如何提高回弹法检测混凝土强度的精确度

1、如何提高回弹法检测混凝土强度的精确度发布时间：2009-04-14文章作者： 来源：中国商品混凝土网回弹法检测混凝土抗压强度在我国使用已达四十余年,因其简便、灵活、准确、可靠、快速、经济等特点而倍受工程检测人员的青睐,是我国目前工程检测中应用最为广泛的检测方法之一。当对工程结构质量有怀疑时,均可运用回弹法进行检测。但回弹法在使用过程中还是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,使其在监督检测中发挥应有的作用,提高回弹法的检测精度,应综合考虑以下几个方面因素。 1、应注意回弹法检测的适用条件。回弹法是通过回弹仪检测混凝土表面硬度从而推算出混凝

2、土强度的方法,当出现标准养护试件数量不足或未按规定制作试件对构件的混凝土强度有怀疑或对试件的检验结果有怀疑时,可按回弹法检测混凝土抗压强度技术规程(JGJPT2322001) (以下简称规程) 进行检测。必须注意回弹法的使用前题是要求被测混凝土的内外质量基本一致,当混凝土表层与内部质量有明显差异,如遭受化学腐蚀、火灾、冻伤,或内部存在缺陷时,不能直接采用回弹法检测混凝土强度。2、必须进行回弹仪的率定试验回弹仪的质量及测试性能直接影响混凝土强度推定的准确性,只有性能良好的回弹仪才能保证测试结果的可靠性。回弹仪的标准状态应是在标准钢砧上,垂直向下弹击三次,弹击杆应分4次旋转，每次旋转90o,其连续

3、向下弹击三次的稳定回弹平均值应为80 ±2 ,否则回弹仪必须进行调整或校验。3、测区选择要正确。布置测区时,相邻两测区的间距应控制在2 m以内,测区离构件端部或施工缝边缘的距离不宜大于0. 5 m且不宜小于0. 2 m；测区应选在使回弹仪处于水平方向检测混凝土浇筑面,并选在对称的两个可测面上,如果不能满足这一要求时,也可选在一个可测面上,但一定要分布均匀，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。当遇到薄壁小构件时,则不宜布置测区,因为薄壁构件在弹击时产生的振动,会造成回弹能量的损失,使检测结果偏低。如果必须检测,则应加以可靠支撑使之有足够的约束力时方可检测。4、测试动

4、作要规范,切忌随意操作。回弹的精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,是否规范操作。实际检测中若未严格按照标准规定的技术要求进行检测操作,责任心不强,敷衍了事,这样的检测将带来较大的测试误差,无法保证回弹质量,为此,应加强检测人员的职业道德素养,提高检测责任心。5、消除测试面因素的影响。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。我们在检测时经常遇到麻面或有浮浆的构件,回弹前必须有砂轮磨平,否则结果偏低。在测试面达到清洁、平整的前提下,还需注意混凝土表层是否干燥,混凝土的含水率会影响其表面的硬度,混凝土在水泡之后会导致其表面硬度

5、降低。因此,混凝土表面的湿度对回弹法检测影响较大,对于潮湿或浸水的混凝土,须待其表面干燥后再进行测试。6、注意碳化深度的测试取值。碳化深度值的测量准确与否与回弹值一样,直接影响推定混凝土强度的精度。在碳化深度的测试中,注意其深度值应为垂直距离,而非孔洞中呈现的非垂直距离。孔洞内的粉末和碎屑一定要清除干净之后再测量,否则将难以区分已碳化和未碳化的界线,造成较大的测试误差。测量碳化深度值时最好用专用测量仪器,不能采用目测方法。7、注意混凝土回弹值的修正。近年来,随着城市泵送混凝土使用的普及,采用回弹法按测区混凝土强度换算值表推定的测区混凝土强度值会低于其实际强度值。这是因为泵送混凝土流动性大,粗骨

