周志華

目前在我國(guó)建筑領(lǐng)域，應(yīng)用最為廣泛的是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，因此對(duì)該類既有建筑進(jìn)行檢測(cè)鑒定時(shí)，如何更準(zhǔn)確、更快速、更經(jīng)濟(jì)地檢測(cè)出結(jié)構(gòu)材料的物理、力學(xué)性能，是檢測(cè)行業(yè)一個(gè)重要的研究、發(fā)展方向。本文主要討論的是目前國(guó)內(nèi)工程檢測(cè)行業(yè)內(nèi)混凝土強(qiáng)度檢測(cè)最常使用的回彈法，從檢測(cè)儀器、檢測(cè)方法等的優(yōu)缺點(diǎn)著手，結(jié)合實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，探討回彈法在使用過程中常見的問題、注意事項(xiàng)。

鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)主材是鋼筋、混凝土，鋼筋的物理性能是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)承受彎、拉、剪、扭等力作用的決定性因素，而鋼筋受生產(chǎn)條件、元素組成的影響，物理力學(xué)性能也有所異同；而混凝土在結(jié)構(gòu)中主要起承壓、保護(hù)鋼筋的作用，混凝土由粗骨料、各種集料、添加劑、水組成，各種成分的組成配合比不同，生產(chǎn)出來(lái)的混凝土抗壓性能也會(huì)有較大差異，在對(duì)鋼筋混凝土構(gòu)件進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，目前國(guó)內(nèi)常見鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的檢測(cè)方法主要有：回彈法、超聲回彈法、鉆芯法、回彈-鉆芯法等；而回彈法因其使用簡(jiǎn)單、方便、快捷，在工程檢測(cè)行業(yè)中應(yīng)用范圍最廣。

一、總則

回彈法是通過采用回彈儀彈擊混凝土構(gòu)件表面得出回彈值，結(jié)合混凝土構(gòu)件的碳化深度（高強(qiáng)混凝土不需要），查詢實(shí)驗(yàn)得出的統(tǒng)一或地區(qū)專用測(cè)強(qiáng)曲線表格，得出測(cè)區(qū)混凝土抗壓強(qiáng)度推定值，再結(jié)合數(shù)學(xué)統(tǒng)計(jì)分析方法、考慮樣本容量、標(biāo)準(zhǔn)差等等，得出混凝土構(gòu)件強(qiáng)度推定值或批構(gòu)件強(qiáng)度推定值?；貜椃ㄒ蚱潇`活簡(jiǎn)單，是目前應(yīng)用范圍最廣的一種檢測(cè)手段，其主要依據(jù)的規(guī)范是《回彈法檢測(cè)混凝土抗壓強(qiáng)度技術(shù)規(guī)程》JGJ/T 23—2011（以下簡(jiǎn)稱《回彈規(guī)程》），目前該檢測(cè)方法最常用領(lǐng)域是在建工程；國(guó)內(nèi)對(duì)工程的質(zhì)量越來(lái)越重視，而回彈法對(duì)檢測(cè)現(xiàn)場(chǎng)條件要求較低，同時(shí)具有儀器操作簡(jiǎn)單、得出結(jié)論快速等優(yōu)點(diǎn)，相關(guān)人員可現(xiàn)場(chǎng)隨時(shí)對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件進(jìn)行回彈試驗(yàn)，可初步判斷混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件的抗壓強(qiáng)度是否達(dá)到設(shè)計(jì)要求。因混凝土抗壓強(qiáng)度是建筑工程質(zhì)量監(jiān)管中的一個(gè)主控項(xiàng)目，各地建設(shè)行政主管部門要求不僅僅是施工、監(jiān)理對(duì)該項(xiàng)目進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，更需要委托有資質(zhì)的第三方檢測(cè)單位對(duì)新建工程進(jìn)行混凝土抗壓強(qiáng)度的檢測(cè)，若檢測(cè)強(qiáng)度不合格、達(dá)不到設(shè)計(jì)要求，則可能涉及停工、加固、拆除重建等一系列后續(xù)處理方式，不僅有可能導(dǎo)致巨大的經(jīng)濟(jì)損失，更涉及結(jié)構(gòu)的安全，因此，合理、正確地使用回彈法檢測(cè)混凝土抗壓強(qiáng)度，是與之相關(guān)的工程人員必須掌握的一種技能。

