馬德云，耿 雷，王安嶺，汪幼林

（1.北京市建筑工程研究院有限責(zé)任公司，北京 100039；2.中國合格評定國家認(rèn)可中心，北京 100062；3.北京東方建宇混凝土科學(xué)技術(shù)研究院有限公司，北京 100083；4.湖南中大檢測技術(shù)集團(tuán)有限公司，湖南 長沙 410006）

0 引言

自從 1948 年瑞士施密特（E.Schmidt）發(fā)明回彈儀以來，世界各國開始了回彈法檢測混凝土強(qiáng)度技術(shù)的應(yīng)用，至今已經(jīng)有 70 年的歷史。在我國經(jīng)過幾代技術(shù)人員的努力，經(jīng)過大量的試驗(yàn)研究，結(jié)合工程實(shí)際也建立起了我國的回彈法測強(qiáng)曲線，并制定了行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) JGJ/T 23－2011《回彈法檢測混凝土抗壓強(qiáng)度技術(shù)規(guī)程》（以下簡稱“《規(guī)程》”）［1］?；貜椃ㄒ云錈o損和操作簡便在工程混凝土實(shí)體強(qiáng)度評價中發(fā)揮了重要應(yīng)用，至今仍是混凝土強(qiáng)度原位檢測中應(yīng)用最為廣泛的一種方法，該方法已經(jīng)被引入到 GB/T 50344－2004《建筑結(jié)構(gòu)檢測技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》、GB/T 50784－2013《混凝土結(jié)構(gòu)現(xiàn)場檢測標(biāo)準(zhǔn)》、GB 50204－2015《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》等標(biāo)準(zhǔn)中。但是自該方法出現(xiàn)就伴隨著各種爭議［2-6］，尤其是在現(xiàn)代混凝土組成經(jīng)歷了較大的變化后，這種方法在使用中出現(xiàn)了越來越多的問題。時至今日，《規(guī)程》已經(jīng)歷經(jīng) 4 次修版，但是隨著混凝土技術(shù)發(fā)展等諸多因素的影響，在規(guī)程使用過程中仍存在很多技術(shù)問題需要解決，這其中尤以碳化深度修正最為突出［7-8］。本文以工程實(shí)踐中數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，討論回彈法碳化深度修正對混凝土強(qiáng)度推定值的影響，以期為提高工程檢測精度提供技術(shù)依據(jù)。

1 回彈法基本原理及碳化深度修正

回彈法的實(shí)質(zhì)是以混凝土表面硬度反映混凝土抗壓強(qiáng)度，不同材料的硬度和強(qiáng)度并沒有固定的關(guān)系。例如金屬這種各向同性的彈性材料，硬度和強(qiáng)度相關(guān)性較好?；貜梼x是用肖氏硬度原理檢測材料表面硬度的儀器。回彈法檢測混凝土強(qiáng)度沒有嚴(yán)格的物理基礎(chǔ)，更多的是現(xiàn)象學(xué)工程統(tǒng)計(jì)規(guī)律。

作為回彈法檢測混凝土抗壓強(qiáng)度技術(shù)，在實(shí)際應(yīng)用時有若干個影響因素，比如組成混凝土的砂石骨料品種、檢測時混凝土的濕度、構(gòu)件尺寸以及碳化深度等等。我國早期建立測強(qiáng)曲線時，注意到混凝土構(gòu)件的碳化深度對回彈法推定混凝土強(qiáng)度的影響較為顯著，所以，在建立回彈法檢測混凝土測強(qiáng)曲線時，忽略了其他影響因素，而專門把碳化深度作為修正回彈法推定混凝土強(qiáng)度值的參數(shù)。早期之所以將混凝土碳化深度作為修正參數(shù)，是基于如下思想：即混凝土中的 Ca（OH）2和空氣中的 CO2反應(yīng)生成 CaCO3，即稱為碳化，而 CaCO3會使混凝土表面硬度增大，影響了回彈法檢測精度，因此，需要對回彈值進(jìn)行折減修正。但是，近代混凝土與幾十年前的混凝土在組分上有了很大變化，其原因是工程中為改善混凝土性能，摻入了大量的活性礦物質(zhì)或加入了外加劑，尤其是我們?yōu)榱颂岣呤┕ば?，使用了混凝土泵送技術(shù)，這就要求加大水灰比等。還有其他因素造成澆筑的混凝土構(gòu)件剛剛拆模后，混凝土表層就已經(jīng)不顯堿性了。但是，實(shí)際構(gòu)件的回彈值并不高，有時表面硬度甚至是偏“軟”的。如此一來，混凝土碳化規(guī)律較之前發(fā)生了較大變化，甚至是假性碳化，因此，基于普通混凝土碳化建立的測強(qiáng)統(tǒng)計(jì)曲線必然出現(xiàn)了較大偏差。《規(guī)程》中的統(tǒng)一測強(qiáng)曲線考慮碳化這一影響因素的初衷無疑是為了提高檢測精度，但是實(shí)際應(yīng)用統(tǒng)一測強(qiáng)曲線時，情況并非如此。

