对回弹法检测混凝土强度的改进建议

对回弹法检测混凝土强度方法的改进建议时云锋屈振瑜刘福山吴梁（中国中铁隧道集团一处有限公司重庆401121）摘要：现行《公路路基路面现场测试规程》（JTGE60-2008）T09-054-1995回弹仪测定水泥混凝土强度的试验方法，近些年在国内各地得到广泛应用，而缺乏对回弹法测定水泥混凝土强度所存在的弊端进行深入探讨，文章结合施工现场检测数据探讨了该方法所存在的弊端，并提出了应对方法和建议。关键词：回弹仪测定水泥混凝土强度方法改进建议前言：随着我国高速公路事业以及其它各类国家基础建设的蓬勃发展，为了适应这种紧锣密鼓的大力投资兴建形势，基础建设试验检测领域中急需一套快捷高效的检测技术手段，确保工程质量达到预期目标。水泥混凝土制品作为一种基本的结构，是一种用最简单的工艺制作的最复杂体系，在整个基础建设中得到大量应用，加强对其质量检测的必要性显而易见。然而，水泥混凝土制品的设计强度通常以28天龄期的抗压强度为准，其强度又是以试件的破坏性极限抗压检测为依据，但是通过定型小试模制作的混凝土试件进行抗压试验检测的方法并不一定能真实地反映出相应水泥混凝土构件、结构物实体的真实强度，而通过钻芯取样的手段虽然能够客观真实、直接的反映出相应构件、结构物实体的实际强度，但造成的成本也会过高，并且有些构件、结构物或部位不宜采取钻芯取样的破坏性试验检测，因而急需一种直接而又快捷的检测方法对相应的水泥混凝土构件、结构物进行强度推测。因此，回弹仪测定水泥混凝土的试验检测方法就应运而生了。那么，这种方法究竟能否让人值得信赖呢？下面就此进行一点探讨。1、水泥混凝土强度部分检测方法对比：（1）标准试件的极限抗压试验检测方法：这种试验检测只能是对给定的混凝土配合比按照规范要求进行标准振实、标准养护或是同条件养护情况下的混凝土标准试件的检测，这种方法中所制作的试件与结构物本身并不具有完全同条件的制作过程。这种方法只是一种规定的标准，是大家为了使试验检测便于操作和对比而形成的一种共识，实际上并不能真实的反映出构件或结构物实体的强度。（2）钻芯取样的试件极限抗压试验检测方法：钻芯取样的试件极限抗压试验检测法是目前大家公认最直接、最有效、最客观、最真实的试验检测方法，这种方法常用于最终的裁定。但这种检测方法，需要进行不可修复的破坏，有可能对于破坏了的构件或结构物造成彻底报废的严重后果。所以，这种方法只能是必要时所用的“尚方宝剑”。（3）回弹仪测定法：回弹仪是利用检测材料表面强度的肖氏硬度（Shore’shardness）原理的仪器，其读数不是直接的混凝土强度值，而需要查表求得。由回弹仪测定水泥混凝土强度的影响因素比较复杂，其复杂性在于：混凝土是一种多相非均质材料，回弹值和抗压强度之间没有唯一的关系；被回弹的对象表面浆体与骨料之间的厚度和骨料的硬度、强度都存在不均性；混凝土表面碳化层又是一种与未碳化的混凝土硬度不同的材料（同种材料的硬度与厚度没有直接的关系）。而测区回弹值与混凝土抗压强度值换算表中的影响因素比较单一，仅考虑了碳化深度的影响，因而得出的结果应该偏差较大。如何处理这种偏差呢？下面通过一组试验数据进行侧面分析探讨。2、各种强度等级水泥混凝土回弹强度与实测极限抗压强度对比试验：对比试验操作方法：采用28天龄期150mm×150mm×150mm立方体标准试件，先置于混凝土压力试验机上，转动法兰盘加力卡牢，采用回弹仪回弹各侧面对称两个面各回弹8点一组对称面共16点，去掉3个最低值和3个最高值，剩余10个回弹值进行平均，查表换算得到回弹强度，其余两个对称面同样方法得到回弹强度值，两次得到的回弹强度值平均值与该试件极限抗压强度值比对。见表1。表1强度等级同条件养护下各标准试件28d龄期回弹值（150mm×150mm×150mm）回弹平均值换算回弹强度Mpa实测抗压强度Mpa差值MPa备注12345678910111213141516ABB-AC25水下3438343439353536353633353535363835.632.936.153.253632333534343634373636383837343435.232.134.992.893537343536353634363234363536343235.031.834.522.723734383434343334343234343230323233.529.135.696.593232324430343234343436383640373434.330.538.848.343434323234303335383735363834363835.031.834.772.97平均值31.435.834.46C25普通3230323632283028323032343230342831.225.233.007.802432343234342830343232303230323231.826.229.683.483228323432343240323234323434323032.627.632.084.483234323234303032323434323234323232.427.230.032.833230303032343430303430323230323031.024.930.785.883030323428303