第十届全国建设工程无损检测技术学术会议论文 2 0 0 8 年 关于混凝土回弹法在工程无损检测运用中 的探讨 刘正健 ( 厦门市交通建设工程检测有限公司厦门) 摘要：在工程无损检测中回弹法是一种常用的检测混凝土强度的方法，但在工程实际检测中，对此方 法的应用中还存在较多争议。本文通过介绍用此方法的各个重要注意事项，来探讨怎样避免或减少用回 弹法测得的强度值和混凝土实际强度值的偏差，来论证此方法的可行性 关键字：无损检测、回弹法、混凝土强度检测 混凝土构件的强度是混凝土质量的一次重要指标，通常采取制作混凝土试块抗压的方法 来检验混凝土强度。但对于那些没有试块的单位( 如质监站验收) 或对试块有疑义时，要检 测混凝土构件强度，就要用到取芯法或混凝土回弹法( 混凝土回弹综合法) 。取芯法由于是 一种破坏性检验，且操作麻烦，不能广泛的应用到工程检测中。回弹法相对简便，无破坏性， 可用于大面积大量检测，是一种较好的方法。但用回弹法后，其回弹推算值的准确性确是一 个争论重点。所以我们在运用回弹法时，要注意以下各点影响，来提高回弹法的准确度。 1 回弹仪的影响： 日常我们率定仪器的正常与否，主要是通过回弹仪在钢砧上回弹率定，当弹击值在8 0 - 4 - 2 时。我们便认为此仪器正常。实际上这种方法有一定的局限性。它不能就代表仪器正常， 回弹值准确。 1 1 弹簧的工作长度I J o 它是指拉簧座后端沿口至弹击锤挂簧孔边缘大面间的距离。当弹击锤脱钩弹击时，弹击锤与 弹击杆两冲击面碰撞的瞬间，弹击拉簧处于自由状态，其值为6 1 5 m m 。这是机壳民尺寸所 决定的。 如果L o 6 1 5 m m ，则弹击锤冲击弹击杆的瞬间，拉簧受到挤压，从而给弹击锤一个附加的 弹簧反弹力，等于增加了回弹能量。使得回弹值偏高。 如果L o 7 5 m m 时，弹击锤与弹击杆碰撞的瞬间，拉簧因 受挤压使得回弹值偏高，但同时因为弹击锤的起跳位置小于“0 ”而使回弹值偏低，相互影 响后。显示出的回弹值略低。反之，则在影响抵消后，回弹值略偏高。但对钢砧率定值的影 响不大。 2 8 第十届全国建设工程尢损检测技术学术会议论文2 0 0 8 年 1 3 杆前端的球面半径 弹击杆前端的球面半径标准值r = 2 5 m m 。随着r 的增大，在混凝土表面的回弹值相应 增加，并且对于表面硬度较高的混凝士影响更大。这是回为，当弹击杆前端球面半径越大， 则弹击杆的弹击端面越平，其作用于混凝士的单位面积越大，从而使得冲击能量作用于混凝 土表面时混凝土产生的塑性变形越小而弹性变形越大，回弹值因此增大。 由于回弹仪弹击在钢砧上产生的主要是弹性变形，因此弹击杆前端球面半径对钢砧率 定值的影响较小。 1 4 弹簧刚度 根据冲击能量为2 0 2 0 7 J 的要求，拉簧刚度应为7 8 5 。0 N m 。试验表明，随着拉簧钢度的 增加，其混凝土上的回弹值降低，原因在于拉簧刚度增加后，弹击锤的冲击能量也增加，作 用于混凝土表面后使得混凝土塑性变形的能量增加，反而导致混凝土回弹值下降。但对钢砧 的率定值较小。 以上回弹仪4 种零件如有不正常是无法通过钢砧率定发现的，只有送到在关检定单位才 能检定到。所以不要认为用钢砧检定正常，仪器就合格。只有仪器零部件都正常的前提下， 钢砧率定才有效。 日常在用后要注意清洁仪器灰尘、污垢，减少磨损，在中心杆上抹钟表油等。特别要注 意，不用时，将弹击杆压入仪器内，要经弹击后方可按下按钮锁住机芯。