1前言

回弹法检测混凝土质量是非破损检测硬化混凝土抗压强度的一种最常用的方法,在工程建设中成为质量检测、质量监督和质量控制的重要方法。

但在实际应用中发现,按照规范JGJ/T23-2011《回弹法检测混凝土抗压强度技术规范》(以下简称《规范》)进行商品混凝土的强度推定时存在较大的偏差。

本文作者根据工作实践和对试验结果的分析认为:《规范》要求进行回弹法检测混凝土实体强度,对商品混凝土的特点考虑不足,对施工现场的实际情况未能进行合理区分,不能通过对混凝土表面状态进行符合实际情况的修正,从而导致回弹法推定实体混凝土强度值与立方体抗压强度存在较大的偏差。

必须对现场施工过程中的实际情况进行相应修正,并结合现在商品混凝土实际应用材料进行一定的修正,方可使回弹法推定强度值更能符合商品混凝土浇筑的结构实体的实际情况。

2回弹法推定混凝土强度值与试件强度的关系

2.1回弹原理和回弹曲线

回弹检测结果实际反映的是混凝土的表面硬度。混凝土强度与表面硬度之间有一定相关性。

使用回弹仪测定混凝土表面硬度,就可以根据强度换算表(回弹曲线),推定出混凝土强度。

回弹曲线是用标准方法和常规的材料进行试验,测得混凝土试块的抗压强度值与回弹仪回弹读值,经碳化等修正后所得的趋势线,用来编制混凝土抗压强度推定值的换算表。

由于试验回弹曲线时考虑的条件与目前商品混凝土实际应用的情况有不同,且针对不同的材料所形成的曲线差异较大,《规范》所列统一回弹曲线有相当大的局限性,因此《规范》鼓励各地方根据各自不同条件制定符合自身条件的地方曲线和专用曲线。

2.2回弹的局限与偏差原因

(1)掺和料的添加:回弹曲线确定时未考虑混凝土掺用多种掺和料情况下对回弹值的影响。

在掺入掺和料后将会在早期降低混凝土的强度,表面强度会更低。同时,在未采取符合要求的养护制度时也会增加混凝土表面的未水化层深度,使混凝土内外的强度差距加大。

(2)流动性的增长:泵送商品混凝土与普通混凝土相比最大的区别是流动性大,工作性能要求高,混凝土需要的浆体数量多。

而现行规范的经验数据是建立在普通塑性混凝土基础上的,相同强度的塑性混凝土的表面硬度要高于泵送预拌混凝土。

因此用“统一曲线”得出的泵送预拌混凝土强度推定值较实际值偏低。虽然规程中对泵送混凝土进行了修正,但据现场实际检测结果,其修正后仍然存在较大的负偏差。

流动性大的混凝土要求石子粒径偏小,砂率偏大,石子的砂浆包裹层偏厚等特点,导致其表面硬度较低。也是导致回弹进行强度推定值低的原因之一。

(3)空气湿度:空气湿度对于混凝土结构实体的强度增长影响较大。潮湿能让混凝土很好的发展强度,但潮湿状态会降低混凝土表面的硬度。

在回弹规程中也强调潮湿的状态、湿度大的天气不适宜回弹。但如何对其进行修正并未明确提出。

在地下室封闭环境中进行验收检测时,剪力墙表面经常会有冷凝水珠,如不对这种状态进行一定的修正,所测结果必然偏低。

(4)外加剂对泵送商品混凝土影响:在混凝土中掺入外加剂的技术性能和经济效果十分显著,但外加剂一般均会产生4%-6%的含气量,在混凝土中产生微小、独立、封闭的气泡。

混凝土振捣后,混凝土表面气泡多于混凝土内部,而使混凝土表面硬度降低,自然回弹值偏低。

2.3碳化深度与碳化折减

碳化深度影响回弹推定强度的原意是考虑到混凝土碳化后使表面更密实,提高了混凝土的表面强度,应对其进行折减。但结构实体的实际情况与此原意相差更大。

(1)资料[1]中有如下对碳化情况的说明:ISO1920-7-2004《混凝土试验第2部分:

硬化混凝土无损试验》附录B.6碳化中有“3个月龄期内的混凝土以正常的速率碳化不会对回弹值产生很大的影响……碳化层会影响整个表层混凝土,使其无法代表构件内部情况,如需要,可以将碳化表层磨碎除去”的表述。

ASTMC805M-08《硬化混凝土回弹检测方法》7.2条中也规定“为了使所测得的回弹值能代表内部混凝土强度,如果混凝土的碳化深度较深,可以用电动磨碎机将测区内的碳化层除去”。

这两种规范都是考虑到碳化层无法让检测推定值反应内部的实际情况,采取必要的措施对偏差予以消除。

(2)实际情况中,在春秋季或干燥大风时节,用现行规范所规定的测定碳化的方法,甚至一个月龄期的结构实体表面,都会有超过2mm以上的不变色层。

这个表面层到底是混凝土的碳化还是混凝土表层的风化,是需要仔细进行分辨的。

(3)由于掺和料的掺入和施工过程控制的诸多因素都会对混凝土表面的状态产生较大的影响,最常见的是在成型的混凝土立面(墙柱等结构,为常规回弹部位),混凝土表面有一层疏松层,用手都可以抹下灰。