二、儀器

（1）回彈儀使用簡(jiǎn)單，非常容易上手，《回彈規(guī)程》總則1.0.3條規(guī)定，使用回彈法檢測(cè)混凝土強(qiáng)度的人員，應(yīng)通過專門的技術(shù)培訓(xùn)，該條款主要是為了消除數(shù)據(jù)檢測(cè)中“人為”導(dǎo)致的偏差因素。其主要原因是未經(jīng)過專門培訓(xùn)的人員，在日常實(shí)際使用中，僅知其然不知其所以然，僅知道怎么操作回彈儀，而不知道正確操作，在儀器使用過程中，不規(guī)范操作屢見不鮮，如回彈測(cè)試角度不水平（不垂直于表面）、構(gòu)件表面不經(jīng)打磨直接測(cè)量等，導(dǎo)致回彈值有較大偏差；另外一個(gè)就是碳化深度測(cè)量使用的1%～2%的酚酞酒精溶液，該溶液的百分比不準(zhǔn)確的情況比較常見，溶液酚酞百分比含量偏高會(huì)導(dǎo)致現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)時(shí)碳化界面不明顯，全界面紅色，從而得出碳化深度為0的結(jié)果，導(dǎo)致強(qiáng)度推定值偏大；溶液濃度偏低則不顯示紅色，而給出碳化深度＞6的結(jié)果，導(dǎo)致強(qiáng)度推定值偏低；現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)時(shí)為了方便，不使用碳化深度測(cè)量尺量測(cè)碳化深度、而是估計(jì)等，上述行為直接導(dǎo)致了原始數(shù)據(jù)測(cè)量不準(zhǔn)確，最后的強(qiáng)度計(jì)算、推定更無(wú)法保證，因此從業(yè)人員必須經(jīng)過專門的技術(shù)培訓(xùn)、持證上崗。

（2）回彈儀作為回彈法中最核心的儀器，不論是數(shù)顯還是指針讀數(shù)型的，均屬于機(jī)械物理式，其主要工作原理是彈擊桿與被測(cè)構(gòu)件表面接觸后施加一個(gè)外力作用、經(jīng)過內(nèi)部多個(gè)彈簧的壓縮變形帶動(dòng)刻度尺得出回彈值，對(duì)一個(gè)構(gòu)件常規(guī)要求是測(cè)量10個(gè)測(cè)區(qū)、160個(gè)測(cè)點(diǎn)，也即每個(gè)構(gòu)件需要彈擊160次，因彈擊次數(shù)較多，檢測(cè)構(gòu)件數(shù)量較多時(shí)儀器容易出現(xiàn)彈簧老化、讀數(shù)尺摩擦力偏差、儀器內(nèi)部積灰較多等情況，容易導(dǎo)致回彈數(shù)據(jù)出現(xiàn)不準(zhǔn)確（常見的是偏低）問題，因此《回彈規(guī)程》規(guī)定，回彈儀每半年必須送有資質(zhì)的檢定機(jī)構(gòu)進(jìn)行專業(yè)檢定，而在日常更需要進(jìn)行保養(yǎng)，保養(yǎng)情況在該規(guī)程中第3.3.1條有規(guī)定，其中第3點(diǎn)“對(duì)檢測(cè)值有懷疑”，而懷疑的判斷依據(jù)就是鋼砧率定值，主要是要求從業(yè)人員在使用回彈儀前、必須經(jīng)過率定，確保回彈儀讀數(shù)在正常范圍內(nèi)，因率定鋼砧較重、攜帶不方便，規(guī)程雖然沒有在使用過程中作硬性要求率定，但從業(yè)人員在檢測(cè)過程中因根據(jù)實(shí)際遇到的情況，判斷回彈儀讀數(shù)是否準(zhǔn)確；該條款第1點(diǎn)規(guī)定“回彈儀彈擊超過2000次”必須進(jìn)行保養(yǎng)，該條款第2點(diǎn)，“鋼砧率定值必須合格”是該條款的核心，第1、3點(diǎn)的要求均是為了保證率定值合格，也是為了保證回彈法所測(cè)得的混凝土抗壓強(qiáng)度不受到儀器誤差的影響。

