土木工程测试技术-回弹法测量技术

回弹法检测混凝土抗压强度应用摘要：回弹法是通过测定混凝土表面硬度，来推算抗压强度的一种现场非破损检测技术。

因其操作简便、使用快捷，且具有很高的测试精度，因而广泛应用于工程施工中对混凝土、砌体砂浆的强度检测。

对回弹法检测的使用条件、影响因素进行了技术分析，并提出了提高回弹法测强精度的措施及检测中注意事项。

关键词：回弹法；回弹仪；检测；混凝土强度；非破损检测；抗压强度；影响因素；提高措施；注意事项；工程实例。

1．引言目前，在现场检测混凝土强度过程中，有许多种不同的检测方法，如钻芯法、拔出法、压痕法、射击法、回弹法、超声法、回弹超声综合法等，其中回弹法、超声回弹综合法是应用最广的无损检测方法。

下面我们就以回弹法检测进行探讨，回弹法是通过测定混凝土表面硬度从而推定混凝土整体强度的力学方法之一。

根据混凝土强度与表面硬度之间存在的相关关系，用检测混凝土表面硬度的方法间接检验或推定混凝土强度，即采用定值动能的弹簧与钢锤冲击混凝土表面，其回跳值与表面硬度也存在着相关关系。

因此，通过试验的方法，建立混凝土强度与回跳值的相关关系来确定混凝土的抗压强度，这就是回弹法测定混凝土强度的基本原理.2．回弹仪在非破损检测中的正确运用2.1 如何合理布置构件测区( 1) 测区应根据结构或构件的大小及质量而定。

当批量检测的构件数量不到足10 个时，应逐个布置测区。

每一测区的面积宜≯0． 04 m2，每一测区应记取16 个回弹值。

回弹仪按水平方向测得混凝土构件浇注侧面的16 个回弹值后，分别剔除3 个最大值和3 个最小值，按余下的10 个回弹值取平均值Rm。

构件数量＞ 10 个时，随机抽样的数量不应少于构件总数的30 %，测区也应≮10 个。

( 2) 测区位置的布置应遵循以下原则: 相邻两测区的间距应控制在2 m 以内，测区距构件边缘的距离宜≯0． 5 m，回弹仪置于构件最大受力处。

测区位置内的回弹仪应处于水平方向检测混凝土浇注的侧面，混凝土表面必须清洁、平整，并保持混凝土构件的原始结构不发生变化。

混凝土表面的浮浆或杂物需清除，必要时可用细砂轮清除。

( 3) 当回弹仪非水平方向测定混凝土浇注侧面、表面或底面时，应将测得的回弹平均值按不同测试角度和不同浇注面的影响分别修正。

评定时，按相同的生产条件、混凝土强度等级、原材料、配合比、成型工艺、养护条件、相近龄期的同类构件来进行。

2.2 如何正确操作回弹仪使用回弹仪检测时，回弹仪的轴线应始终垂直于结构或构件的检测面，缓缓施压、准确读数、快速复位，测点应在测区内均匀分布。

相邻两测点的净距应≥20 mm，测点距构件边缘或外露钢筋预埋件的距离应≥30 mm。

测区不应设在有气孔或外露石子的位置上，每一测点只允许弹击1 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0.1。

2.3 如何正确运用规范( 1) 碳化值的测定应按技术规程的要求，在有代表性的位置上测量碳化深度值。

在构件表面钻直径约15 mm 的孔洞，其深度应大于所估计的混凝土的碳化深度，再吹净混凝土表面的尘土和杂物，用医用注射器吸入酚酞乙醇溶液，慢慢滴入孔洞内。

这样做是为了能够准确及时地发现碳化的交界面，然后用碳化深度测定仪准确测量出碳化深度值。

当碳化深度值极＞ 2． 0 mm 时，应在每一测区测量碳化深度值。

最后按每次测试的碳化深度值求得平均碳化深度dm。

( 2) 检测时按照JGJ /T 23—2001《回弹法检测混凝土抗压强度技术规程》的规定进行。

由实测的Rm和dm值，按测强曲线或《规程》附录A 中的测区混凝土强度换算表，求得测区混凝土强度的换算值，并由此评定结构构件的混凝土强度。

( 3) 正确使用测强曲线。

测强曲线分为: 统一曲线、地区曲线和专用曲线。

我们一般采用新疆建筑科学研究院测定的新疆地区混凝土专用曲线，该曲线比较符合新疆气候干燥的实际情况，与构件实际强度较接近。

3. 回弹法检测混凝土强度技术探讨3.1 回弹法检测的适用条件采用回弹法检测混凝土抗压强度，首先要满足技术规程中所规定的条件，同时必须注意回弹法使用的前提是要求被检测的混凝土内外质量基本一致，被检测构件表面光洁、平整、干燥。

当测试部位表层与内部质量有明显差异或内部存在缺陷，或是特种成型工艺制作的混凝土等，均不能直接采用回弹法检测混凝土强度。

3.2 影响回弹法检测混凝土强度的因素3.2.1 混凝土材料对回弹检测抗压强度的影响（1）水泥品种和用量。

国外资料介绍，水泥品种对回弹法有重要影响，高铝水泥比普通水泥配制的混凝土强度高。

不同品种水泥，由于水化产物中碱性物质的含量及混凝土渗透性不同对碳化速度产生影响。

水泥用量也直接影响混凝土的碳化速度，水泥用量大，混凝土强度高、密实度大，其碳化速度慢。

（2）外加剂。

JGJ/T23—2001《回弹法检测混凝土抗压强度技术规程》（以下简称《规程》）中的“统一测强曲线”适用于普通混凝土材料，即只适用于不掺外加剂或仅掺非引气性外加剂的混凝土。