这一层回弹值非常低,用规程测碳化的方法,都是属于碳化层,实际上这一层的混凝土水化程度非常低,与内部的混凝土强度相差极大。

由此也造成了在检测前对混凝土表面是否需要打磨和打磨深度问题的争论。

《规范》要求“测区表面应为混凝土原浆面,不应有疏松层、浮浆……以及蜂窝、麻面”,而实际上,除非新模板并经过仔细振捣,这样的混凝土表面很难找到。

这样的浮浆层如果不进行有效的修正,严重影响了回弹法推定混凝土的精确程度。

2.4几组试验数据反映回弹与实际强度的差别




ICU混凝土硬度预测数据集的回归分析 混凝土硬度检测_回弹


ICU混凝土硬度预测数据集的回归分析 混凝土硬度检测_公众号_02


以上试验数据是针对回弹检测所做的一些验证,胶凝材料中掺有15%的II级粉煤灰,18%的S95级矿渣粉,高效减水剂;

出机坍落度约200mm;监理检测公众号提醒试验方法为抽取混凝土制作标准试件,按《规范》所提供的方法对试件进行立方体抗压强度试验和回弹检验。

可以明显看出以下特点:强度随时间增长幅度大,且后期增长率高;回弹值随时间增长幅度小;碳化值随时间增长率高。

但如果按规程进行推定,混凝土后期强度是倒退的。对于高于C40的混凝土,其按《规范》进行回弹推定出的强度与试件强度差别更大。

3回弹曲线所推定强度与结构实体真实强度的差别原因

(1)曲线建立试验时的条件与结构实体成型时的条件。

回弹统一曲线是在标准养护状态下建立的,而实际施工浇筑成型过程中的实际情况与标准试验存在较多差别,导致了影响回弹推定强度偏差有很多因素。

曲线建立时的试验状态与条件与结构实体成型时的条件存在较多差异,必将导致所推定的混凝土强度值存在较大差异,监理检测公众号提醒这与混凝土立方体抗压强度试件与现场结构实体存在差异本质是相同的。

(2)养护对混凝土表面硬度至关重要。根据对现场工地观察,绝大多数的工地基本上是养护楼面而不注重养护墙柱,导致楼面强度好于墙柱。

如过早拆模又不及时养护,失水会使混凝土表面来不及水化,表层就会疏松,严重影响混凝土表面强度。

特别在干燥、气温高,以及有风的天气,以及高层结构(干燥,有风),这种情况就更加严重。

GB50204对养护的要求:①混凝土应在浇筑完毕后的12小时内加以覆盖并保湿养护;

②对于掺缓凝外加剂或有抗渗要求的混凝土,养护时间不得少于14天;

③浇水次数应能保持混凝土处于潮湿状态……这样的要求在现场实际施工时很少有施工单位做到。

对掺有掺和料的混凝土如果忽视养护,其表面强度下降往往较不掺的更显著。

(3)振捣的影响。商品混凝土流动性好,混凝土浇筑到楼面后,施工人员认为混凝土较易密实,无需仔细振捣,忽视振捣的重要性,造成混凝土蜂窝、麻面、气孔等缺陷,也造成现场实体回弹强度差。

(4)竖向结构的成型困难与检测中的必选。

高层基本上是框剪和剪力墙结构,结构钢筋绑扎过密或不规范,造成了施工浇筑混凝土振捣成型困难和其它原因无法密实,或过振形成表面浮浆加厚。

竖向结构也难以正常养护,从而造成竖向结构比水平结构的强度要低。

实际上在进行结构检测时,竖向结构又是承重结构,检测必选,所以总是竖向结构回弹不合格。

(5)模板影响。

现在工地模板使用周转率高,旧模板的吸水率就比新模板要大,模板表面涂隔离剂也不常见,易造成混凝土表面因吸水而未水化,形成疏松层。

为赶进度,拆模又快,加上养护不足,直接造成混凝土表面疏松,实体表面疏松层是不能直接回弹,容易造成误判。

(6)流动性大的混凝土经振捣后使一般构件底部石子较多,回弹读数偏高;表层泌水,水灰比略大,面层疏松,回弹值偏低。

钢筋对回弹值的影响视混凝土保护层厚度、钢筋直径及其密集程度而定。

4结论

(1)从以上分析可以看出,使用目前采用的国家统一曲线进行混凝土实体回弹检测,结构物强度推定值与混凝土试件强度值存在较大偏差;

没有很高的富余,没有精心的施工,检测结果都会与混凝土强度设计值存在较大的差别。

当回弹值换算成混凝土强度推定值时,在不考虑计算标准差和碳化折减的情况下,仍存在有约一个等级的强度差。

(2)回弹法检测结构实体应充分考虑商品混凝土在配合比所用材料情况、配合比所选取的技术参数的特点。

(3)回弹法对碳化修正方式与现场实际情况存在较大偏差,需要进行较大幅度的调整。

(4)回弹法检测结构实体应充分考虑施工方式与检测时混凝土的表面状态,并对不同情况采取相应的修正系数,方可真实代表所测结构的实际情况。