三、適用范圍

《回彈規(guī)程》明確規(guī)定：“回彈法主要適用于普通混凝土抗壓強(qiáng)度的檢測(cè)，不適用于表層與內(nèi)部質(zhì)量有明顯差異或內(nèi)部存在缺陷的混凝土強(qiáng)度檢測(cè)”，其主要是因?yàn)榛貜椃ú⒉荒苋鏈?zhǔn)確地代表某待檢構(gòu)件真實(shí)的強(qiáng)度，其主要檢測(cè)的是混凝土構(gòu)件的表面強(qiáng)度，故對(duì)構(gòu)件測(cè)區(qū)表面有嚴(yán)格要求，要求測(cè)區(qū)為混凝土原漿面，應(yīng)清潔、平整，不應(yīng)有疏松層、浮漿、油垢、涂層以及蜂窩、麻面等，而上述面層缺陷常見于早期現(xiàn)場(chǎng)拌制生產(chǎn)的混凝土，主要是由于現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)條件不足、拌制不充分、混凝土澆搗不密實(shí)、模板安裝前處理不當(dāng)、后期養(yǎng)護(hù)處理不當(dāng)?shù)雀鞣N條件限制所致；現(xiàn)如今為了減少現(xiàn)場(chǎng)拌制混凝土的質(zhì)量不合格、環(huán)境污染等相關(guān)問題，國(guó)家推行預(yù)拌商品混凝土的運(yùn)用，隨著大批量的預(yù)拌混凝土在工程中運(yùn)用，我國(guó)因混凝土強(qiáng)度不達(dá)標(biāo)而出的工程事故也在逐年減少，但更重要的是預(yù)拌商品混凝土出現(xiàn)問題后更容易溯源，前幾年，某地樓盤因商品混凝土強(qiáng)度不達(dá)標(biāo)而全部拆除重建，造成了嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失，相關(guān)混凝土生產(chǎn)公司也受到了應(yīng)有的處罰并承擔(dān)了相關(guān)責(zé)任。隨著泵送預(yù)制商品混凝土的推廣使用，根據(jù)其流動(dòng)性大、澆筑的表面和底面性能相差較大的特點(diǎn)，《回彈規(guī)程》中關(guān)于泵送混凝土的檢測(cè)部分更要重視，該規(guī)程中明確規(guī)定，“檢測(cè)泵送混凝土強(qiáng)度時(shí)，測(cè)區(qū)應(yīng)選在混凝土澆筑側(cè)面”，該條款實(shí)際上對(duì)在建工程現(xiàn)場(chǎng)實(shí)體檢測(cè)作出了明確要求，泵送混凝土板類構(gòu)件不得采用角度修正、澆筑面修正的方式來(lái)修正回彈值，也即泵送混凝土板類構(gòu)件不應(yīng)采用在構(gòu)件表面或底部回彈的方法來(lái)檢測(cè)混凝土抗壓強(qiáng)度。

