回弹法检测混凝土抗压强度的可靠性探讨
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摘要：回弹法由于简便、快速等优点在我国混凝土抗压强度检测中应用广泛，但是由于回弹法是根据混凝土表面硬度推算其强度，因此很多人对回弹法检测混凝土抗压强度的可靠性提出了质疑。通过分析回弹法的检测原理，对检测过程中遇到的硬度与强度关系问题、回弹值偏低问题进行了讨论，并进一步探讨了回弹法检测混凝土抗压强度的可靠性，提出了优化回弹法检测混凝土抗压强度准确性的有效措施，对于提高回弹法的检测精度及推广回弹法在检测混凝土抗压强度中的应用具有一定的实际意义。
关键词：回弹法；混凝土；抗压强度；可靠性
中图分类号：TU375 文献标识码：A 文章编号：
一、引言
回弹法是通过回弹仪弹击锤回弹能量的变化，来检测混凝土表面的硬度，从而进一步推算出混凝土抗压强度的一种试验方法。由于回弹仪操作简便、快速、试验成本低等优点被广泛应用于混凝土的抗压强度检测中。但是在多年的试验和应用中，许多工程技术人员发现回弹法对于高强度混凝土，以及大掺量或双掺泵送高性能混凝土的回弹检测值偏低，于是纷纷对回弹法检测混凝土抗压强度的可靠性提出了质疑，比如清华大学廉慧珍教授在《混凝土》杂志发表《质疑“回弹法检测混凝土抗压强度”》一文，对回弹法的检测原理、碳化对混凝土强度的影响，以及单掺、双掺混凝土的检测准确性等问题提出了质疑。笔者认为回弹法对于检测混凝土的抗压强度是准确可靠的。
二、回弹法检测混凝土抗压强度的几点质疑及讨论
1、混凝土表面硬度与强度的关系
混凝土的表面硬度是指混凝土抵抗外来机械作用力侵入的能力，通常用静压法和回弹法进行检测，对于混凝土表面硬度的测定多采用回弹法，依据肖氏硬度原理，即用一弹簧驱动弹击锤并通过弹击杆弹击混凝土试件表面，通过测定弹击锤回弹距离计算试件在冲击过程中产生的应变能，继而确定混凝土试件的表面硬度。混凝土强度是指混凝土在外力作用下抵抗破坏的能力，是混凝土的整体表现。混凝土的强度来源有这三方面：1）水泥石强度；2）水泥石与骨料之间的粘结强度；3）骨料强度。混凝土的强度不同，这三方面的影响也有不同，普通混凝土的强度主要取决于水泥石的强度和骨料的强度，水泥石与骨料之间的粘结强度往往是普通混凝土中最为薄弱的环节；而高强度混凝土并不完全取决于水泥石的强度和骨料的强度，水泥石与骨料之间的粘结强度对其强度也是有着积极的影响作用。混凝土表面硬度一般和骨料与水泥石的粘结力以及混凝土内部性能关系不太明显，主要与水泥石的强度有关，骨料的硬度也取了一定的作用，只是不同的浆骨比会使得骨料表面砂浆的包裹层厚度不同，对其表面硬度的作用也就有所不同。虽然表面硬度与强度是两个不同的概念，但是两者之间却存在着相关性，特别是对于金属这种各向同性的弹性材料，其相关性就非常明显；虽然混凝土是由砂浆、骨料等材料组成的各向异性非均质材料，但是混凝土强度是混凝土的整体宏观表现，多年的实践检测还是发现，虽然混凝土的表面硬度离散性很大，但是回弹值越大其抗压强度越高，回弹值和强度是有一定的关系，
大掺量或双掺泵送混凝土的回弹值偏低问题
目前随着科学技术的进步，建筑混凝土施工技术也取得了较快发展，混凝土泵送技术在建筑工程施工中得到了广泛应用。泵送混凝土除了砂率大、粗集料少、粒径小等特点外，还掺加了粉煤灰、矿粉等材料，提高了混凝土的流动性能、坍落度，也对其的早期强度有所影响。回弹检测时常出现回弹值偏低的现象。由于该类混凝土与其他混凝土的上述区别特性，使得这类混凝土砂浆量增多，骨料砂浆包裹层较厚，因此使用回弹仪对其进行强度检测时，由于测定的是表面的回弹值，因此常会出现回弹值偏低的情况，但这并不表明混凝土的抗压强度就一定也低。此外，需进行碳化值修正回弹值，而影响混凝土碳化的因素有很多，如：环境因素、原材料因素、施工操作因素等。具体有：①水泥品种及掺合料的掺量。水泥品种是影响混凝土碳化的主要因素。