否则没弹击就锁住 机芯，经过一段时间后，弹击拉簧会因为长期处于拉伸状态而产生永久变形，甚至刚度降低， 导致拉簧报废。 2 混凝土构件自身所用材料、成型方式、强度、外观、碳化及龄期 的影响。 2 1 材料的影响 ( 1 ) 粗集料最大粒径大于6 0 m m ，要建立专用测强曲线。 ( 2 ) 不同石子品种：碎石、卵石对回弹测试有一定影响，国标统一曲线没有予以区分。部 分省市地方曲线有分为卵石、碎石两条。如福建省D B J l 3 7 1 2 0 0 6 地方回弹法检测混凝土 抗压强度技术规程。用它与国标J G J T 2 3 2 0 0 1 曲线比较后，发现福建省地方碎石曲线与国 标曲线较为接近，而卵石曲线与国标曲线差别较大。所以建议当用回弹法检测用卵石做粗集 料的混凝土构件，要先验证这种构件引用国标J G J T 2 3 2 0 0 1 曲线是否合适，如不合适，要 用地方卵石曲线。如没有地方卵石曲线，制作专用曲线。 ( 3 ) 非引气型外加剂影响不大，可不考虑。引气型外加剂对回弹法测强有影响，可以建 立专用测强曲线。泵送剂、高效减水剂等用商品混凝土( 主要是泵送混凝土) 的外加剂有影 响，当其碳化深度不大于2 O 时，采用标准中修正值修正：当碳化深度大于2 O 时，可采用钻 芯法修正。 2 2 成型方式影响 ( 1 ) 一般成型工艺对回弹法测强没有影响 ( 2 ) 离心、真空法、压浆法、喷射法和混凝土表面经各种物理、化学处理方法成型的混 凝土，慎重使用，须经验证。 2 3 强度影响 ( 1 ) 对于现在工程中常用的冲击能量为2 2 0 7 焦耳的中型回弹仪，所适用的混凝土强度是 在( I O 0 - - - 6 0 0 ) M p a 之间，超过这个范围不能用此类回弹仪检测。一种高强混凝土回弹仪也已经 出现，其冲击能量大于中型回弹仪，相当放大了的中型回弹仪，可适用于( 6 0 0 - , - 9 0 0 ) M p a 的混 凝土，但其标准曲线还在研究中，还没有标准出来。 2 4 外观的影响 第十届全国建设工程无损检测技术学术会议论文2 0 0 8 年 ( 1 ) 对于测试部位的曲率半径小于2 5 0 m m 的结构或构件不能采用统- - N 强曲线。 ( 2 ) 检测面应为原状混凝土表面，应避开蜂窝、麻面，并应清洁、平整，不应有装饰层、 疏松层、浮浆、油垢、涂层等，必要时可用砂轮清除疏松层和杂物，并清理残留的粉末或碎 屑。 ( 3 ) 回弹法是基于混凝土表面硬度和强度之间存在相关性而建立的一种检测方法，所以用 回弹法检测前，应了解混凝土表面硬度是否有代表性。如用的是吸水性模板。受过火灼烧， 化学物质侵蚀，混凝土终凝前受过雨水冲刷，养护不良，表面潮湿等，使混凝土表面硬度与 内部强度相关性差，就不能用回弹法检测。特别是涂了隔离剂的刨光木模重复用久了，表面 的隔离层已破坏，如没经处理再用，就会如吸水性模板一样吸水，影响回弹检测。这种情况 在桥梁建设中常有遇到，有的施工单位在箱梁外部表面用好的、新的刨光木模，内部表面用 旧的、差的刨光木模，导致了回弹箱梁外部表面比回弹内部表面回弹值要高3 - 7 M P a 。 2 5 碳化及龄期的影响 碳化指已硬化的混凝土表面受到空气中二氧化碳的作用，使其水化生成的氢氧化钙生成 硬度较高的碳酸钙。碳化使混凝土表面硬度增加，回弹值增大，但对混凝土强度影响不大， 因此对回弹法测强有显著影响。 回弹值测量完毕后，应在有代表性的位置上测量碳化深度值，测点不应少于构件测区数 的3 0 ，取其平均值为该构件每测区的碳化深度值。