目前市场上的商品混凝土普遍掺入高效外加剂，这些外加剂多数有引气作用，这样便导致混凝土构件内含气量增大，使混凝土构件的密实度减少；如果气体在混凝土构件中是以微小气泡的形态均匀分布的话，对混凝土均匀性的影响就不大。

但实际上施工过程的振动和捣制增加了混凝土拌和物中各组分的自由能，促进比重较大的骨料向下沉降，比重较少的气泡上升向混凝土表面聚集、或向外扩散附着在模板内表面，致使混凝土强度形成一定的梯度而不均匀。

（3）掺合料。

目前商品混凝土中广泛使用粉煤灰等掺合料，给混凝土带来诸多的优越性。

在普通混凝土中添加一定比例的掺合料，水泥用量便相对减少，混凝土早期强度较低，随着粉煤灰掺量的增多，施工振捣会促进粉煤灰向上运动，使混凝土表面变得松散，密实度较差，从而引起碳化在短时间内增大，但这种碳化的增加与表面硬度并不成正比，进一步降低了混凝土的表面硬度。

3.2.2 施工质量的影响混凝土的浇筑和振捣是否良好，不仅影响其强度，还影响混凝土的透气性。

当施工质量较差时，会导致混凝土内部产生蜂窝、孔洞或裂缝等缺陷，必然增加了CO2 在混凝土中的扩散途径，促使其碳化速度加快，这样便造成混凝土表面疏松，形成一层低强度区。

3.2.3 外部环境因素的影响当环境温度较小时，混凝土处于干燥或含水率很低的状态，碳化反应的条件不满足，故碳化速度缓慢；而当环境温度较高时，因表层混凝土的大部分气孔和微裂缝被水填充，阻碍了CO2气体向混凝土内部扩散，也使碳化速度变慢。

试验结果表明：环境相对温度在50%～60%时，混凝土碳化速度最快。

混凝土早期养护不良，水泥水化不充分，会使表层混凝土渗透性增大，CO2容易渗入混凝土内部，从而加速混凝土碳化。

试验结果表明：同一般配合比的矿渣水泥混凝土，湿养护3 天比温养护7 天者碳化速度快50%左右。

3.2.4 回弹仪的影响回弹仪应按照国家计量检定规程《混凝土回弹仪》的要求检定合格和按《规程》保养、维护和操作。

若回弹仪处于非标准状态，此时进行结构或构件检测，则影响测试精度。

因此，规程对回弹仪的要求比较严格，达不到标准状态的回弹仪，不得用于测试，应按规程要求进行计量检定。

3.2.5 测区位置及测点布置的影响规程对测区位置的规定为：测区应均匀分布，在构件的重要部位及薄弱部位必须布置测区。

在具体检测中，往往对测区的布置不能按规程的要求去做，测区布置的随意性，将会降低推定值的保证率，使推定值失真。

在测点的布置上，还应注意避开钢筋和预埋件，特别是构造柱和板这样保护层较薄的构件，离混凝土表面小于15mm 的钢筋会使回弹值增大。

3.2.6 检测龄期的影响统一测强曲线是在一定的混凝土龄期内取得的，超出此龄期范围，外推使用此曲线，将造成较大的检测误差。

一般龄期在3 年以上的混凝土结构不宜采用回弹法，可采用钻芯法等检测方法。

大坍落度、矿粉或粉煤灰高掺量、使用外加剂等的商品混凝土，检测龄期对结果影响很大。

例如掺粉煤灰的混凝土早期强度低，后期强度高，因此在28 天龄期时，用回弹法推定的结构混凝土实体强度偏低。

为此，对掺加粉煤灰的混凝土的回弹测强龄期应予延长，我们的经验是，以地下工程按60 天、地上工程按40天龄期进行回弹为宜。

4. 提高回弹法测强精度的措施1、加强检测人员的职业道德素养，提高业务能力。

回弹法测强是为工程质量评判出具公正的、科学的检测数据，是保证工程质量的重要基础和手段。

因此需要检测人员具备较高的业务技术能力和良好的职业道德素养，只有如此，才能真正提高回弹法的检测精度。

2、对于采用了其他品种水泥（或者掺加了20％以上粉煤灰等掺合料）的结构或构件，其混凝土碳化深度很可能比普通混凝土大，不宜直接按测强曲线来换算混凝土强度。

建议：a. 采用金刚石磨盘磨去一定厚度的碳化层后再进行回弹值测试（测试时应避开显露的石子）并进行强度换算；b.借助钻芯等其他检测方法对混凝土换算强度进行修正。

3、对于具有良好浇筑、养护条件的工程，在检测同一批构件时，如果各构件、各测区的回弹值比较均匀，但部分构件或个别部位混凝土碳化深度较大，可考虑是异常碳化的问题。

建议将该批所测构件的混凝土碳化深度取其平均值作为该部分构件混凝土碳化深度值，然后采用现行回弹法测强曲线进行混凝土强度换算。

4、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。

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，则应加以可靠支撑和足够的约束力后方可进行。

5、龄期较短或混凝土表面潮湿的构件，由于受潮湿混凝土的影响，回弹值一般偏低，尤其是强度较低的混凝土，这一影响更大。

处理方法为：待混凝土表面干燥后再进行回弹测试：如果时间不允许，可采用钻芯法对其换算强度值进行修正。

6、检测泵送混凝土结构或构件时，当按现行回弹法规程推定的混凝土强度达不到设计要求时，不可盲目下结论，而要考虑混凝土中砂浆含量偏大的影响，应采用钻芯等其他检测方法进行验证或修正。

5. 回弹法在检测中的注意事项5.1 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》（JGJ/T23-2001)（以下简称《规程》）进行检测。

必须注意回弹法的使用前提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。