6、料粒径较小,砂率增加 ,表面硬度较低所致。因此在运用回弹法检测混凝土强度时,必须要事先了解到施工单位浇注混凝土的方式,并注意修正。另外,当检测时回弹仪为非水平方向且测试面为非混凝土侧面时,一定要先按非水平状态检测时的回弹值进行修正,然后再按角度修正后的回弹值进行不同浇筑面的回弹值进行修正,这种先后修正的顺序不能颠倒,更不能用分别修正后的值直接与原始值相加或相减,否则将造成计算错误,影响对混凝土强度的推定。回弹法检测混凝土强度的影响因素采用回弹仪测定混凝土表面硬度以确定混凝土抗压强度是根据混凝土硬化后其表面硬度（主要是混凝土内沙浆部分的硬度）与抗压强度之间有一定的相关关系。通常，影响混凝土的抗压

7、强度与回弹值的因素并不都是一致的，某些因素只对其中一项有影响，而对另一项不产生影响或影响甚微。弄清这些影响因素的作用及影响程度，对正确制订及选择测强曲线、提高测试精度是很重要的。我国回弹发研究成果基本只适用普通混凝土（由水泥、普通碎（卵）石、砂和水配制的质量密度为19502500Kg/m3的混凝土）。一、 原材料混凝土抗压强度大小主要取决于其中的水泥沙浆的强度、粗集料的强度及二者的粘结力。混凝土的表面硬度除主要与水泥沙浆强度有关外，一般和粗骨料与沙浆的粘结力以及混凝土内部性能关系并不明显。1、 水泥  浙江省建研院的试验结果表明：当碳化深度为零或同一碳化深度下，用普通硅酸盐

8、水泥、矿渣硅酸盐水泥及粉煤灰硅酸盐水泥的混凝土抗压强度与回弹值之间的基本规律相同，对测强曲线没有明显差别。自然养护条件下的长龄期试块，在相同强度条件下，已经碳化的试块回弹值高，龄期越长，此现象越明显。这主要是不同水泥品种的混凝土碳化速度不同引起的。广州市建筑科学研究所和冶金部第十七冶金建设公司建研所、陕西省建研院试验后认为：用于普通混凝土的五大水泥品种不同标号、不同用量对回弹法的影响在考虑了碳化深度的条件下，可以不考虑。2、 细骨料普通混凝土用细骨料的品种和粒径，只要符合普通混凝土用砂质量标准及检验方法（JGJ52）的规定，对回弹法测强没有显著影响。国内外试验研究资料和看法一致。3、 粗骨料粗

9、骨料的影响，至今看法不统一。国外一般认为粗骨料品种、粒径及产地均有影响。国内也反映了不同的意见和看法，有的认为不同石子品种对回弹法测强有一定影响，有的认为影响不大，认为分别建立曲线未必能提高测试精度。二、 外加剂试验表明，可以不考虑非引气型外加剂对混凝土回弹测强的影响。三、 成型方法试验表明，只要成型后的混凝土基本密实，手工插捣和机振对回弹测强无显著影响。但对一些采用离心法、真空法、压浆法、喷射法和混凝土表层经过各种物理、化学方法处理成型的混凝土，应慎重使用回弹法的统一测强曲线，必须经过实验验证后方可使用。四、 养护方法及湿度1、 养护方法的影响标准养护与自然养护的混凝土含水率不同，强度发展不

10、同，表面硬度也不同，尤其在早期，差异更明显。国内外资料都主张标准养护与自然养护的混凝土应有各自不同的校准曲线。还有试验表明，蒸汽养护使混凝土早期速度增长较快，但表面硬度也随之增长，若排除了混凝土表面湿度、碳化等因素的影响，则蒸养混凝土的测强曲线与自然养护混凝土基本一致。因此，主张蒸养出池7D以内的混凝土应另行建立专用测强曲线，而蒸养出池7D以上的混凝土可按自然养护混凝土看待。2、 湿度的影响国内外一致认为湿度对回弹法测强有较大的影响。试验表明，湿度对于低强度混凝土影响较大，随着强度的增长，湿度的影响逐渐减小，对于龄期较短的较高强度的混凝土的影响已不明显。五、 碳化及龄期水泥经水化就游离出大约3

