回弹法及其在工程质量检测中的应用

　　回弹法作为无损检测方法之一有着快速、可靠、经济的特点，特别是它不破坏混凝土的正常使用、抽取构件数量多，能获得较多样本数量、试验结果能较好地反映混凝土质量的变异性和均质性，因此在工程质量检测中得到广泛的应用，尤其是当结构混凝土强度因试块数量不足或对代表性有怀疑时，是首选的方法，但其检测结果只能是评价现场混凝土强度或处理混凝土质量问题的依据之一，不能用作评定混凝土抗压强度。本文对在混凝土检测中常用的回弹法进行了阐述分析。

　　关键词：回弹法;混凝土检测;无损检测

　　一、前言

　　随着建筑行业的迅猛发展，混凝土强度无损检测技术的研究工作也得到了广泛开展。一方面，我国城镇大量旧有建筑(包括民用建筑和工业建筑)由于原有设计和老化等原因，面临维修、加固、改造工作;另一方面，经济文化生活和城市化进度的加快，建设速度以及建设规模日益增加，建筑质量问题日益突出。因此，对建筑结构，特别是混凝土结构检测鉴定工作。传统的回弹法由于其便捷、灵活以及成本较低，在全国得到了广泛应用，

　　回弹法在我国的使用历史比较久远，长达40 年，我国在回弹法检测混凝土强度方面发展的也较为成熟。国外在使用回弹法时精度不高，有的只能定性判断混凝土质量，不能定量给出具体强度数值。而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。因此回弹法在我国的使用越来越广泛。不但制定了回弹法检测技术规程，同时还形成了国家统一测强曲线。回弹法统一测强曲线经过15年使用，效果较好。而且经过一些省市验证，验证平均相对误差及相对标准差均能满足要求。同时我国已经颁布了《回弹法检测高强混凝土强度技术规程》Q/JY17-2000，而且该规程还表明，在具有钻芯试件作校核的条件下，还可以按该规程进行长龄期混凝土的强度检测。我国曾经两次颁布回弹法检测技术规程。这也从另一方面说明了回弹法在我国的使用还是比较成功的。尽管如此，我们并不能以此来代替试块去评定混凝土强度。只有符合规程规定的条件才能使用回弹法检测，并且检测结果只能作为处理混凝土质量问题的一个依据。只能反映回弹值(和碳化深度)与强度的关系，而没有考虑与强度相关的其他因素;由于测强曲线的差异，强度检测评定时准确性有时很难保证;对混凝土内部质量如孔洞、裂缝、疏松等则无任何反映;由于操作人员、实验条件等因素的影响，导致回弹值的随机性较大，进而会造成较大的误差。

　　二、回弹法检测原理及方法

　　(一) 原理

　　回弹法是依据混凝土强度与其表面硬度之间存在着相关性而建立的一种检测方法，它是用一弹簧驱动的重锤，通过弹击杆，弹击混凝土表面，并测出重锤反弹回来的距离，以回弹值作为与强度相关的指标，来推定混凝土强度的一种方法。由于测量在混凝土表面进行，所以属于一种表面硬度法。

　　(二) 方法

　　检测依据根据《回弹法检测混凝土抗压强度技术规程》，回弹法是通过回弹仪器测定混凝土表面硬度继而推定其抗压强度。

　　按批检测：在相同的生产条件、相同的混凝土强度等级，原材料、配合比、成型工艺、养护：条件基本一致，且龄期相近的同类构件，不得少于该批构件总数的30%，且测区数量不得少于100个。按单个构件检测：对长度不小于3m的构件，其测区不少于10个，对长度小于3m，且高度死于0.6m的构件，其测区数量可适当减少，但不应少于5个。需钻取混凝土芯样对回弹值进行修正时，芯样试件数量不少于3个。

　　必须使用有检定合格证书的回弹仪。在检测前，需在20±5℃的室温条件下对回弹仪按标准方法在钢砧上进行率定。其率定平均值应符合80±2的要求。回弹仪使用时的环境温度为(-4～+40)℃。