四、回彈法的取值、計(jì)算

（1）對(duì)混凝土構(gòu)件表面進(jìn)行回彈時(shí)，每個(gè)構(gòu)件最少布置5個(gè)測(cè)區(qū)，一般需要10個(gè)測(cè)區(qū)，而一個(gè)測(cè)區(qū)16個(gè)測(cè)點(diǎn)，最后計(jì)算的時(shí)候每個(gè)測(cè)區(qū)讀數(shù)要去除3個(gè)最大值以及3個(gè)最小值，但是要注意的是，該16個(gè)測(cè)點(diǎn)讀數(shù)本身要是正常的，儀器操作人員在回彈時(shí)不能反復(fù)彈擊一個(gè)測(cè)點(diǎn)，回彈時(shí)若彈擊在混凝土骨料（石頭）上或表面缺陷（淺孔）處時(shí)，該數(shù)值偏差極大，均應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)舍棄并補(bǔ)充彈擊另外其它未被彈擊過的部位，這點(diǎn)也是操作人員經(jīng)常誤解的地方，以為反正16個(gè)測(cè)點(diǎn)要分別去除3個(gè)最大、3個(gè)最小值，就不用在意這種異常數(shù)據(jù)而不現(xiàn)場(chǎng)舍棄，這也是導(dǎo)致回彈法測(cè)混凝土抗壓強(qiáng)度不準(zhǔn)確的一個(gè)因素。這里需要注意的是，測(cè)區(qū)數(shù)量的不同，取值方法也不一樣，若測(cè)區(qū)數(shù)小于10個(gè)，構(gòu)件強(qiáng)度代表值應(yīng)取測(cè)區(qū)強(qiáng)度的最小值，主要是因?yàn)闇y(cè)區(qū)數(shù)量太少，取最小值能更大程度地保證構(gòu)件強(qiáng)度在日常計(jì)算過程中保證安全；而當(dāng)測(cè)區(qū)數(shù)大于等于10個(gè)時(shí)，即可能涉及同混凝土強(qiáng)度的不同構(gòu)件推定時(shí)，須考慮標(biāo)準(zhǔn)差的影響，在不同設(shè)計(jì)強(qiáng)度下（C25為分界線）對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)差分別大于4.5MPa（C25以下）、5.5MPa（含C25以上）時(shí)，考慮可能是由于某些系統(tǒng)誤差較大，如不同構(gòu)件強(qiáng)度等級(jí)相差較大、非同條件養(yǎng)護(hù)、齡期相差較大等原因，已經(jīng)不屬于“同一批量”的范疇，故此，只能按照單個(gè)構(gòu)件來(lái)取值或重新劃分檢測(cè)批。而不論測(cè)區(qū)數(shù)量多少，若經(jīng)正常測(cè)試后測(cè)區(qū)中出現(xiàn)超過《回彈規(guī)程》規(guī)定的適用強(qiáng)度范圍10MPa～60MPa，在此范圍之外的不適用該方法，無(wú)法計(jì)算平均值、標(biāo)準(zhǔn)差，而是應(yīng)查明超出范圍的原因，若大部分?jǐn)?shù)據(jù)均低于10MPa，則該構(gòu)件強(qiáng)度取值取低于10MPa，若高于C60，則需要考慮采用其他規(guī)程如地方性的《高強(qiáng)回彈規(guī)程》計(jì)算取值。