11、5%的Ca（OH）2，混凝土表面受到空气中CO2的影响，逐渐生成硬度较高的Ca CO3，这就是混凝土的碳化现象，它对回弹法测强有显著影响。随着硬化龄期的增长，混凝土表面一旦产生碳化现象后，其表面硬度逐渐增高，使回弹值与强度的增加速率不等，显著影响了fcu-R的关系。对于三年内不同强度的混凝土，虽然回弹值随着碳化深度的增大而增大，但当碳化深度达到某一数值如等于6MM时，这种影响基本不在增长。六、 模板使用吸水性模板会改变混凝土表层的水灰比，时混凝土表面硬度增大，但对混凝土强度并无显著影响。试验表明：只要模板不是吸水类型且符合混凝土工程施工质量验收规范（GB50204-2002）的要求时

12、，它对回弹法测强没有显著影响。七、 泵送混凝土非泵送混凝土中很少掺加外加剂或仅掺加非引气型外加剂，而泵送混凝土则掺加了加气型泵送剂、砂率增加、粗骨料粒径减小、塌落度明显增大。故有必要对回弹法检测泵送混凝土抗压强度进行修正。八、 其它混凝土分层泌水现象使一般构件底边石子较多，回弹读数偏高；表层泌水，水灰比略大，面层疏松，回弹值偏低。钢筋对回弹值的影响视混凝土保护层厚度、钢筋直径极其密集程度而定。资料表明：当保护层厚度大于20mm，钢筋直径为4-6mm时，可以不考虑它的影响。中国建筑科学院结构所就约束力对回弹测值的影响的试验表明：约束力对回弹测值有明显的影响，要使回弹值相同，必须按有效的约束荷载，

13、试验证明了15%极限荷载最为有效，约束力太低或太高都会使回弹值偏低。由此证明，对于小试件回弹测试，如果约束不够，都会造成回弹值不准且分散性较大。另，测试时的大气温度、构件的曲率半径、厚度和刚度以及测试技术等对回弹也有不同程度的影响。摘要：介绍了回弹仪检测混凝土强度的仪器、原理和方法，以及影响检测强度值的因素，提供了无损检测最广泛、最简便、准确的测定混凝土强度的方法。 关键词：碳化深度；回弹值；抗压强度；混凝土   现场检测混凝土强度的检测方法很多，如钻芯法、拔出法、压痕法、射击法、回弹法、超声法、回弹超声综合法、超声衰减综合法，射线法落球法等，其中回弹法、超声回弹综合法是应

14、用最广的无损检测方法，混凝土试块的抗压强度与无损检测的参数（ 超声声速值、回弹值、拔出力等）之间建立起来的关系曲线称为测强曲线，它是无损检测推定混凝土强度的基础。测强曲线根据材料来源，分为统一测强曲线、地区测强曲线和专用（ 率定）测强曲线三类。   利用回弹仪（ 一种直射锤击式仪器）检测普通混凝土结构构件抗压强度的方法简称回弹法。下面着重介绍回弹法检测混凝土强度。   1 检测原理及特点 1.1 原理   由于混凝土的抗压强度与其表面硬度之间存在某种相关关系，而回弹仪的弹击锤被一定的弹力打击在混凝土表面上，其回弹高度（ 通过回弹仪读得

15、回弹值）与混凝土表面硬度成一定的比例关系。因此以回弹值反映混凝土表面硬度，根据表面硬度则可推求混凝土的抗压强度。 1.2 特点   用回弹法检测混凝土抗压强度，虽然检测精度不高，但是设备简单、操作方便、测试迅速，以及检测费用低廉，且不破坏混凝土的正常使用，故在现场直接测定中使用较多。   影响回弹法准确度的因素较多，如操作方法、仪器性能、气候条件等。为此，必须掌握正确的操作方法，注意回弹仪的保养和校正。   回弹法检测混凝土抗压强度技术规程（ JG J/T23-2001）中规定：回弹法检测混凝土的龄期为7 d1 000 d，不适用于表

