回弹法检测混凝土抗压强度在结构检测中的应用

回弹法检测混凝土抗压强度在结构检测中的应用 【摘 要】本文对回弹法进行了简要介绍，结合自身工作实践，探讨了采用回弹法检测混凝土抗压强度的相关注意事项，包括回弹仪的选择，数据的采集，回弹值的计算等内容，以期促进回弹法在混凝土结构检测中的应用。 【关键词】回弹法；检测混凝土；抗压强度；回弹值 引言 由于回弹法检测技术具有多项优点，特别是因其检测方法便捷、抽检构件数量较多，而倍受工程技术人员青睐。但是，在回弹法检测工作中仍存在一些问题需要研究和探讨。为此，本文根据近年来应用回弹法检测混凝土抗压强度工作的一些体会，针对回弹法应用中的几个问题进行探讨，不当之处请同仁指正。 一、回弹法检测混凝土抗压强度的原理 回弹法是根据混凝土的表面硬度与抗压强度之间存在着一定的相关性而发展起来的一种混凝土强度测试方法。测试时，用具有规定动能的重锤弹击混凝土表面，弹击后，初始动能发生再分配，一部分能量被混凝土吸收，剩余的能量则回传给重锤。被混凝土吸收的能量取决于混凝土表面的硬度。混凝土表面硬度低，受弹击后表面塑性变形和残余变形大，被混凝土吸收的能量就多，回传给重锤的能量就少；相反，混凝土表面硬度高，受弹击后表面塑性变形小，因而回弹值就高，从而间接反映了混凝土的抗压强度。其适用于自然养护、评定强度在10MPa50MPa的普通混凝土，不适用于内部有缺陷或遭化学腐蚀、火灾、冰冻的混凝土和其他品种的混凝土。 二、回弹法检测混凝土抗压强度的测强曲线 1）统一曲线。统一曲线由全国有代表性的材料、成型、养护工艺配制的混凝土试块，通过大量的破损与非破损试验所建立，适用于无地区曲线或专用曲线时检测符合规定条件的混凝土构件强度，平均相对误差15.0%，相对标准差er18.0%。 2）地区曲线。地区曲线由本地区常用的材料、成型、养护工艺配制的混凝土试块，通过较多的破损与非破损试验所建立，适用于无专用曲线时检测符合规定条件的混凝土构件强度，平均相对误差14.0%，相对标准差er17.0%。 3）专用曲线。专用曲线由与被测构件相同的材料、成型、养护工艺配制的混凝土试块，通过一定数量的破损与非破损试验所建立，适用于检测与该构件相同条件的混凝土强度，平均相对误差12.0%，相对标准差er14.0%。 三、回弹法检测混凝土抗压强度的步骤 3.1测区的布置 测区是指每一个构件，例如一根梁一根柱的测试区域，每个测区相当于该试样同条件混凝土的一个试块，规程规定，取一个构件作为评定混凝土强度的最小单元，每个构件测区数不少于10个，对长度小于4.5m且高度低于0.3m的构件，测区数可适当减少，但不应少于5个，并尽可能均匀布置；相邻两测区的间距不宜大于2m，且离构件边缘的距离在0.2m0.5m之间。测区最好布置在试样两个对称的测试面，如不能满足也可选择在一个测面上；测区应优先考虑布置在混凝土浇筑的侧面；测区必须避开位于混凝土保护层附近设置的钢筋或预埋铁件；测区表面应清洁、平整、干燥，不应有接缝、饰面层、粉刷层、浮浆、油垢、蜂窝麻面等。必要时可用砂轮清除疏松层和杂物，且不应留有残余粉末。测试的构件必须具有一定的刚度和稳定性，对于体积小、刚度差以及测试部位厚度小于100mm的构件，应设置临时支撑加以固定。测区应标有清晰的编号，并在记录纸上描述测区的布置示意图。 3.2回弹值的测定 测试时回弹仪应始终与测试面垂直，并不得打在气孔和外露石子上。每个测区的两个测面用回弹仪各弹击8点，共16点（如一个测区只有一个测面，该测面需回弹16点）。回弹宜在测面范围内均匀分布，点与点间距不得小于20mm，回弹点距构件边缘或外露钢筋、铁件的距离不得小于30mm。同一回弹点只允许弹击一次，每一测点的回弹值读数精确到1。 3.3混凝土碳化深度的测定 用电锤或其他工具在混凝土中敲击形成深约15mm的缺口（但不应小于碳化深度，否则应加深），清除缺口中的粉末和碎屑后（不能用液体冲洗），立即用1%的酚酞酒精溶液滴在缺口内壁的边缘处，用钢尺测量不变色的深度若干次，精确到0.5mm，取平均值。应选择不少于构件30%的测区数，在有代表性的位置上，测量混凝土的碳化深度。 3.4数据处理及回弹值的修正 1）首先将每一个测区的16个回弹值中剔除其中3个最大值和3个最小值后，余下的10个回弹值的算术平均值即为该测区的回弹平均值Rm。2）由于回弹法测强的经验公式是根据回弹仪水平方向测试混凝土构件侧面的试验数据回归统计得出的，因此当测试中无法满足上述条件时需要根据测试时回弹仪轴线与水平方向的角度对测得的回弹值进行修正。3）根据修正后测区的平均回弹值和碳化深度，查阅测强曲线，即可得到该测区的混凝土强度换算值。结构或构件的混凝土强度推定值fcu，e按下列公式确定：当该结构或构件的测区数少于10个时，fcu，e=；当该结构或构件的测区强度值中出现小于10.0MPa时，fcu，e10.0MPa；当该结构或构件测区数不少于10个或按批量检测时，应按下列公式计算： fcu，e =。 四、回弹法工程检测举例 某办公楼， 其中裙楼为3层框架结构， 甲方要求将裙楼改为4层， 作为KTV 包厢。该楼混凝土框架柱， 原设计强度为C20， 已使用近20 年， 现因荷载增加进行加固改造， 设计单位要求对原有框架柱现存混凝土强度进行检测。现场在该框架结构中选取2 根有代表性的框架柱， 每个柱选择2 个测区， 每测区实测160 个测点， 对检测数据分别用规程1和规程2进行分析计算（见表1）。表1 表明混凝土框架柱现存强度大于C20， 可按原设计强度C20 进行改造加固设计， 将该检测结果提交设计单位， 由设计单位设计出图后施工。 表1 某工业构筑物混凝土框架柱抗压强度推定值计算结果MPa 五、结束语 结构（或构件）混凝土抗压强度的检测、评定是工程技术人员所关心的问题， 回弹法是无损检测混凝土强度常用的方法， 其特点和检测、评定方法应引起检测技术人员的注意， 特别是当检测数据离散性较大时， 检测数据分析方法的差别将会引起混凝土抗压强度推定值的不同。因此， 当