回弹法检测混凝土抗压强度不确定度评定

回弹法检测混凝土抗压强度不确定度评定

张顺元

广州增城正源建设工程检测中心有限公司 广东省广州市 510500

摘要：回弹法通过在混凝土表面反弹来检测混凝土的阻力。测量从动锤在回弹中反弹的距离。回弹值(回弹距离与弹簧原始长度之比)是通过确定混凝土阻力的相应值作为抗拉强度的指标得出的，该值基于与立方体的常规强度控制相比而建立的数学关系。由于弹跳法检测混凝土抗力强度具有“无损”、“设备轻便”、“结果直观”等优点。这种方法是技术质量检测中最常用的检测混凝土强度的方法。

关键词：回弹法 检测混凝土

引言

众所周知，混凝土是经过均匀搅拌密实成型及养护硬化而成的人造石材，是一次成型的钢性材料，是主体结构等受力构件广泛使用的材料。在工程建设过程中，混凝土强度不足问题层出不穷，主要原因有以下几点：①原材料质量不合格；②配合比设计不合理；③搅拌和运输等机械问题；④人为操作失误。从中可以看出混凝土质量控制范围广、环节多，混凝土强度 100% 合格率很难保障，混凝土强度对结构的重要性不言而喻，一旦混凝土强度不足，如果不能及时发现，将给项目带来极大的安全风险及经济损失，因此混凝土强度检测是工程建设中的重要环节。我国自50年代开始便对混凝土强度检测方法进行研究，已取得很多成果。近年来，检测仪器的研究工作已向小型化、自动化和智能化方向发展，基本形成了适合我国特点的检测方法，在许多工程应用中，都取得了良好效益。混凝土强度常见的检测方法有立方体抗压法（试件法）、钻芯法、回弹法、超声波法，超声回弹综合法等。现阶段，回弹法检测已成为混凝土强度无损检测的主要方法，在混凝土工程验收及既有混凝土鉴定中被广泛应用。但在工程检测过程中发现，回弹法检测的混凝土强度较同条件养护立方体试件抗压强度有偏差，且数值偏差较大，采用回弹强度经常把合格品判为不合格，为验证进而钻取芯样试验，芯样强度又远大于设计要求。为了保证回弹强度值达到设计要求，避免钻芯验证破坏结构，有些企业采用了提高混凝土配合比等级的办法，造成大量资源浪费，即使提高混凝土配合比等级，还是会发生回弹检测不合格现象。

1. 混凝土强度检测方法

1.1回弹法

回弹法是一种表面硬度法，根据混凝土硬度与混凝土强度相关，而弹簧在不同硬度的混凝土上所反弹的距离不同，故回弹值与强度相关，这是回弹法的基本原理。在混凝土构件表面进行回弹值检测，通过回弹值与混凝土抗压强度之间的相关关系建立测强公式，推算出混凝土强度。回弹法是以回弹值反映混凝土抗压强度的一种非破损方法，所使用仪器携带方便、操作快速简单，测区布置范围大，直接检测结构实体。由于回弹法是依据混凝土表面的弹性性质与混凝土强度的相关性间接反映构件强度，其检测精度较差，不能全面反映混凝土结构内部的真实强度。

1.2超声回弹综合法

超声回弹综合法是指采用超声波仪和回弹仪，在混凝土构件的同一测区分别测量超声波和回弹值，利用超声波传播速度和回弹值与混凝土抗压强度之间的相关关系建立测强公式，以回弹值和超声波声速综合反映混凝土抗压强度的一种非破损方法（超声波法和回弹法都是依据各自的测量值与混凝土强度的关系来建立回归方程，将测量值代入回归方程计算出混凝土强度）。超声波法反映了混凝土的密实和弹性性质，同时，由于它穿过混凝土，因此也反映了混凝土内部构造的一些特性；回弹法反映了混凝土的弹性性质和硬度，同时也反映了混凝土塑性性质，但回弹法只能确定混凝土表面层的性质。因此，超声回弹综合法既能反映混凝土的塑性，又能反映混凝土的弹性，既反映混凝土内部的构造又反映混凝土表面层的性质。与单一回弹法或超声波法相比，超声回弹综合法受混凝土含水率、粗骨料含量、水泥品种、砂率的影响较小，因此超声回弹综合法的测试精度高、适用范围广，能在较低或较高的强度区间相互弥补各自单一方法的不足，较全面地反映结构混凝土的实际质量。

