回弹法检测水工混凝土抗压强度技术研究

□金帮琳

一、问题的提出

水工混凝土抗压强度的检测，可采用回弹法、超声法、超声回弹综合法等。当不能采用上述方法或需要对上述方法测定的混凝土强度进行复核或验证时，可采用钻芯法。回弹法检测混凝土质量是一种非破损检测，即无损检测。当对工程结构质量有怀疑时,可运用回弹法进行检测。国外在使用回弹法时精度并不高，有的只能定性判断混凝土质量，不能定量给出具体的强度数值。回弹法检测混凝土抗压强度在我国使用已达五十余年，并且广泛应用，这不仅是因为回弹法简便、灵活、符合国情，更是由于我国已经解决了回弹法使用精度不高和不能普遍推广的关键问题。目前，回弹法检测混凝土抗压强度依然存在很多问题，回弹法在使用过程中出现了较多的操作不规范、随意性大、计算方法不当等问题,造成了较大的测试误差。如何保证检测精度,使其在水利工程监督检验、混凝土质量检测中发挥应有的作用,已成为广大建筑工程技术人员所关注的问题。本人结合水利工程质量检测工作实践经验及从事回弹法检测混凝土抗压强度专题研究心得，与大家共同研究探讨回弹法检测混凝土抗压强度问题。

二、质量检测中普遍存在的问题

近几年，全国先后开展了大中型病险水闸安全鉴定质量检测等核查工作。水利工程大中型病险水闸安全鉴定质量检测成果核查工作细则中明确规定，对混凝土结构检测核查内容有：检测方法是否规范，检测依据是否准确，对强度、尺寸、保护层厚度等参数是否开展了检测，检测结果是否对上述参数给出了量化指标并进行了判别。水利工程质量检测单位应具备健全的质量管理体系和计量认证体系，并具有相应资质，其设备与人员的配备应与所承担的任务相适应。在实际质量检测核查工作中，发现检测机构质量检测工作中普遍存在以下问题：

(一)人员问题

检测人员是检测的主体，其理论基础、技术水平、职业道德和法律意识直接关系到检测成果的客观公正。因此，检测人员的素质是保证检测质量的前提条件，也是检测机构业务水平的重要体现。检测工作应由持有相应检测资格证书的专业人员进行，每项检测工作由两名或两名以上检测人员承担。目前，多数实验室的检测人员不能满足《实验室资质认定评审准则》(国认实函[2006]141号)的要求，人员不足，跨专业检测现象普遍存在。为此，各资质认定实验室应坚持以人为本，加强队伍建设。按照“以人为本，育人为本”的工作思路，制定旨在为发展水利检测事业培养一大批各类高素质人才工程。既要注重选人用人，更要注重培养人，检测质量的保证来自于高水平的各类人才。一方面加强对检测技术人员的职业道德教育，提高队伍素质；另一方面加强对检测人员技术的培养，提高专业水平。

(二)仪器问题

目前，多数实验室因资金等诸多原因，只检定部分设备应付计量认证或政府部门监督；许多设备仪器到期后未能及时送检，部分设备仪器超过检定周期。有的设备仪器当地专门检定机构检定不了，自检时缺乏有效的自检规程。更有甚者编造检定证书，应付相关主管部门监督检查，因设备造成检测结果严重失实的现象时有发生。

(三)技术标准问题

1．标准理解不深不透。用于检测的标准是《回弹法检测混凝土抗压强度技术规程》JGJ/T 23—2011。2011版修订的主要技术内容为：一是增加了数字式回弹仪的技术要求；二是增加了泵送混凝土测区强度换算表；三是对测区强度修正时将原来采用的修正系数改为修正量法。

目前，多数现场检测人员对该标准理解不深不透，测强曲线使用有误，回弹值修正时有误,混凝土强度的计算有误，还有部分检测员用回弹仪操作规程代替技术规程等等。

2．不懂得上述技术标准的适用范围。

3．检测的依据未能按照检测技术规程执行，随意性较大。

4．一台回弹仪标定一条曲线，精确度太差。如：HT3000型重型回弹仪等。

5．目前，随着我国工程建设检测市场的日臻完善，对实验室的检测和校准方法要求更为严格。所有实验室必须按照相关技术规范或者标准，使用适合的方法和程序实施检测活动。实验室应优先选择国家标准、行业标准、地方标准，如果检测和校准方法发生了变化，应重新进行确认。现使用各个专业的检测技术规范应为现行有效版本，并由专人管理，时时处于受控状态。实验室从事的所有检测项目，必须按照相应检测技术规范执行，对没有检测依据的，不允许开展检测业务和出具检测报告，检测技术规范是从事水利工程质量检测活动的唯一工作指南。

三、回弹法检测混凝土缺陷研究

混凝土回弹仪是用一个弹簧驱动弹击锤并通过弹击杆弹击混凝土表面所产生的瞬时弹性变形的恢复力，使弹击锤带动指针弹回并指示出弹回的距离。以回弹值作为混凝土抗压强度相关的指标之一，来推定混凝土的抗压强度。它是用于无损检测结构或构件混凝土抗压强度的一种仪器。通过对回弹法检测水工混凝土抗压强度技术研究，得出回弹法检测中不适用混凝土范围如下：

——不适用于除普通混凝土之外的任何混凝土。适用的混凝土必须是普通混凝土。普通混凝土系主要由水泥、砂、石、外加剂、掺合料和水配制的密度为2000 kg/m3至2800kg/m3。

