鉆芯回彈綜合法現(xiàn)場檢測混凝土強度探討

董自兵

（新疆公路工程監(jiān)理中心有限責任公司，新疆 烏魯木齊 830000）

一、引言

采用回彈法檢測路面混凝土結(jié)構(gòu)強度具有簡潔、快捷、無損等優(yōu)勢，但回彈法主要根據(jù)構(gòu)件混凝土實際回彈值推算混凝土強度，對于混凝土內(nèi)部質(zhì)量和表觀質(zhì)量存在差異的情況則無法保證測量結(jié)果精度。當前公路工程中預拌混凝土應用日益廣泛，該類混凝土因摻加粉煤灰和外加劑，回彈值變化較大，進而引起回彈法強度測量結(jié)果存在較大誤差。鉆芯法直接從路面結(jié)構(gòu)中鉆孔取芯，無需強度換算，檢測過程更為直觀可靠，但是鉆孔取芯檢測技術為有損檢測，會造成路面結(jié)構(gòu)局部性破壞，使用范圍受到較大限制。鉆芯法和回彈法的結(jié)合既能體現(xiàn)混凝土的彈塑性，也能綜合反映混凝土表層狀態(tài)和內(nèi)部結(jié)構(gòu)，還能開展混凝土結(jié)構(gòu)抗壓強度的準確判定。混凝土結(jié)構(gòu)質(zhì)量由結(jié)構(gòu)強度和均質(zhì)性共同體現(xiàn)，而鉆芯回彈綜合法能根據(jù)芯樣強度推定混凝土結(jié)構(gòu)強度，并通過回彈強度判斷混凝土結(jié)構(gòu)均質(zhì)性，全面反映混凝土施工質(zhì)量。

二、工程概況

某道路改擴建工程為城市一級干道，改擴建后按雙向四車道標準設計，路面混凝土設計抗彎拉強度5.2MPa。施工單位所提供的試驗材料和工程路面用混凝土材料完全一致，包括P.O42.5普通硅酸鹽水泥，細度模數(shù)2.6的優(yōu)質(zhì)河砂，5mm～31.5mm連續(xù)級配碎石料。如表1所示配合比方案制作長550mm、寬150mm、高150mm混凝土試件，每種配合比均制備6個試件，按照設計要求養(yǎng)護?；炷敛牧纤涠瓤刂圃?0mm～50mm。

表1 試驗配合比設計方案

三、路面混凝土強度檢測

（一）檢測步驟

通過鉆芯法檢測路面混凝土內(nèi)部質(zhì)量，同時通過回彈法檢測混凝土均質(zhì)性，兩種技術有效結(jié)合，能增強檢測結(jié)果的準確性。鉆芯回彈檢測步驟如下：

步驟二：挑選回彈檢測過的6個～8個試件，在對應區(qū)域按照鉆芯試驗規(guī)程要求鉆孔取芯，并通過試驗確定出芯樣強度；如果檢測試件數(shù)量超出40，則應適當增大鉆孔取芯數(shù)量，通常情況下鉆芯數(shù)應控制在試件總數(shù)的20%；

步驟三：按下式計算綜合修正系數(shù)η，其中n為鉆孔取芯試件數(shù)：

步驟四：開展各構(gòu)件不同測區(qū)混凝土強度換算結(jié)果的修正，公式如下：，結(jié)合《回彈法檢測混凝土抗壓強度技術規(guī)程》（JGJ/T23-2001）相關要求，將修正后的混凝土強度換算結(jié)果轉(zhuǎn)換為混凝土結(jié)果強度推定値

（二）檢測結(jié)果

1.回彈檢測

在混凝土澆筑后28d～33d齡期內(nèi)采用回彈儀檢測回彈值，回彈測區(qū)布置好后在試驗區(qū)內(nèi)均勻設置16個測點，檢測結(jié)束后再在相同部位鉆孔取芯。