　　检测前应检查混凝土表面是否清洁、平整，不应有疏松、浮浆、油垢以及蜂窝、麻面，必要时可用砂轮清除疏松层和杂物，且不应有残留的粉末或粉屑。检测面应为原状混凝土面。当检测条件与测强曲线的适用条件有较大差异时，可采用同条件试块或钻取混凝土芯样进行修正。

　　回弹测点宜在测区范围内均匀分布，相邻两测点的净距一般不小于20mm，测点距构件边缘或外露钢筋、预埋件的距离一般不小于30mm。测点不应在气孔或外露石子上，同一测点只允许弹击一次，每一测区应记取16个回弹值，每一测点的回弹值读数精确至1。规范对相邻测区的间距，测区的面积、回弹仪的使用方向、施压方法、碳化深度值的测量等均作了明确规定。

　　(三) 规范

　　在实际检测中，检测人员应严格按照标准规定的技术要求进行检测操作，提高回弹法的检测精度。仪器使用完毕后，要及时对回弹仪进行必要和细心的养护。

　　大凡需要用回弹法检测的混凝土结构或构件，往往是缺乏同条件试块或标准试块数量不足;或试块的质量缺乏代表性;或试块的试压结果不符合“规范”要求，并对结果持有怀疑。测试结果将作为评定混凝土强度的依据。因此，测试工作必须严格按“规范”进行。

　　1.测区的布置和选择。“测区”系指每一试样的测试区域。每一结构或构件至少应取10个测区来评定该构件混凝土的强度。测区的大小以能容纳16个回弹测点为宜。测区尽可能均布，两测区间距不宜大于2m。测区应布置在与模板相贴的表面上，一个测区最好由两个相对表面上的对称测面组成。

　　2.回弹值测量。每测区的两个测面各用回弹仪弹击8点，一个测区共测16个回弹值。以水平方向为弹击基隙方向，非水平方向弹击时回弹值应修正。

　　3.碳化深度测量。测完回弹值后随即测量构件的碳化深度。用凿子在测区表面形成直径约为15mm的孔洞，清除粉末、碎屑后立即用1%的酚酞酒精溶液浦在混凝土孔洞内壁边缘处，用钥尺测量自测面至深部不变色边缘处的垂直距离即为测点的碳化深度。一般一个测区选择一处测量碳化深度。

　　4.数据处理。从每个测区测得的16个回弹值中剔除3个最大值和3个最小值，取余下的10个回弹值的均值作为测区的回弹值。当弹击方向为非水平方向时，应首先对回弹值进行修正，然后进行非标准测面(即侧面布置在混凝土浇灌方向的顶面或底面)修正，最终得出测区回弹值躬。以测区内各测试点的碳化深度均值作为测区碳化深度植入。

　　5、采用全国统一测强曲线计算混凝土强度换算值时，被测混凝土尚应符合下列条件：

　　(1) 符合普通混凝土用材料、拌和用水的质量标准，粗骨料敞径<60mm;

　　(2) 不掺外加剂或仅掺非引气型外加剂;

　　(3) 采用普通成型工艺(加压、离心等不适用);

　　(4) 采用符合标准的模板;

　　(5) 龄期为14～1000d;

　　(6) 自然养护或蒸汽养护出池后，经自然养护7d以上，且混凝土表层为干燥状态;

