关于商品混凝土用回弹法检测强度的体会

关于商品混凝土用回弹法检测强度的体会

摘要：混凝土结构工程施工质量验收规范中规定：在混凝土试件强度评定不合格及结构实体检验中，可采用非破损或局部破损的检测方法。常用的有回弹法、超声回弹综合法、钻芯法、后装拔出法等，其中最常用的是回弹法。本文探讨关于商品混凝土用回弹法检测强度的体会

关键词：混凝土;回弹法;检测

Abstract: Concrete structure construction quality acceptance specification: in concrete strength failure and structural entity testing, can adopt the breakage or local damage detection method. Commonly used with rebound method, ultrasonic rebound combined method, core drilling method; pull out post-insert method, one of the most commonly used is the rebound method. This paper discusses on the concrete with rebound method detecting the strength of

Key words: concrete; rebound method; detection

根据《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50204- 2002 第1011. 1 条～1011. 3 条规定：“对涉及混凝土结构安全的重要部位应进行结构实体检验”。“对混凝土强度的检验，也可根据合同的约定，采用非破损或局部破损的检验方法，按国家现行有关标准的规定进行”。根据“规范”要求，结构实体的检验用同条件养护试件强度检验。同条件养护试件应由各方在混凝土浇筑入模处见证取样。“规范”已实施数年，采用同条件养护试件强度检验、评定结构实体强度的工程，到目前为止，其比例极少，多数工程采用回弹法检测或抽芯检测进行评定。在这种情况下就产生一系列的问题。

混凝土结构工程施工质量验收规范中规定：在混凝土试件强度评定不合格及结构实体检验中，可采用非破损或局部破损的检测方法。常用的有回弹法、超声回弹综合法、钻芯法、后装拔出法等，其中最常用的是回弹法。为什么最常用的是回弹法呢？这是因为回弹法是最简单、最方便、最廉价的间接测强方法，而且对结构实体的破坏最小。然而这种简单方便的测强方法的保证率又是多少呢，下面一步步进行讨论。

首先我们从原理上进行分析，回弹法是通过对混凝土表面硬度的测定来推定混凝土强度。混凝土表面硬度与强度对应的关系曲线及推定方法按《回弹法检测混凝土抗压强度技术规程》J GJ / T23中的有关规定。其中表面硬度与强度对应的关系曲线是基于上世纪七、八十年代混凝土的试验数据确定的。经过近40年的发展，我国混凝土的组成及施工工艺都有了很大的变化。特别是现今最常用的商品混凝土，其中大幅度增加各种掺合料、外加剂，而粗骨料成分明显减少且粒径不断减小。这些都给回弹法测强带来一定的影响。

根据《回弹法检测混凝土抗压强度技术规程》J GJ / T23中规定测区混凝土强度换算值可按平均回弹值及平均碳化深度值由规程附录A表得出。

其中平均回弹值是通过回弹仪对混凝土表面进行弹击而直接得出的数据，其影响因素主要是回弹仪的冲击能量、人员的操作方法、混凝土表面硬度及测试面因素。

回弹仪的冲击能量在《回弹法检测混凝土抗压强度技术规程》J GJ / T23有明确规定 “回弹仪的标准能量应为2.207J”。检定合格的回弹仪在使用前后都应进行率定，只有在使用前后的率定值都满足要求的情况下才能保证测试结果的可靠性。特别是在大批量检测时，应随时进行率定检测，适时更换，从而保证检测结果的精确性。

人员的操作在《规程》中虽然没有明确规定，但回弹法本身就是一种科学的操作方法，国家也专门制定了相应的规程，不容许操作人员随意操作的。经过大量的分析，回弹值的精度也取决于操作人员用力是否均匀、合适，是否垂直于结构或构件的表面。为此，应该加强检测人员的责任心和检测技术。

《规程》规定：用于回弹检测的混凝土构件，表面应清洁、平整，不应有疏松层、浮浆、油垢、蜂窝、麻面。当遇到麻面或有浮浆的构件，在回弹之应用砂轮打磨平整使其符合要求，否则将导至结果偏低。在测试面达到清洁、平整的前提下，还应保证测试面表层混凝土的风干状态，因为在混凝土表层在水浸泡后会导致其表面硬度降低。

混凝土表面硬度在混凝土发展的几十年间发生了很大的变化。与以往相比，现今的混凝土组成中的粉剂含量增加、骨料变细等因素都会导致混凝土表面硬度相对降低，特别是粉剂含量的增加使得在回弹检测当中混凝土表面缓冲层加厚，回弹仪标准能量中一部分能量给混凝土表面吸收从而导至回弹值降低。

推定混凝土强度换算值的另一个参数是平均碳化深度值，混凝土的碳化是混凝土所受到的一种化学腐蚀。空气中ＣＯ２气渗透到混凝土内，与其碱性物质起化学反应后生成碳酸盐和水，使混凝土碱度降低的过程称为混凝土碳化，又称作中性化，其化学反应为：Ｃａ（ＯＨ）2＋ＣＯ2＝ＣａＣＯ3＋Ｈ2Ｏ。水泥在水化过程中生成大量的氢氧化钙，使混凝土空隙中充满了饱和氢氧化钙溶液，其碱性介质对钢筋有良好的保护作用，使钢筋表面生成难溶的Ｆｅ2Ｏ3和Ｆｅ3Ｏ4，称为钝化膜（碱性氧化膜）。碳化后使混凝土的碱度降低，当碳化超过混凝土的保护层时，在水与空气存在的条件下，就会使混凝土失去对钢筋的保护作用，钢筋开始生锈。可见，混凝土碳化作用有两方面，一方面碳化会使混凝土的碱度降低，同时，增加混凝土孔溶液中氢离子数量，因而会使混凝土对钢筋的保护作用减弱。另一方面，混凝土的碳化会增加其密实性，提高温凝土的抗化学腐蚀能力及混凝土表面硬度。