2 實(shí)際工程數(shù)據(jù)分析

在此，利用實(shí)際工程中采集到的混凝土芯樣修正數(shù)據(jù)，對規(guī)程中統(tǒng)一測強(qiáng)曲線考慮碳化影響因素，能否真正提高檢測精度的問題做一探討。

采用回彈法對實(shí)際工程混凝土強(qiáng)度檢測（或確認(rèn)強(qiáng)度）時，會采用《規(guī)程》中 4.1.6 條規(guī)定：“采用在構(gòu)件上鉆取的混凝土芯樣對測區(qū)混凝土強(qiáng)度換算值進(jìn)行修正。對同一強(qiáng)度等級混凝土修正時，試件數(shù)量不應(yīng)少于 6 個……”這里對規(guī)程中采用芯樣修正的計(jì)算方法簡述如下。

修正量如式（1）所示。

式中：Δtot為測區(qū)混凝土強(qiáng)度修正量，MPa，精確到0.1 MPa；fcor，i為第 i 個混凝土芯樣試件的抗壓強(qiáng)度；為對應(yīng)于第 i 個芯樣部位的混凝土強(qiáng)度換算值；n 為芯樣試件數(shù)量。

在若干個實(shí)際工程中鉆取了混凝土芯樣，按照上述規(guī)定計(jì)算出了測區(qū)混凝土強(qiáng)度修正量。利用這些數(shù)據(jù)，對比考慮碳化影響和忽略碳化影響（即視混凝土碳化深度為 0.0 mm）兩種情況的修正量，對規(guī)程中考慮碳化深度能否提高檢測精度的問題做一探討。各工程修正量計(jì)算結(jié)果如表 1～ 4 所示。

表1 混凝土強(qiáng)度修正實(shí)測數(shù)據(jù)（鄭州市）

表2 混凝土強(qiáng)度修正實(shí)測數(shù)據(jù)（北京市）

續(xù)表2

表3 混凝土強(qiáng)度修正實(shí)測數(shù)據(jù)（河北?。?/p>

表4 混凝土強(qiáng)度修正實(shí)測數(shù)據(jù)（濟(jì)南市）

在表 1～4 中，始終存在｜Δtot1｜＞｜Δtot0｜的關(guān)系，即考慮碳化影響的修正量絕對值始終大于忽略碳化影響的修正量絕對值。修正量絕對值的大小反映了回彈法推定強(qiáng)度值與所測構(gòu)件對應(yīng)位置混凝土芯樣抗壓強(qiáng)度值接近程度。由于混凝土芯樣是從結(jié)構(gòu)實(shí)體上直接鉆取下的試件，所以其抗壓強(qiáng)度值對結(jié)構(gòu)實(shí)體來說最具代表性，這是業(yè)內(nèi)人士的廣泛共識?？紤]碳化影響后，導(dǎo)致修正量值增大，則說明考慮碳化影響后回彈法檢測精度降低了。當(dāng)不考慮碳化影響時，反而使回彈法推定強(qiáng)度更接近芯樣的抗壓強(qiáng)度。

3 結(jié)論

通過實(shí)際工程中收集到的數(shù)據(jù)，對規(guī)程中碳化影響因素問題做了探討，得到如下結(jié)論。

1）當(dāng)采用回彈法對現(xiàn)代泵送混凝土結(jié)構(gòu)強(qiáng)度進(jìn)行檢測時，不應(yīng)把混凝土碳化深度作為影響因素。

2）實(shí)踐證明用現(xiàn)行回彈法規(guī)程檢測泵送混凝土強(qiáng)度時，考慮碳化深度修正非但不能提高檢測精度，反而使檢測誤差加大。

3）在實(shí)際檢測泵送混凝土工程中，用《規(guī)程》計(jì)算修正量，有時其值可高達(dá) 5～6 個強(qiáng)度等級，說明《規(guī)程》給出的統(tǒng)一測強(qiáng)曲線精度低。