232303434323228303031.024.931.756.85平均值26.031.225.22C30普通3438343438343836383434363632343635.232.142.4510.353634363440343442363232423634303635.031.840.809.003434363638383438363836363632363836.234.042.488.483434343434343636343636363632323434.631.142.6911.593434323442403434363636343640303434.831.441.209.804036343442343434483436383034363635.232.142.4610.36平均值32.0842.019.93C50高强5044445050464854485048343842463846.656.570.1313.634046502236443236485046485248485245.453.669.5515.954554494947484446494949484949464948.358.371.1012.804749363450454749444653515044495147.659.071.8412.844650505446495050484847484045454347.759.270.4911.296046425250505148424748495050524248.959.772.9913.295247464644494845484851444545415646.756.771.6814.985046505346505147484054505240484848.859.569.379.875150505654525250404146484654474849.458.567.478.97平均值57.8970.5112.62（1）、根据不同配合比所拌制的同强度等级的水泥混凝土回弹强度与实测极限抗压强度对比结果，发现C25普通水泥混凝土换算回弹强度不能满足JTGF80/1-2004《公路工程质量检验评定标准》附录D中水泥混凝土试件小于10组时的非统计方法评定要求的28.7Mpa要求，而其试件实际抗压强度能够满足评定要求，C25水下灌注桩水泥混凝土换算回弹强度则能够满足该评定要求。因此，对于相同强度等级的水泥混凝土来说，采用不同的配合比（水胶比不同、砂率不同、坍落度不同等）的条件下，其回弹值推判得到的结果可能存在严重的误判。（2）、根据低强度等级、高强度等级水泥混凝土换算回弹强度与实测极限抗压强度对比，发现强度越高的水泥混凝土换算回弹强度与试件实测抗压强度差值越大，回弹结果存在的偏差越大，而JTGE60-2008《公路路基路面现场测试规程》T0954-1995中未给出消除这种偏差的方法，无法直接通过实体的换算回弹强度判定相应构件或结构物的实际强度是否合格。（3）、对比试验结论：通过以上对比试验结果，回弹仪回弹值换算出的强度值与实际极限抗压强度存在较大的偏差，不能直接作为判断实体结构强度是否合格的依据。但是，对于水泥混凝土强度来说，采用回弹仪测定同种配合比同条件施工的水泥混凝土结构的表面硬度与其实际抗压强度（芯样强度）存在一定的正比关系。因此，采用回弹仪回弹的方法需要改进一下，即能更好的对现场实体结构的强度进行推测。3、回弹值用于推判实际构件、结构物的方法改进：（1）、首先，预浇筑1~2个与被回弹的构件或结构物厚度相同、高度及长度等尺寸适宜的试验体，确保试验体模板、混凝土拌制、运输、振捣等与待施工的构件或结构物施工条件尽可能接近。（2）、接着对该批采用待施工的构件或结构物相同条件的试验体养护至要求的龄期。（3）、对该批达到相应强度龄期的试验体表面进行回弹，并在相应部位进行钻芯取样，进行芯样抗压强度检测。（4）、记录相应的回弹值、抗压强度值、环境条件（温湿度），换算结果，对比并统计分析，用于指导后续施工的实际构件回弹强度结果的推测，进而判断其合格情况。4、结束语：本文的目的，就是希望在水泥混凝土结构这种复杂体系生产过程中，结合回弹仪在工程中的应用，采取工艺试验的方式对回弹仪的结果进行修正，以便更好地推判水泥混凝土制品的强度，更好地控制不合格混凝土产品。参考文献：1、交通部公路科学研究院，公路路基路面现场测试规程，JTGE60-2008/交通部，北京：人民交通出版社出版发行，2008.05.282、交通部公路科学研究院，公路工程水泥及水泥混凝土试验规程，JTGE30-2005/交通部，北京：人民交通出版社，2005.03.033、交通部公路科学研究院，公路工程质量检验评定标准，JTGF80-2004/交通部，北京：人民交通出版社，2004.09.044、原清华大学土木水利学院，质疑“回弹法检测混凝土抗压强度”，廉慧珍，作者简介：时云锋，35岁，男，中国中铁隧道集团一处有限公司，工程师，电话：[phone]。屈振瑜，25岁，男，中国中铁隧道集团一处有限公司，技术员，电话：[phone]。刘福山，25岁，男，中国中铁隧道集团一处有限公司，技术员，电话：[phone]。吴梁，21岁，男，中国中铁隧道集团一处有限公司，实习生，电话：[phone]。