回弹法检测混凝土抗压强度的方法及影响因素分析

董若菲

（宁夏路鑫工程试验检测有限公司，宁夏 银川750001）

0 引言

无损检测技术在混凝土施工质量控制和事故处理以及老建筑物鉴定等方面具有常规混凝土标准试块破坏试验所无法比拟的优点，它已经成为混凝土测试技术体系的重要分支，且属于建筑工程测试技术领域的重要研究方向。

1 回弹法检测混凝土强度的方法

首先要在构件上选择及布置测区，所谓“测区”系指每一试样的测试区域。 每一测区相当于该试样同条件混凝土的一组试块。 每一结构或构件的测区应符合下列规定∶

1）每一结构或构件测区数不少于10 个，对某一方向尺寸小于4.5m且另一方向尺寸小于0.3m 的构件，其测区数量可适当减少，但不应少于5 个；

2）相邻两测区的间距应控制在2m 以内，测区离构件端部在2m以内，测区离构件端部或施工缝边缘的距离不宜大于0.5m，且不宜小于0.2m；

3）测区应选在使回弹仪处于水平方向检测混凝土浇筑侧面，当不能满足这一要求时，可使用回弹仪处于非水平方向检测混凝土浇筑侧面、表面或底面；

4）测区宜选在构件的两个对称可测面上，也可选在一个可测面上，且应均匀分布，在构件的重要部位及薄弱部位必须布置测区，并应避开预埋件；

5）测区的面积不宜大于0.04m2；

6）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；

7）对弹击时产生颤动的薄壁、小型构件应进行固定。

按上述方法选取试样和布置测区后，先测量回弹值。 测试时回弹仪应始终与侧面相垂直，并不得打在气孔和外露石子上。 每一测区的两个侧面用回弹仪各弹击8 点，如一个测区只有一个测面，则需测16点。同一测点只允许弹击一次，测点宜在测面范围内均匀分布，每一测点的回弹值读数准确至一度， 相邻两测点的净距一般不少于20mm，测点距构件边缘与外露钢筋、铁件的间距不得小于30mm。 检测时，回弹仪的轴线应始终垂直于结构或构件的混凝土检测面， 缓慢施压，准确读数，快速复位。

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30%，取其平均值为该构件每测区的碳化深度值。 当碳化深度值极差大于2.0mm 时，应在每一测区测量碳化深度值。

碳化深度值测量，可采用适当的工具在测区表面形成直径15mm的孔洞，其深度应大于混凝土的碳化深度。 孔洞中的粉末和碎屑应除净，并不得用水擦洗。 同时，应采用浓度约为1%的酚酞酒精溶液滴在孔洞内壁的边缘处，当已碳化与未碳化界线清楚时，再用深度测量工具测量已碳化与未碳化混凝土交界面到混凝土表面的垂直距离，测量不应少于3 次，取其平均值。每次读数精确到0.5mm。当碳化深度值大于6.0mm 时，取6.0mm。

2 回弹法检测混凝土强度的影响因素

2.1 石子种类与粒径

由国内学者余红发研究表明， 当石子粒径在5-40mm 范围内时，它对回弹法测强基本无影响；当石子粒径达到60-80mm 时，石子粒径对回弹法检测有明显的影响。 因此， 制定测强曲线时， 可不考虑5-40mm 的石子粒径对回弹法检测的影响，但是，当石子粒径过大，达到60mm 以上必须另行制定专用测强曲线。

2.2 养护方法的影响

对于现场混凝土工程，我国常用的养护方法是自然养护，而混凝土强度等级评定时的标准试件则采用潮湿养护。混凝土在不同条件下养护，其强度发展规律是不同的，混凝土在潮湿条件下因水泥水化比较充分，强度比较均匀的持续增长；当混凝土在空气中自然养护时因失水导致水泥水化不充分，后期强度增长缓慢，甚至表现出一定程度的倒缩。 自然养护混凝土的强度要低于潮湿养护混凝土，而且适当的早期潮湿养护对于提高混凝土强度是极其有利的，早期潮湿养护的时间越长，混凝土后期强度越高。 潮湿养护28d 再转入空气中自然养护的混凝土强度接近于一直处于潮湿养护混凝土的强度。由于结构中混凝土与评定质量时采用试件的养护条件有差异，结构混凝土强度普遍低于试件强度。