按照水泥混凝土試驗規(guī)程檢測試件抗彎拉強度。結(jié)果顯示，配合比A的6個試件平均聲速分別為3.571km/s、3.448km/s、3.332km/s、3.845km/s、3.629km/s和3.215km/s，抗彎拉強度分別為4.12MPa、3.97MPa、4.41MPa、4.22MPa、4.01MPa和3.78MPa，回彈值分別為33.2、33.1、32.5、32.8、32.1和32.8；配合比B的6個試件平均聲速分別為3.954km/s、3.785km/s、3.879km/s、3.612km/s、3.852km/s和3.945km/s，抗彎拉強度分別為4.70MPa、4.58MPa、4.63MPa、4.28MPa、4.85MPa和4.68MPa，回彈值分別為37.1、36.8、38.5、37.3、36.9和37.2；配合比C的6個試件平均聲速分別為4.016km/s、4.220km/s、3.908km/s、3.956km/s、4.105km/s和4.158 km/s，抗彎拉強度分別為5.23MPa、4.87MPa、5.03MPa、5.15MPa、5.28MPa和4.91MPa，回彈值分別為38.6、37.5、37.8、40.1、38.5和40.4；配合比D的6個試件平均聲速分別為4.258km/s、4.386km/s、4.176km/s、4.228km/s、4.417km/s和4.269 km/s，抗彎拉強度分別為5.16MPa、5.65MPa、5.49MPa、5.71MPa、5.50MPa和5.37MPa，回彈值分別為44.1、41.2、40.8、41.6、40.8和39.9。

2.抗彎拉強度關系

根據(jù)試驗結(jié)果構(gòu)建抗彎拉強度值、回彈值二元函數(shù)關系式[2]：式中：為抗彎拉強度值；a、b、c均為常數(shù)。根據(jù)《公路路基路面現(xiàn)場檢測規(guī)程》（JTG E60-2008）相關規(guī)定，混凝土結(jié)構(gòu)強度曲線相對標準誤差值，其取值應在12%以下。其中為計算抗彎拉強度值；為實測抗彎拉強度值。將試驗及實測結(jié)果代入后得到混凝土結(jié)構(gòu)強度曲線相對標準誤差值為8.2%，且回歸方程也滿足規(guī)范要求，具有較強的工程應用性。

3.路面混凝土取芯比對

在澆筑后回彈檢測處于28d～33d齡期的混凝土路面，檢測后在相同位置鉆孔取芯并數(shù)據(jù)分析。鉆芯回彈綜合法現(xiàn)場檢測強度比對結(jié)果如表2所示。

表2 鉆芯回彈綜合法現(xiàn)場檢測強度對比

（三）檢測質(zhì)量控制

在抗彎拉強度和回彈值關系公式構(gòu)建時必須使用工程原材料展開試驗，在鉆芯回彈綜合法實際應用時，還必須校準和修正試驗得到的關系公式，檢測齡期應與試件齡期保持一致，以確保檢測結(jié)果的準確性?；炷谅访鏅z測位置選擇時必須避開裂縫、蜂窩、麻面等病害部位及伸縮縫處，避免回彈檢測波速異常。

結(jié)合混凝土路面結(jié)構(gòu)特點，回彈檢測時應使回彈儀垂直向下彈擊，室內(nèi)抗彎拉試件回彈檢測也要采用相同角度；混凝土試件及路面混凝土檢測均采用平測方式。確保回彈儀在有效范圍內(nèi)檢定，且彈擊6000次后必須開展儀器檢定，使用前通過鋼砧校準。

四、結(jié)語

綜上所述，鉆孔取芯監(jiān)理檢測技術取樣后會損害路面結(jié)構(gòu)，不利于保證混凝土路面的耐久性；回彈法作為無損檢測技術手段，可設置的測區(qū)多，檢測范圍廣泛，但是該技術主要以混凝土表面彈性特征反映混凝土結(jié)構(gòu)強度，對于因混凝土碳化、干濕交替、粗骨料摻量較大等原因引起的表面質(zhì)量和內(nèi)部質(zhì)量不一致的混凝土結(jié)構(gòu)，其測試結(jié)果準確性有限；鉆芯回彈綜合法屬于無損檢測技術，檢測設備簡單，數(shù)據(jù)處理快速可靠，充分結(jié)合鉆芯法和回彈法檢測技術優(yōu)勢，克服兩種技術的弊端，實現(xiàn)優(yōu)勢互補，比單純的取芯法檢測費用低，取樣更具代表性，可在公路路面混凝土結(jié)構(gòu)強度檢測中推廣應用。