1.3超声波法

超声波法是指在固体介质中，纵向波的传播速度与其含水量、弹性模量、硬度、密度等性质有关，物质的物理性质不同，声波的传播速度也各有不同，而强度与物质的弹性模量有关，因此，声波的传播速度间接地与物质的强度有关，这是超声波法测量混凝土强度的基本原理，超声波法检测混凝土强度，是利用超声波检测仪测出混凝土中声波的传播速度，根据事先绘制的测强曲线，回归推算出混凝土强度。介质中纵向波的传播速度与介质弹性模量的平方根成正比，尽管不是严格的线性关系，但弹性模量越大，传播速度越快。随着龄期的增长，混凝土的弹性模量和强度也在不断增加，可以说强度越大，弹性模量也越大，波的传播速度越快，因此可以通过波速推断混凝土强度。但是超声波的影响因素较多，如果超声波在钢筋中传播，其速度会大于在混凝土中的传播速度，另外，混凝土中骨料的规格、种类和含量也会影响超声波的传播速度，除此之外，水泥品种、砂率、环境温度、湿度等都会影响测量结果。总之，超声波检测能对混凝土不密实区、内部空洞范围和位置、表面损伤层厚度、裂缝深度、混凝土施工缝结合部质量和混凝土匀质性做出比较准确的判定。但影响声速的因素很多，单独采用超声法很难准确测定混凝土强度。因此，超声法往往与其他检测方法共同使用，相互修正，从而获得较为可靠的结果。

2检测过程简述

测量依据：《回弹法检测混凝土抗压强度技术规程（JGJ/T23 — 2011）》；《测量不确定度评定 与表 示 （JJF 1059.1 —2012）》。检测仪器：一体式数显回弹仪 HT-225T；混凝土碳化深度测量仪。测量环境：温度 25℃，湿度 40%，环境温度满足《回弹法检测混凝土抗压强度技术规程（JGJ/T 23 — 2011）》中 3.1.4 条款要求。测试对象：某在建工程一楼钢筋混凝土结构柱，混凝土设计强度为 C30。试验方法：根据《回弹法检测混凝土抗压强度技术规程（JGJ/T 23 — 2011）》中规定：每个构件选取10个测区，每一测区应读数16个回弹值，每一测点的回弹值读数应精确至1。测量回弹值时，回弹仪的轴线应始终垂直于混凝土检测面，并应缓慢施压、准确读数、快速复位。回弹值测量完毕后，应在有代表性的测区上测量碳化深度值，测点数不应少于构件测区数的 30%，应取其平均值作为该构件每个测区碳化深度值。不确定度评定方法：按照《测量不确定度评定与表示（JJF1059.1 — 2012）》中方法进行评定^[1]。

3标准不确定度的评定

由人员引起的不确定度 μB2回弹检测对人员技术要求比较高，例如在回弹检测时必须保持回弹仪与被测混凝土表面垂直，回弹过程需要缓慢下压、快速复位；在碳化深度检测时需要打孔、清洗碎屑、准确配置酚酞试剂等。若上述过程中人员不熟悉检测要领，存在数据偏差的风险；为此，针对混凝土强度回弹检测，必须检测前进行人员培训上岗，确保检测的准确性和科学性。完成必要培训后，人为因素引起的不确定度较小^[2]。

结束语

回弹检测决定了混凝土强度检测的不确定性，表明该方法总体上不太不安全，可作为一种常用方法广泛应用。不确定性的最大因素是人的因素，受试者的技术能力需要提高，结果的准确性和可行性需要提高；其次，为了检查设备稳定性，必须按时清洁后部装置，清洁后提供润滑剂，维护后提供钢振幅率，每半年提供一次圆珠笔，每两年提供一次钢砷，以确保设备稳定性^[3]。

参考文献：

[1]于毅.回弹法检测混凝土抗压强度不确定度评定[J].低碳世界,2021,11(06):198-199.

[2]何恩,何元进,米阳.回弹法检测混凝土强度相关研究[J].四川建材,2021,47(06):27-29.

[3]中国合格评定国家认可委员会.建设领域典型检验检测设备计量溯源在检测结果不确定度评定中的应用：CNAS-TRL-007：2018[S].2018.