现今的混凝土特别是商品混凝土，基本都加掺粉煤灰、减水剂等掺合料，然而这些掺合料的大量使用令混凝土的抗碳化性能发生了一定的变化。

根据国内外经验，在混凝土中使用质量较低的粉煤灰；粉煤灰掺量过大，尤其是矿渣水泥再掺大量的粉煤灰，粉煤灰等量取代部分水泥，或直接用粉煤灰水泥取代普通水泥；粉煤灰混凝土标号较低，一般都在C30以下，水灰比较大，在0.6以上。水灰比较大的混凝土由于水泥浆的组织相对疏松，透气性大，碳化速度较快。另外，粉煤灰在水泥中的活性反应主要是通过活性氧化物与水泥水化产物发现二次水化反应产生的，目前粉煤灰常用的Ⅱ、Ⅲ级灰的活性都较低，水泥水化产生的早期强度基本是水泥熟料水化产生的，粉煤灰只起微集料充填作用，粉煤灰的潜能示能发挥，当随着粉煤灰的掺量加大，混凝土的早期强度也随之降低。所以说混凝土掺粉煤灰在一定掺量，能确保养护条件满足要求的情况下是能提高混凝土强度及抗碳化性能，但是在实际施工过程中，粉煤灰的过掺、混凝土养护不当等情况时有发生，这些都会导致在使用回弹法检测混凝土抗压强度产生相当大的误差。

目前，回弹法检测中碳化深度试验一般采用1%-2%的酚酞酒精溶液进行试验，其原理是利用酚酞酒精溶液遇“碱”变红来测量混凝土表面碳化的间接方法，而不是直接测量混凝土的碳化。在通常情况下，这种测量方法是没有什么问题的。但是，当混凝土掺有较大量的粉煤灰，也没有很好的养护，水泥没有充分水化时，混凝土的表面就缺少氢氧化钙，而不显碱性时，这种采用酚酞酒精溶液测量碳化深度的方法就会产生很大的误差，这就是我们常说的异常碳化，异常碳化出现会严重影响回弹法检测混凝土抗压强度的精度。

然而就目前工程建设现状来看，都在强调使用大流动性混凝土，而大流动性混凝土中粉煤灰、矿渣粉等掺合料是必不可少的，而且一般掺量都比较大，相对于不掺粉煤灰的混凝土，其中的碱度就较低。而掺合料加入混凝土中是靠水泥水化产生的“碱”来激发而发生二次反应的，如果没有足够的“碱”粉煤灰等掺合料是不会发生水化反应的，也就不会产生强度。另外在就目前施工现状来看，模板周转率高，且养护不好，特别是洒水养护方面的缺陷，往往会使表面的混凝土失水而不能充分水化，不能产生足够的“碱”令粉煤灰等掺合料发生二次水化产生强度。在这种情况下，特别是粉煤灰等掺合料的掺量较大时，还很容易使混凝土表面出现“起灰”。当采用回弹法检测时，由于混凝土表面水泥没有充分水化使混凝土表面强度降低，粉煤灰等掺合料只起微集料充填作用又增厚了混凝土表面的缓冲层，使回弹值进一步减小，在现场测量碳化深度是又因混凝土表面水泥没有充分水化而不显“碱”使测量结果偏大，这双重作用使得回弹法推定的混凝土强度远低于实际强度。也是目前国内大量检测人员对回弹法检测提出异议的主要原因之一。

由于现今混凝土原材料、配合比、养护条件及环境条件等因素影响的多变性，在回弹法检测混凝土抗压强度中判断混凝土的异常碳化是一个很复杂的问题，所以在检测过程中一定要根据工程的实际情况，针对被检构件的施工特质来判别。严格来说，发生异常碳化的混凝土，其表面和内部状态已经不一致，和《规程》总则中的第1.0.2条规定相违背，回弹法已不能直接用于异常碳化混凝土的检测，必须采用钻芯法或同条件混凝土试块进行修正。要避免混凝土的异常碳化，一般要在施工养护过程采取相应的措施，确实按照现行国家标准《混凝土结构工程施

工质量验收规范》GB50204的7.4.7 条款进行养护：1 应在浇筑完毕后的12h以内对混凝土加以覆盖并保湿养护；2 混凝土浇水养护的时间:对采用硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥或矿渣硅酸盐水泥拌制的混凝土，不得少于7d；对掺用缓凝型外加剂或有抗渗要求的混凝土，不得少于14d；3 浇水次数应能保持混凝土处于湿润状态；混凝土养护用水应与拌制用水相同；4 采用塑料布覆盖养护的混凝土，其敞露的全部表面应覆盖严密，并应保持塑料布内有凝结水。务必令混凝土中的胶凝材料能够充分水化。

现今的混凝土在原材料、配合比、搅拌、运输、浇筑、振捣、养护等环节与传统的混凝土都有着很大的区别，为了适用混凝土技术的发展，提高回弹法的精度，《回弹法检测混凝土抗压强度技术规程》JGJ / T23-2011增加了泵送混凝土统一测强曲线，这对回弹法的持续是一种促进，我个人认为，在使用回弹法检测混凝土抗压强度时应对施工配比，施工条件及养护条件等进行充分了解，在确实满足回弹法检测规程要求时方可进行回弹法检测，另外，回弹结果应与使用的测强曲线的平均相对误差及相对标准差结合起来。

总的来说，回弹法检测混凝土抗压强度在工程应用中有着不可比拟的优势，但也有着较大的缺陷，在回弹法的使用上，我们应该抱着怀疑的态度、钻研的态度。只有这样才能让回弹法长盛不衰。