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建筑工程混凝土强度检测中回弹检测方法应用

发表时间：2021/1/29 来源：《建筑科技》2020年8月上作者：范煜承

[导读] 随着建筑行业的快速发展，在混凝土强度检测时，单一检测方法存在检测数据不准确和内部测量困难等问题，通过综合运用多种检测方法，能提高混凝土强度检测的准确性。

山东济南和富工程检测有限公司范煜承 250000

摘要：随着建筑行业的快速发展，在混凝土强度检测时，单一检测方法存在检测数据不准确和内部测量困难等问题，通过综合运用多种检测方法，能提高混凝土强度检测的准确性。
关键词：建筑工程；混凝土；强度检测；回弹检测
        引言
        超声回弹综合法目前被广泛应用于各类建筑项目中，它在评估检测现场取样与测试设备方面特别到位，特别是针对混凝土的铸造质量检测非常具有针对性。在施工现场需要采用该综合法获取测试数据变化，分析表明混凝土强度实际状况。
        1.回弹仪工作原理
        与钻芯法和标准立方体试块采用压力机直接测量抗压强度不同，回弹法通过测量混凝土的硬度来推求其抗压强度。由于混凝土抗压强度与其表面硬度存在一定的相关性，但材料的硬度和强度很难建立起相关的关系。而回弹法是表面硬度法的一种，利用测试出的回弹值大小来确定混凝土的表面硬度，故可以间接用回弹值来推定抗压强度。如弱混凝土强度低，则塑性变形相对较大，在收到弹击能量时，混凝土会吸收更多的能力，而反弹回去的能量变少，回弹值就小，即混凝土强度大小与回弹值大小在一定基础上呈正比关系。工程上常用的是中型回弹仪。
        2.建筑工程混凝土强度检测中回弹检测方法应用
        2.1创新对策
        回弹检测的对象无论是同一试件不同部位或是不同试件，都无法规避混凝土抗压强度存在偏差的问题。因此，为克服该问题，创造性地提出了“分割回弹检测和数据处理评价，分别对验证人员回弹检测的现场操作水平（数据不作采集）和数据处理水平进行考核”的新思路。在此基础上，鉴于单纯的回弹法数据处理考核难度低，经专家研究，制定了以“现场操作水平考核+钻心修正回弹数据处理水平考核”联合方式的创新方案，从根本上解决了上述的核心问题。2.2样品试件来源在“创新方案”下，回弹数据已不作采集分析，因此不再对样品试件的均质性提出高要求。然而，一方面，由于样品试件表面仍需要进行划分测区、回弹检测和碳化测量，因而每名人员都应具备独立的操作面。如果循环利用样品试件就一定会造成相互干扰而无法顺利实施，因此制备大量样品试件是必要的。另一方面，通常情况尺寸小的样品试件不易满足人员操作空间需要，因而采用大尺寸的样品试件也是必要的。这两方面都大大增加了制作成本。承办单位正计划采购一批桩基静载用的压重配块（尺寸3000mm×670mm×800mm），可以作为能力验证的样品试件，同时还解决了费用问题。
        2.3检测部位
        本次对某市高层公寓建筑工程进行混凝土检测，因该工程处于在建阶段，为了检验已建工程的质量是否符合标准，对其中1-4层的混凝土强度进行检测。在混凝土浇筑过程中，为全面掌握不同细部构造部位混凝土强度情况，并降低不同养护条件对混凝土回弹检测的影响，选取各细部构造部位底板、左腹板、右腹板、顶板等构造进行强度检测，每个测点留置5组试块，按同等标准养护条件进行养护，养护温度为20±2℃，相对湿度控制在95%以上，定期洒水养护管理。养护至30d后进行混凝土强度回弹检测。本次测量中，每个测区5个测点各留置2个试块，分别测量2次，即每个测区共计测量20次，以此来保障测量精度。为保障数据准确，减少异常值对回弹检测准确性的影响，分别剔除最大、最小测量值，取中间12个数值均值作为测区混凝土强度数值。
        2.4回弹强度与抗压强度
        标准养护的自密实混凝土抗压强度，早期增长比较快，后期逐渐放缓。强度等级为C15的混凝土试块14d龄期时的抗压强度达到28d龄期时抗压强度的86.0%，强度等级为C20和C25的自密实混凝土，14d龄期时的抗压强度达到28d龄期抗压强度的90%以上。