（2）《回彈規(guī)程》測(cè)強(qiáng)曲線的應(yīng)用及注意事項(xiàng)：回彈法涉及三種測(cè)強(qiáng)曲線，分別為統(tǒng)一測(cè)強(qiáng)曲線、地區(qū)及專用測(cè)強(qiáng)曲線，代表的是測(cè)區(qū)混凝土強(qiáng)度換算值，各種曲線建立的基礎(chǔ)是材料、成型工藝，統(tǒng)一曲線是采用全國(guó)有代表性的，其使用范圍廣，但相對(duì)偏差大，而地方以及專用測(cè)強(qiáng)曲線是采用地區(qū)常用的或?qū)Ｓ脴?gòu)件的材料，經(jīng)過同條件試驗(yàn)建立的，相對(duì)統(tǒng)一曲線，地方及專用測(cè)強(qiáng)曲線精確度更高，但因測(cè)強(qiáng)曲線的建立對(duì)試驗(yàn)要求較高，部分地區(qū)受技術(shù)、經(jīng)濟(jì)等方面條件的限制，并無(wú)地區(qū)或?qū)Ｓ脺y(cè)強(qiáng)曲線，故規(guī)范雖然推薦按專用—地區(qū)—統(tǒng)一測(cè)強(qiáng)曲線的順序采用，但主要還是以統(tǒng)一曲線為主。以廣東為例，統(tǒng)一測(cè)強(qiáng)曲線在廣東省適用，另去花費(fèi)一定的人力、物力去研究、建立地區(qū)測(cè)強(qiáng)曲線沒有必要；但隨著如今高強(qiáng)混凝土在廣東省應(yīng)用范圍的擴(kuò)大，廣東省住房和城鄉(xiāng)建設(shè)廳于2020年3月20日通過、發(fā)布了《廣東省高強(qiáng)混凝土強(qiáng)度回彈法檢測(cè)技術(shù)規(guī)程》，主要是為了檢測(cè)高強(qiáng)混凝土（C60～C90）的抗壓強(qiáng)度，使得高強(qiáng)混凝土檢測(cè)有規(guī)可依，該省標(biāo)是對(duì)回彈規(guī)程的補(bǔ)充、延伸，其所采用的測(cè)強(qiáng)曲線是地區(qū)測(cè)強(qiáng)曲線。需要注意的是，因檢測(cè)強(qiáng)度區(qū)間的不同，對(duì)檢測(cè)儀器要求的不同，不能采用普通回彈儀檢測(cè)高強(qiáng)混凝土，目前該規(guī)范規(guī)定僅適用H450型（標(biāo)稱能量為4.5J）回彈儀，但在現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)時(shí)，如果實(shí)際預(yù)檢強(qiáng)度推定值均小于C60的時(shí)候，為了得出混凝土強(qiáng)度等級(jí)，需要使用普通型號(hào)M225（標(biāo)稱能量為2.207J）的回彈儀，且強(qiáng)度結(jié)果推定值所查詢的測(cè)強(qiáng)曲線須按照《回彈規(guī)程》的統(tǒng)一測(cè)強(qiáng)曲線采用，否則按照省標(biāo)內(nèi)的表格，得出的結(jié)論是小于C60，而無(wú)實(shí)際強(qiáng)度等級(jí)；此處主要是考慮即便設(shè)計(jì)是高強(qiáng)混凝土，但是因構(gòu)件實(shí)際抗壓強(qiáng)度達(dá)不到要求時(shí)，需要以普通混凝土抗壓強(qiáng)度檢測(cè)方式來(lái)進(jìn)行，隨著國(guó)內(nèi)建筑行業(yè)的發(fā)展，越來(lái)越多的高強(qiáng)混凝土運(yùn)用在建筑領(lǐng)域，因此，地方性的《高強(qiáng)混凝土回彈規(guī)程》以及國(guó)標(biāo)《回彈規(guī)程》對(duì)工程技術(shù)人員來(lái)說，都是必須熟練掌握的。

五、結(jié)論

綜上所述，回彈法作為一種簡(jiǎn)單、快捷的檢測(cè)混凝土抗壓強(qiáng)度檢測(cè)方法，在混凝土抗壓強(qiáng)度檢測(cè)領(lǐng)域有著不可替代的作用，但是同時(shí)該方法具有較多不確定性，主要是因?yàn)榛炷敛牧媳旧硎且环N人造的具有非均質(zhì)特性的材料，其檢測(cè)的是構(gòu)件表面強(qiáng)度，不適應(yīng)內(nèi)部存在缺陷的混凝土的抗壓強(qiáng)度的檢測(cè)，由此而引申出超聲-回彈綜合法、回彈-取芯法等相關(guān)檢測(cè)方法，其目的是通過不同檢測(cè)方法的接合，更準(zhǔn)備的檢測(cè)出混凝土構(gòu)件的真實(shí)強(qiáng)度，以避免因強(qiáng)度檢測(cè)不正確導(dǎo)致后續(xù)可能涉及的加固設(shè)計(jì)、驗(yàn)算、復(fù)核等系列工作出現(xiàn)不該有的偏差甚至錯(cuò)誤，因此，回彈法可認(rèn)為是一種最基礎(chǔ)的混凝土抗壓強(qiáng)度檢測(cè)方法。