16、层及内部质量有明显差异或内部存在缺陷的混凝土构件和特种成型工艺制作的混凝土的检测，这大大限制了回弹法的检测范围。   另外，由于高强混凝土的强度基数较大，即使只有15% 的相对误差，其绝对误差也会很大而使检测结果失去意义。  2 仪器   测量回弹值使用的仪器为回弹仪。回弹仪的质量及其稳定性是保证回弹法检测精度的技术关键。   2.1 类型   国内回弹仪的构造及零部件和装配质量必须符合混凝土回弹仪（ JJG 817-93）的要求。回弹仪按回弹冲击能量大小分为重型、中型和轻型。普通混凝土抗压强度

17、不大于C50 时，通常采用中型回弹仪；混凝土抗压强度不小于C60 时，宜采用重型回弹仪。   传统的回弹仪是通过直接读取回弹仪指针所在位置读数来测取数据的，为一直读式。目前已有的新产品有自记式、带微型工控机的自动记录及处理数据等功能的回弹仪。   2.2 影响检测性能的因素   影响回弹仪检测性能的主要因素有： 回弹仪机芯主要零件的装配尺寸，包括弹击拉簧的工作长度、弹击锤的冲击长度以及弹击锤的起跳位置等。 主要零件的质量，包括拉簧刚度、弹击杆前端的球面半径、指针长度和摩擦力、影响弹击锤起跳的有关零件。 机芯装配质量，如调零螺钉、固定弹

18、击拉簧和机芯同轴度等。   2.3 钢砧率定作用   我国传统的回弹仪率定方法是：在符合标准的钢砧上，将仪器垂直向下率定。 由上述影响回弹仪检测性能的主要因素可知，仅以钢砧率作为检验合格与否往往是欠妥的。只有在仪器个装配尺寸和主要零件质量合格的前提下，钢砧率定值才能够作为检验合格与否的一项标准。  3 检测强度值的影响因素   回弹法是根据混凝土结构表面约6 m m 厚度范围的弹塑性能，间接推定混凝土的表面强度，并把构件竖向侧面的混凝土表面强度与内部看作一致。因此，混凝土构件的表面状态直接影响推定值的准确性和合理性

19、。3.1 原材料 3.1.1 水泥   水泥品种对回弹法测强的影响，还存在争议。一种观点认为，只要考虑了碳化深度的影响，可以不考虑水泥品种的影响。3.1.2 集料   已有的研究表明，只要普通混凝土用细集料的品种和粒径符合普通混凝土用砂质量标准及检验方法（ JG J52）的规定，对回弹法测强的影响不显著。   3.1.3 粗集料   目前，人们对粗集料品种的影响还没有一致的认识。一般在制订地方测强曲线时，结合具体情况予以考虑。  3.2 外加剂   在普通混凝土中，外加剂对回

20、弹法测强的影响不显著。掺有外加剂的混凝土测强曲线比不掺者的强度偏高1.5 M Pa5 M Pa。这对于采用统一测强曲线进行的回弹法检测，所得混凝土强度的安全性是可以接受的。   3.3 成型方法   总体上，不同强度等级、不同用途的混凝土混合物，应有各自相应的最佳成型工艺。但是只要混凝土密实，其影响一般较小。喷射混凝土和表面通过特殊物理方法、化学方法成型的混凝土，统一测强曲线的应用要慎重。   3.4 养护方法及湿度 混凝土在潮湿的环境或水中养护时，由于水化作用较好，早期和后期强度均比在干燥条件下养护得高，但表面硬度由于被水软化而降低

21、。不同的养护方法产生不同的湿度对混凝土强度及回弹值都有很大的影响。标准养护与自然养护的混凝土含水率不同，右强度发展不同，则表面强度也不同。在早期，这种差异更明显。湿度对强度的混凝土的影响较大，但随强度的增加，湿度的影响逐渐减小。  3.5 碳化及龄期   水泥一经水化游离出大约35% 的氢氧化钙，它对混凝土的硬化起了重大的作用。已经硬化的混凝土表面受到二氧化碳的作用，使氢氧化钙逐渐变化，生成硬度较高的碳酸钙，即发生混凝土的碳化现象，它对回弹法测强有显著的影响。   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，从而影响