养护方法不仅影响混凝土强度， 而且影响混凝土表面的回弹值，它对回弹法检测必然存在影响。

以上分析表明，养护方法对混凝土的回弹法检测有非常显著的影响，制订测强曲线时必须限定养护方法。

关于蒸汽养护对混凝土回弹法检测的影响，国内已取得了基本一致的看法∶蒸汽养护后再自然养护7d 以上的混凝土，其回弹法测强曲线可采用自然养护混凝土的测强曲线。

2.3 碳化的影响

混凝土的碳化作用指混凝土内的Ca(OH)2受空气中CO2气体，生成硬度较高的CaCO3，使混凝土表明回弹值增大，但对混凝土强度影响不大，从而影响了回弹法测强曲线fcu-R 的关系。采用碳化深度修正以后，回弹法测强曲线的相关性和精度更高一些。

此外，采用碳化深度修正，对于准确推定养护龄期较长的结构混凝土强度尤其重要，这样可以避免回弹法强度偏高给工程带来的隐患。

2.4 含水率的影响

混凝土因含水导致表面硬度软化，使回弹值降低，从而影响了回弹法检测。因此，在制订含水率较大或潮湿混凝土回弹法测强曲线时，应考虑混凝土含水率的影响。 在普通混凝土检测中，必须了解混凝土表面的含水状况，便于工程检测时综合判断结果的误差大小。

2.5 测试面的影响

由于混凝土存在分层泌水现象，振动成型时底部石子较多，使回弹值偏高；表层泌水，使回弹值偏低。 因此，测试时尽量选择混凝土浇筑侧面，如选择表面或底面测试应按有关规程进行修正。

2.6 钢筋的影响

钢筋对混凝土回弹值的影响与混凝土保护层厚度、 钢筋及其密集程度有关。 当混凝土保护层厚度大于20mm 时，可以认为没有影响；当钢筋直径为Φ4-6mm 时，也可以不考虑它的影响。采用回弹法检测混凝土强度时，应避开直径较大且保护层小于20mm 的钢筋或钢筋密集区。

3 数据处理

计算测区平均回弹值， 应从该测区的16 个回弹值中剔除3 个最大值和3 个最小值，余下的10 个回弹值应按下式计算∶

非水平方向检测混凝土浇筑侧面时，应按下式修正∶

Rm=Rmα＋Raα

水平方向检测混凝土浇筑顶面或底面时，应按下式修正∶

当检测时回弹仪为非水平方向且测试面为非混凝土的浇筑侧面时，应先按对回弹值进行角度修正，再对修正后的值进行浇筑面修正。

4 回弹法的误差范围

对回弹法测强误差的估计，一般采用在实验室内通过试块测试测强相关曲线，即上述按试验值进行最小二乘法回归分析时所得的标准差作为测定误差。 表1 即为部分国家的回弹法标准中，按这一估计方法所列出的回弹值测强误差范围。

5 结束语

总之，混凝土无损检测技术的发展虽然时快时慢，但由于工程建设的实际需要，它始终具有生命力，许多国家逐步将其标准化，成为法定的检测手段之一。 可以预料，随着科学技术的发展和工程建设规模的不断扩大，非破损检测技术的发展前景是广阔的。

表1 部分国家回弹法标准中的强度测定误差

［1］刘传辉.谈混凝土非破损检测方法[J]应用技术与设计，2010（02）∶41-42.

［2］余红发.混凝土非破损测强技术研究[M].北京∶中国建材工业出版社，1999.