当碳化浓度值极差大于2 0 m m ，应在 每一测区测量碳化深度值。 ( 1 ) 泵送混凝土，当其碳化深度不大于2 0 时。采用标准中修正值修正：当碳化深度大 于2 0 时，可采用钻芯法修正。这在国标J G J T 2 3 2 0 0 1 中有明确的规定。 ( 2 ) 对于非泵送常规混凝土，通过查国标J G J T 2 3 2 0 0 1 中的附录A 测区混凝土强度换算 表，当其碳化深度超过2 0 r a m ，所得测区混凝土强度换算值代表性并不高。通过大量实际 取芯试验表明对于强度较高，碳化深度较小的芯样，回弹换算强度与芯样抗压强度相差较 小；而对于强度较小，碳化深度较大的芯样，回弹换算强度与芯样抗压强度相差较大。所以 以目前的标准和技术，我们最好能在混凝土碳化较小时期用回弹法检测混凝土强度。否则， 碳化较大时，最好能参照以上泵送混凝土的钻芯法修正方式处理。 2 6 其它 ( 1 ) 混凝土存在分层泌水现象，构件底部石子较多，回弹值偏高：表层水灰比较优大，表 面疏松，回弹值偏低。测试时应尽量选择构件的浇注侧面。 ( 2 ) 钢筋的影响：保护层厚度大于2 0 r a m 时影响较小：钢筋直径4 , - - 6 m r n 时可不考虑影响。 否则会因为钢筋的影响，出现一些较大的回弹值，影响结果。 要分析混凝土工程构件是否存在以上的影响回素，在检测前，需要了解构件自身所用材 料、成型方式、配比强度、外观、龄期等情况，才能确定是否用和怎样用回弹法检测混凝土 抗压强度值。 克服了以上的影响因素，只要选用合适的测强曲线，用回弹法检测得到的强度推算值就 较为接近混凝土实际抗压强度。 统一测强曲线：平均相对误差( 6 ) 不应大于1 5 O ，相对标准差( e r ) 不应大于1 8 。O 。 地区测强曲线：平均相对误差( 6 ) 不应大于1 4 0 ，相对标准差( e r ) 不应大于1 7 0 。 专用测强曲线：平均相对误差( 6 ) 不应大于1 2 O ，相对标准差( e r ) 不应大于1 4 O 。 选用曲线原则是，专用测强曲线优先级最高，其次是地区专用曲线，最后才是统- - N 强， 曲线。对于大型工程，如有条件，最好能建立专用测强曲线。 当对回弹结果还要进一点证实时或者对于那些检测条件与测强曲线的适用条件有较大 差异时，可采用同条件试件或钻取混凝土芯样进行修正，试样或芯样数量不应少于6 个。当 钻取芯样修正时，宜选取有代表性的部位，芯样的钻取可参照钻芯法检测混凝土强度技术 3 0 第十届全国建设工程无损检测技术学术会议论文 2 0 0 8 年 规程的有关规定。修正的具体方法可参照国标J G J T 2 3 2 0 0 1 回弹法检测混凝土抗压技术 规程。这点是很重要的，通过修正后的数据误差是很小了，基本能代表混凝土真实的强度 情况。 3 结论 ( 1 ) 通过以上的介绍，明确了在运用回弹法检测混凝土强度的过程中，要考虑的影响因素 较多，只有通过具体情况具体分析，针对不同情况混凝土的特点，制定不同的检测方式，才 能保证检测结果的准确性。 ( 2 ) 由于回弹法表面看起来操作起来很简单，实际上对检测人员的能力也是有一定要求 的，只有受过正规的培训，且有一定的现场经验，才能判断可能存在的一些异常，才能用最 适合的方式来检测。 回弹法和回弹综合法就目前来讲还是一种较普通采用的检测混凝土抗压强度的方法，就 现场混凝土构件的强度检测，目前还没有那一种更简便法来代替它，所以认为有必要对它进 一步进行探讨的。 3 l