——不适用于水泥安定性不合格的混凝土，即水泥安定性不合格不能检测。

——不适用于高强混凝土检测。ZC1型高强混凝土回弹仪，标准能量5.5J，回弹仪的率定值应为83±2，用于检测混凝土抗压强度为60～80mPa范围内的混凝土结构或构件。

关于“高强混凝土”，中华人民共和国行业标准《普通混凝土配合比设计规程》(JGJ55-2011)第2.1.8条指出强度等级不小于C60的混凝土，定义为高强混凝土。本规程检测的现场构件混凝土强度虽然不能归为某一强度等级，但从上述条文可以将抗压强度为60MPa及以上强度视为高强混凝土。

——不适用于大体积混凝土检测。HT3000型回弹仪，标准能量3.0J，回弹仪的率定值应为63±2。无国家标准，只有一条N—R(回弹值—抗压强度)关系曲线，参考使用，不能用于出具检测报告。

——不适用于表层与内部质量有明显差异的混凝土结构或构件的检测，如混凝土表面遭受了火灾、冻伤、受化学物质侵蚀等。

——不适用于内部存在缺陷的混凝土结构或构件的检测。

——不适用于非泵送混凝土粗骨料最大公称粒径大于60mm，泵送混凝土粗骨料最大公称粒径大于31.5mm。

——不适用于特种成型工艺制作的混凝土。

——不适用于检测部位混凝土曲率半径小于250mm的混凝土。

——不适用于潮湿或浸水混凝土。

四、提高回弹法检测精度的技术措施

目前，回弹法检测混凝土抗压强度依然存在很多问题，回弹法在使用过程中出现了较多的操作不规范、随意性大、计算方法不当等问题，造成了较大的测试误差。因此，本人结合山东省引黄济青改扩建工程等水利工程质量检测，开展回弹法检测水工混凝土抗压强度技术研究，通过研究，得出以下提高回弹法的检测精度的建议及措施。

(一)做好仪器状态标识，防止误用

仪器设备实行标识管理，每台设备都应以适当的标识表明其所处的状态，防止误用，这是提高回弹法检测精度的前提。

1．合格标识。经过检定校准或验证合格，确定其符合技术规范规定使用要求的仪器设备。凡出现以下情况的仪器设备必须贴合格证(绿色)。

(1)计量检定(包括自检)合格者。

(2)设备不必检定，经校验或检验其功能正常者。

(3)设备无法检定，经对比或鉴定适用者。

2．准用标识。仪器设备存在部分缺陷，受限使用的，但检测工作所用功能正常，且经检定、校验合格的，必须贴准用证(黄色)。

3．停用标识。仪器设备目前状态不能使用，但经过检定校准或修复后可以使用的。凡出现以下情况的仪器设备必须贴停用证(红色)。

(1)仪器设备经计量检定不合格者。

(2)检测仪器设备损坏者。

(3)仪器设备性能无法确定者。

(4)仪器设备超过检定周期者。

(5)不符合技术规范规定要求者。

(二)规范仪器操作方法

坚持仪器正确操作方法，让不同的检测人员使用同一操作方法，这是提高回弹法检测精度的根本保证。通过研究分析，得出仪器正确操作方法如下：

——检测时用于仪器检测的作业面必须是混凝土原浆面。

——检测时回弹仪的轴线必须始终垂直于混凝土检测面。

——检测时将弹击杆顶住混凝土的表面，轻压仪器，使按钮松开，放松压力时弹击杆伸出，挂钩挂上弹击锤。

——使仪器的轴线垂直于作业面并缓慢均匀施压，待弹击锤脱钩冲击弹击杆后，弹击锤回弹带动指针向后移动至某一位置时，指针块上的示值刻线在刻度尺上示出一定数值即为回弹值。

——使仪器机芯继续顶住混凝土表面进行读数并记录回弹值。如条件不利于读数，可按下按钮，锁住机芯，将仪器移至它处读数。

——逐渐对仪器减压，使弹击杆自仪器内伸出，待下一次使用。

(三)提高回弹法检测精度的技术措施

在实际检测过程中，通过采取相应技术措施，可有效提高回弹法检测精度，具体技术措施如下：

1．注意回弹法检测的适用条件。

2．测试前必须进行回弹仪的率定试验。

3．测区选择要正确。

4．测试动作要规范,切忌随意操作。

5．消除测试面因素的影响。

6．注意碳化深度的测试取值。

7．注意混凝土回弹值的修正。

8．测试异常时,需与钻芯法配合使用。

9．建立本地区的专用测强曲线。

五、结 语

早在20世纪30年代，人们就开始探索混凝土无损检测技术。1945年瑞士人史密特发明了回弹仪并获得了专利，应用于工程实践。上世纪60年代，费格瓦洛提出超声回弹综合法。随后，许多国家对这一工作展开了大量研究和探讨，并制定了有关的标准和规范。国际标准化组织(ISO)也于1980年提出了“硬化混凝土——用回弹仪测定回弹值”的国际标准草案(ISO/DIS8045)。回顾我国回弹法测强技术发展的历程和现状，无论是研究和应用的深度和广度，我国的回弹法测强技术均处于世界的前列。这一方面是我国经济建设迅猛发展对回弹法测强技术的发展提供了强大的动力；另一方面也是从事这项技术研究的许多单位、许多科研技术人员长期坚持不懈努力的结果。我们深信，随着广大科技工作者对回弹法测强技术的深入研究，回弹法检测水工混凝土抗压强度将具有广阔的推广应用前景。