矿渣水泥和粉煤灰水泥中的掺合料含有活性氧化硅和活性氧化铝，它们和氢氧化钙结合形成具有胶凝性的活性物质，降低了碱度，因而加速了混凝土表面形成碳酸钙的过程，因而碳化速度较快。普通水泥碳化速度慢。②粗、细骨料，细骨料及粉料过多，则碳化速度加快；③水灰比。水灰比小的混凝土由于水泥浆的组织密实，透气性小，碳化速度较慢。④外加剂。⑤浇筑和养护质量。混凝土浇筑时，振捣不密实、养护方法不当、养护时间不足会造成混凝土内部毛细孔道粗大，使水、空气、侵蚀性化学物质进入混凝土内部，加速混凝土的碳化和钢筋腐蚀。而大掺量或双掺泵送混凝土的施工振捣不到位、养护不当、养护时间偏短，更易造成混凝土表面的碳化加深，混凝土强度换算的折减值增大。其实在笔者多次的检测中进行取芯验证发现，很难推导出碳化层的硬度、厚度大小与混凝土强度的关系。目前，我国有些地区加强了对大掺量或双掺泵送混凝土的试验研究，比如山东、广东等地区根据当地气候条件以及原材料、配合比、养护条件、不同生产工艺等条件下绘制了大掺量或双掺泵送混凝土的专用测强曲线，有效解释了当地大掺量或双掺泵送混凝土的回弹值偏低的问题，并为其强度的推算和测定提供了有效依据。
3、高强度混凝土回弹值偏低问题
高强度混凝土是指抗压强度达到或超过60MPa的混凝土。高强混凝土以其抗压强度高、抗变形能力强、密度大、孔隙率低的优越性，在高层建筑结构、大跨度桥梁结构以及某些特种结构中得到广泛的应用。但是对高强度混凝土以及一些强度为C40及以上普通混凝土的回弹检测时发现，其回弹值也常有偏低现象。这类混凝土为改善其和易性，更易于施工，往往掺加了引气型外加剂、粉煤灰等矿物质掺合料，且其水胶比小，所以骨料用量少，而水泥浆料却较多，由于混凝土的强度机理和表面硬度机理的不同，致使这类混凝土的回弹检测时常出现回弹值偏低的情形。高强度混凝土的抗压强度使用回弹法进行检测时需要依据《回弹法检测混凝土抗压强度技术规程》，选择合适的高强度混凝土测强曲线进行判断。
三、回弹法检测混凝土抗压强度的可靠性论证
在笔者多年的混凝土公司试验室、施工单位试验室、施工现场试验室的工作中，对回弹检测出现异常值进行取芯验证发现，有因混凝土本身强度偏低导致回弹值偏低，也有检测人员不规范操作造成回弹值异常的情况；通常情况下，混凝土强度低其回弹值肯定是低，回弹值高其强度肯定高，只在对大掺量或双掺泵送混凝土、强度为C40及以上的混凝土的回弹时偶有出现回弹值偏低而自身的强度是符合的情形。因此回弹法对于检测混凝土抗压强度是可靠的。但是由于回弹法试验过程要受到多方面因素的影响，对于检测过程中出现回弹值偏低现象需因情而异分析处理。首先分析是否是操作和推算上的问题：是，就需重新规范的检测和推算；不是却又找不出其他偏差原因时，就需进行取芯修正。因此为了进一步提高检测结果的科学性和合理性，还需要工程检测人员加强自身的职业道德素养，提高业务能力；做好检测试样的检查及检测条件的判定，注意回弹法检测的适用条件；加强回弹仪等检测仪器的定时养护与率定，回弹仪的质量和测试性能直接影响到测试值的准确性；规范试验操作过程，回弹值的精确度也取决于操作人员用力是否合适和均匀，是否垂直于结构或构件的表面；正确选择测区保证测试面符合相关要求，规范碳化深度的测量，并做好混凝土回弹值的修正等方面工作。
四、结束语
回弹法检测混凝土抗压强度在我国应用已经40余年，经过广大学者、工程技术人员的努力，针对不同地区、原材料、配合比、养护条件，以及不同生产工艺条件下的混凝土开展的多方面的研究工作和检验，证明了回弹法以其使用简便、快速测定等特点，在我国工程质量控制、工程质量检测中和其它检测方法一样，都有它的适应范围和使用条件，有一定的可靠性和准确性。回弹值对推断混凝土的匀质性也有一定的意义，而用于评定混凝土的抗压强度还是有一定的缺陷，故大家在推广回弹法在检测混凝土抗压强度中的应用中还需继续不断的提高和完善。
参考文献
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