盧佳林，蘭聰，陳景，唐天明

（中建西部建設(shè)西南有限公司，四川 成都 610041）

0 前言

回彈法是檢測(cè)混凝土結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的一種常用的無(wú)損檢測(cè)方法，該種方法具有設(shè)備簡(jiǎn)單、過程方便、操作簡(jiǎn)便及數(shù)據(jù)處理容易的特點(diǎn)[1]。我國(guó)在20世紀(jì)80年代開始逐步推廣使用回彈儀，從業(yè)人員普遍認(rèn)為這是一種較為可信的混凝土強(qiáng)度檢測(cè)方法[2]，但是回彈法在應(yīng)用與評(píng)價(jià)過程中也暴露了諸多問題，廉慧珍、文恒武等也對(duì)回彈法的適應(yīng)性、合理性進(jìn)行了大量的討論，其根本原因在于人們對(duì)回彈法缺乏正確的認(rèn)識(shí)[3-5]，從而在諸多工程檢測(cè)和判定中，造成了較多的質(zhì)量爭(zhēng)議和糾紛[6,7]。本文針對(duì)華麗高速公路預(yù)制 T 梁在強(qiáng)度檢測(cè)過程中回彈強(qiáng)度偏低，而同條件試件、鉆芯強(qiáng)度卻滿足設(shè)計(jì)強(qiáng)度的情況，通過各種原因分析，確定影響回彈值偏低的影響因素。

1 混凝土原材料及配合比

1.1 原材料

（1）水泥：永保 P·O42.5 水泥，性能指標(biāo)見表 1。

（2）Ⅱ 級(jí)粉煤灰：攀枝花某廠粉煤灰，滿足 JTG/T F50—2011《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》的要求。

（3）減水劑：山西華凱高性能減水劑，減水率25%。

（4）粗集料：5～10mm、10～25mm 卵碎石。

（5）細(xì)集料：五郎河河砂、濤源江沙。

1.2 混凝土配合比

配合比見表 2。

表1 水泥基本性能指標(biāo)

1.3 試驗(yàn)技術(shù)條件

試件制作及養(yǎng)護(hù)：標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)為每片梁制作150mm×150mm×150mm 立方體試件3組，測(cè)定 7d 和28d 齡期抗壓強(qiáng)度，并用于混凝土質(zhì)量評(píng)定；同條件試件在梁場(chǎng)制作 150mm×150mm×150mm 立方體試件 3組，用于 7d 和 28d 齡期強(qiáng)度對(duì)比及預(yù)應(yīng)力張拉條件控制。

混凝土實(shí)體回彈：依據(jù) JGJ/T 23—2011《回彈法檢測(cè)混凝土抗壓強(qiáng)度技術(shù)規(guī)程》對(duì) T 梁實(shí)體強(qiáng)度進(jìn)行回彈推定實(shí)體強(qiáng)度，不考慮等效齡期。

表2 C50 機(jī)制砂 T 梁混凝土配合比 kg/m3

2 不同強(qiáng)度檢測(cè)方法對(duì) T 梁強(qiáng)度評(píng)定結(jié)果的差異性

表3 為某標(biāo)段8月不同檢測(cè)方法 T 梁強(qiáng)度的差異分析。華麗高速沿線8月白日平均氣溫 24℃，夜間15℃，采用人工灑水養(yǎng)護(hù) 4～7d。由表3可見，7d 標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)條件最小值均大于 50MPa，同條件試塊最小值48.8MPa，滿足張拉條件，28d 強(qiáng)度均滿足實(shí)體強(qiáng)度要求，但是 7d 回彈強(qiáng)度偏低且 28d 增幅較小。抽取回彈值偏低的 T-1 和 T-10 利用鉆芯法進(jìn)行強(qiáng)度檢測(cè)，28d 強(qiáng)度分別為 51.0MPa 和 54.1MPa，強(qiáng)度滿足要求。由以上數(shù)據(jù)分析可見，在標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)條件、同條件及鉆芯強(qiáng)度均滿足要求的情況下，T 梁回彈強(qiáng)度不滿足要求。

表3 不同檢測(cè)方法 T 梁強(qiáng)度差異

3 回彈法檢測(cè) T 梁強(qiáng)度影響因素分析

3.1 混凝土本身的影響

回彈法測(cè)定混凝土強(qiáng)度的原理是通過材料表面回彈值與材料強(qiáng)度之間存在的統(tǒng)計(jì)相關(guān)性，從而推導(dǎo)材料實(shí)體強(qiáng)度的一種技術(shù)，它主要表征材料實(shí)體表面10～15mm 厚度范圍內(nèi)的硬度，對(duì)材料勻質(zhì)具有極高的要求?；炷敛牧鲜且环N混沌體系（固、氣、液共存的非線性體系），在強(qiáng)度等級(jí)相同的條件下，其組成材料卻未必相同，并且存在相當(dāng)大的差異性；這種非勻質(zhì)的復(fù)雜材料，尤其內(nèi)部和表面差異性較大時(shí)，其表面特征無(wú)法真實(shí)的反應(yīng)實(shí)體結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度，造成較大的偏差甚至錯(cuò)誤；一般認(rèn)為回彈法與混凝土實(shí)體強(qiáng)度之間存在5%～25% 的偏差波動(dòng)。