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由于在设计配合比时，粉煤灰掺量占总胶凝材料的50%左右，掺量较多，而粉煤灰水化过程较普通硅酸盐水泥慢，所以在28～90d龄期内其抗压强度增长较缓慢。同龄期和强度等级的自密实混凝土试块，回弹值均大于立方体抗压强度平均值。C15强度等级混凝土14d最大差值为6.8MPa，占实际抗压强度的37.0%；C25强度等级混凝土90d最小差值为2.2MPa，占实际抗压强度的6.4%。
        2.5样品试件布置和检测区域划分
        由于回弹数据不作采集，测区数量的多少基本不会对验证结果产生影响，因此，测区越少越有利于减少样品试件制作数量。然而，如果仅设定验证1-4个测区，就会面临3个问题：首先，在测区中随机选择测量碳化深度受到限制；其次，依据JGJ/T23－2011《回弹法检测混凝土抗压强度技术规程》要求，构件检测的最小测区数量不应小于5个，导致与规范不符且缺乏科学性；最后，测区太少也不利于现场有充足的时间考核打分。因此，综合考虑验证的规范性、科学性和样品试件数量，采取按照高度小于300mm的小型构件回弹5个测区进行评定。
        2.6减少混凝土龄期含水率影响
        除对骨料影响进行测试以外，它也能够对混凝土龄期含水量等因素进行分析，了解其对混凝土整体质量的影响。此时要充分考量到混凝土的含水量较高这一问题，伴随混凝土中含水量的升高，其超声速度增长率则会降低，回弹值则会增加，所以结合传统与超声回弹综合法两种方法进行检测可有效规避许多不良影响因素，例如混凝土年龄与水分含水量所带来的客观影响。
        2.7回弹法测量混凝土强度准确性分析
        现场施工过程中，混凝土回弹值测量的准确性受混凝土等级、原材料配比、龄期、成型方法、养护条件、碳化深度等多种因素条件影响。同一工程原材料配比一般变化不大，回弹值测量值也根据规范按碳化深度值进行了修正，因此本文选取混凝土等级、龄期、养护条件、成型方法4个因素进行比对分析。测定不同强度等级混凝土回弹值时依然采用每个试块回弹4个面，每一组数据通过4个同批次制作并经标准养护28d的试块测得，试验检测了3组试块的回弹值，而以一组标准试块的压力机测得抗压强度为标准值。统计回弹测量的数据经修正后得到最终的回弹值。当混凝土等级较低时，回弹值与标准值差值较大，但都在15％范围内，整体差值能满足测量要求；当混凝土等级较大时，两者差值较小。因此，回弹法测量低等级混凝土时，应对检测结果比较谨慎。
        2.8校准与养护方面
        需要基于常温角度对空气中强度、温度变化进行分析，结合空气声速图定期检查设备的实际运行状况。在实际使用超声回弹综合法过程中也要对设备抵抗污垢与冲击能力进行进一步分析。在设备长时间未能投入使用状况下，应该对其设备剧烈振动与碰撞情况进行调整，基于超声回弹综合法对内外部各种影响因素进行分析，例如要分析外部水泥、粗糙骨料与硬化条件是否已经发生变化，结合这些变化与回归分析了解混凝土强度检测试验结果，建立回归准确率曲线，分析曲线值。一般来说，强度与声波都是会对混凝土的施工使用产生较大影响的，为此需要首先确保混凝土组成材料选择条件到位，再一点要对水泥温度、混凝土使用面积进行控制，了解它们受到其它超声影响后的变化情况。
        结语
        工程在混凝土强度检测中合理运用回弹检测方法，并对各测区试块混凝土强度数据进行分析和研究，有效分析了工程混凝土强度参数，为工程施工和竣工验收提供了有效依据。在回弹法应用中，检测单位应根据混凝土强度检测要求合理留置试块，并加强对强度数据异常值剔除和模型构建，降低并消除异常值、检测角度和钢筋保护层对混凝土强度数据的影响，提高回弹法应用准确性和有效性。
参考文献
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