22、混凝土强度与回弹值的相关关系。不同的碳化深度对其影响不一样。对不同强度等级的混凝土，同一碳化深度的影响也有差异。   国外消除碳化影响的做法是磨去混凝土碳化层或不允许对龄期较长的混凝土进行测试。我国是用碳化深度作为一个测强参数来反映碳化的影响。虽然回弹值随碳化深度的增加而增大，但碳化深度达到6 m m ，这种影响基本不再增长。   3.6 泵送混凝土   根据福建建筑研究院的试验研究，对于泵送混凝土用测区混凝土强度换算得出的换算强度值普遍低于混凝土的实际抗压强度（ 试件强度）值。换算强度值越低，误差越大，且正偏差居多。 当换算强度值在

23、50 M Pa 以上时影响减小。误差修正可以按表1执行。      3.7 混凝土表面缺陷   根据检测经验，构件混凝土局部表面偶尔出现异常状态，强度异常低，在分析排除施工或材料异常的情况下，应考虑存在混凝土表面与内部强度差异较大的可能。造成表面强度局部异常的常见原因有施工振捣过甚，表面离析，砂浆层太厚，局部混凝土表面潮湿软化，构件表面粗糙，检测前未按要求认真打磨等操作失误或测区划分错误。混凝土表层强度几乎不影响构件的承载力和刚度，因此若仍按规程以测区强度最小值来推定，必然过于保守，可能导致错误决策，故有必要先进行异常值的判断，当判定

24、属于数据异常时，有条件的可采取钻芯法进一步检测。   3.8 混凝土结构中表层钢筋对回弹值的影响   采用回弹仪所测得的回弹值只代表混凝土表面层2 cm 3 cm的质量。因此，在实际工作中，钢筋对回弹值的影响要视钢筋混凝土保护层厚度、钢筋直径及疏密程度而定。如果在工程施工中，按规定混凝土中钢筋保护层厚度普遍大于20 m m ，用回弹仪进行对比回弹，混凝土回弹值波动幅度不大，可视为没有影响。在通常的情况下，混凝土保护层厚度基本大于规范规定值，在回弹检测混凝土强度过程中，对钢筋的影响可忽略不计。  4 检测方法 4.1 数据采集4.1.1

25、 工程资料   用回弹法检测前，应全面、正确了解被测结构的情况，如混凝土设计参数、混凝土实际所用混合物材料、结构名称、结构形式等。   4.1.2 测区回弹值   测区的选定采用抽检的方法，在0.2 m ×0.2 m 范围内测点均匀分布。所选测区相对平整和清洁，不存在蜂窝和麻面，也没有裂缝、裂纹、剥落，层裂等现象。按照利用回弹仪进行无损检测的规范， 即根据回弹法检测混凝土抗压强度技术规范（ JG J/T23-2001）的规定，在每一个检测区测取16 个回弹值。每一读数都精确到1。测点间距不小于20 m m ，测点距构件边缘不

26、小于30 m m 。在检测时，回弹仪的轴线始终垂直于被检测区的测点所在面。   4.1.3 碳化深度   在有代表性的测区进行碳化深度测定。当碳化深度大于2.0 m m 时，应在每个测区进行碳化深度测定。  4.2 强度计算 4.2.1 回弹值计算   从每一个测区所得的16 个回弹值中，剔除3 个最大值和3个最小值后，将余下的10 个回弹值按下列公式计算平均值： 式中，Rm 为测区平均回弹值，精确至0.1；Ri为第i 个测点的回弹值。   4.2.2 回弹值修正    对于回弹仪非水平方向检测混凝土浇筑侧面时，回弹值按下式校正。 Rm=Rm +Ra   式中，Rm 为非水平方向检测时测区的平均回弹值，精确至0.1；Ra 为非水平方向检测时测区的平均回弹值的修正值，按表2 取值。   将回弹仪水平方向检测混凝土