　　(7) 设计混凝土抗压强度为10～50MPa。对统一曲线，其强度误差值为平均相对误差δ≤±15.0%;相对标准差Δy≤l 8.0%。

　　三、报告审核

　　应按规范要求审核报告的基本格式，其中较为重要的是审阅平均强度值、标准差、最小测区强度值(必要时需要求列出构件测区布置示意图及其强度值)，以及强度推定值。

　　结构或构件混凝土强度的检测报告，应按规范要求审核报告的基本格式，其中较为重要的是审阅平均强度包括下列主要内容：建设单位;委托单位;施工单位;设计单位;工程名称和结构或构件名称;施工日期;检测原因;检测环境;检测依据(所用标准名称及编号);回弹仪生产厂、型号、出厂编号及检定证号;结构或构件的平均强度值、标准差、最小测区强度值(必要时列出构件测区布置示意图及其强度值)及强度推定值;出具报告的单位名称(盖混凝土非破损检测报告专用章)、审核人、检测负责人、试验员的姓名及资质;)检测及出具报告的日期;其他需要说明的事项。对于无法用文字表达清楚的内容，应附简图。

　　回弹法检测的结果是强度推定值，规范规定不允许用回弹检测取代混凝土试件的制作，只是在对构件混凝土强度有怀疑时使用。正常情况下混凝土强度检测应以国家标准《混凝土结构工程施工及验收规程》及《混凝土强度检验评定标准》执行。

　　四、回弹法应注意的问题

　　影响回弹法准确性的因素很多，包括操作方法、构件选取、测区及测点布置以及计算方法等。为保证回弹法测强的检测精度应注意以下几个主要的影响因素。

　　(一) 仪器

　　回弹仪的质量及其测试性能直接影响混凝土强度推定结果的准确性，影响回弹仪检测性能主要因素有：指针摩擦力、弹击拉簧工作长度、弹击锤脱钩位置、弹击锤的冲击长度以及弹击锤起跳位置等。用于现场检测的回弹仪必须在有效检定期限内且处于标准状态，在对较大批量混凝土构件进行现场检测时应配备多台检验至标准状态的回弹仪，井随身携带标准钢砧，以备随时进行率定检测，以免由于连续对大批量构件进行弹击，单个回弹仪的工作状态会逐渐低于标准状态。

　　(二) 被检测构件的表向状态

　　回弹法是一种表层测试技术，即回弹值反映的是混凝土表面10～15mm厚范围内的硬度，通过混凝土表面回弹值与棍凝土抗压强度之间存在统计相关性来推定混凝土的实休强度，因此，混凝土表面的状态直接影响推定值准确性和合理性。导致混凝土表层与内部质量有明显差异或存在缺陷的因素主要有：第一是粗骨料。碎石，卵石对回弹测试有一定影响;第二是水泥安定性。水泥安定性不合格，会造成混凝土硬化以后，内部游离氧化钙，氧化镁，三氧化硫等二次水化，体积膨胀，造成混凝土开裂甚至疏松和溃散，降低混凝土强度，危害结构安全;第三是粉煤灰。掺粉煤灰的棍凝土早期强度低，后期强度高，因此在龄期28d时，用回弹法推定的结构混凝土实休强度偏低，对掺加粉煤灰的混凝土的回弹测强龄期，应考虑粉煤灰的影响因素;第四是外加剂，引气型外加剂会导致棍凝土构件表面的浆料微气孔较多、不密实，从而降低混凝土表面硬度。而且表面孔隙率大，易于碳化，碳化深度值较大，导致混凝土推定值偏低;第五是混凝土表面模板缝。现浇混凝土模板缝不严密会造成混凝土衰面漏浆使拼缝处混凝土砂浆包裹层相对偏薄，形成该处混凝土表面硬度偏大，回弹值高;第六是湿度。混凝土表面湿度对回弹法测强影响很大。因为混凝土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降低，且随着混凝土强度的降低，水对其表面硬度的软化作用增强。

　　四、结论

　　影响回弹法测强精确度的因素还有很多，它主要用于检测混凝土的抗压强度。其检测结果只能是评价现场混凝土强度或处理混凝土质量问题的依据之一，不能用作评定混凝土抗压强度。对于表层与内部质量有明显差异或内部存在缺陷的混凝土结构或构件的检测。应准确处理，严格技规程的规定来操作和计算，回弹法所测数值的可信度就能够保证。