3.2 薄壁結(jié)構(gòu)震顫對(duì)回彈值的影響

回彈儀的基本原理見圖 1，是用彈簧驅(qū)動(dòng)彈擊錘以恒定的動(dòng)能撞擊彈擊桿，使局部混凝土吸收部分能量并使另一部分轉(zhuǎn)化為反彈動(dòng)能，當(dāng)反彈動(dòng)能全部轉(zhuǎn)化成勢(shì)能時(shí)，彈擊錘反彈達(dá)到最大距離，最大反彈距離以回彈值的名義顯示出來(lái)[8]。T 梁屬于薄壁結(jié)構(gòu)，在檢測(cè)過程中，回彈儀彈擊桿撞擊 T 梁混凝土表面時(shí)，T 梁薄壁結(jié)構(gòu)可能會(huì)發(fā)生震顫，從而存在能量損失，使得反彈的動(dòng)能較小，導(dǎo)致轉(zhuǎn)化的勢(shì)能也減小，彈擊錘反彈的最大距離相對(duì)真值偏小，回彈儀顯示的回彈值偏低，導(dǎo)致回彈法評(píng)定 T 梁強(qiáng)度失真，最終混凝土強(qiáng)度值偏小。

圖1 回彈儀工作原理圖

表4 分別對(duì) T-1～T-5 號(hào) T 梁 28d 齡期腹板和馬蹄部分回彈強(qiáng)度進(jìn)行對(duì)比。

表4 T 梁不同部位 28d 回彈強(qiáng)度對(duì)比 MPa

由表4可見，T-1～T-5 號(hào) T 梁同條件試塊平均強(qiáng)度為 58.9MPa，同條件試塊能比較準(zhǔn)確地反應(yīng) T 梁同齡期實(shí)體強(qiáng)度。而 T-1～T-5 號(hào) T 梁腹板、馬蹄部分回彈強(qiáng)度均值分別為 43.8MPa 和 48.9MPa，二者相差5.1MPa，圖2所示，虛線箭頭所指區(qū)域?yàn)檎痤潊^(qū)，測(cè)量易失真，實(shí)線箭頭所指區(qū)域?yàn)榉钦痤潊^(qū)，回彈數(shù)值相對(duì)偏高。同時(shí)，可能由于壓漿波紋管空洞區(qū)域也易造成回單數(shù)值偏低[9]。

圖2 T 梁截面

3.3 T 梁混凝土表面強(qiáng)度的影響

華麗高速該項(xiàng)目位于云南省麗江市，該地區(qū)的特點(diǎn)是風(fēng)大、濕度小、溫度較高。梁場(chǎng)受供水系統(tǒng)影響采用人工灑水養(yǎng)護(hù)，無(wú)法有效保證充分養(yǎng)護(hù)。腹板和馬蹄未受到較好的養(yǎng)護(hù)，腹板和馬蹄部分面層混凝土無(wú)法充分水化，7d 停止人工灑水養(yǎng)護(hù)后水化放緩，導(dǎo)致面層混凝土強(qiáng)度偏低，而內(nèi)部混凝土所受影響較小，從而回彈值無(wú)法代表實(shí)體強(qiáng)度，采用貼膜結(jié)合人工灑水養(yǎng)護(hù)回彈值可有效提升。同時(shí)由于特殊的施工工藝的原因，T 梁腹板設(shè)置附著式振動(dòng)器振搗，造成面層形成富漿層，同時(shí)由于振動(dòng)時(shí)間長(zhǎng)、頻率高，造成面層砂漿水灰比增大，造成混凝土面層實(shí)際強(qiáng)度偏低，進(jìn)而影響回彈強(qiáng)度。T 梁模板采用不銹鋼鋼模，測(cè)區(qū)表面回彈值受表面平整度、脫模劑及表面氣泡影響也較大。

3.4 地區(qū)測(cè)強(qiáng)曲線的影響

云南昆明地區(qū)已經(jīng)有地區(qū)回彈曲線，但基礎(chǔ)設(shè)施項(xiàng)目仍然采用行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)曲線。全國(guó)測(cè)強(qiáng)曲線是考慮全國(guó)代表性的材料等因素建立的，各地區(qū)材料、施工及氣候等差異較大，從而易造成評(píng)定偏差。對(duì)比 C50 混凝土，昆明地區(qū)測(cè)強(qiáng)曲線推定的實(shí)體強(qiáng)度高于行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)約5MPa。采用不同的測(cè)強(qiáng)曲線進(jìn)行強(qiáng)度推定，對(duì)強(qiáng)度評(píng)定結(jié)果影響較大。

4 結(jié)論

回彈法檢測(cè)構(gòu)件測(cè)試簡(jiǎn)便，對(duì)于測(cè)試 T 梁薄壁結(jié)構(gòu)時(shí)，建議考慮如下因素：

（1）各地區(qū)材料、氣候差異較大，如行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)測(cè)強(qiáng)曲線不適用，易對(duì)實(shí)體結(jié)構(gòu)質(zhì)量造成誤判，盡可能采用地區(qū)測(cè)強(qiáng)曲線。

（2）回彈法檢測(cè) T 梁強(qiáng)度時(shí)，存在震顫、波紋管空心等因素影響，回彈推定強(qiáng)度數(shù)據(jù)存在失真，易造成實(shí)體強(qiáng)度誤判，T 梁張拉及強(qiáng)度評(píng)定宜采用條件試件為準(zhǔn)。

（3）T 梁體的養(yǎng)護(hù)、混凝土坍落度控制和適宜的振搗工藝及良好的表觀，確保面層混凝土充分水化、降低富漿程度可有效提高 T 梁回彈強(qiáng)度。