混凝土回彈測強(qiáng)方法與規(guī)范.ppt

回彈法檢測混凝土抗壓強(qiáng)度技術(shù)規(guī)程相關(guān)問題的思考,北京建筑工程學(xué)院 宋少民,混凝土結(jié)構(gòu)回彈檢測抗壓存在的問題與思考,問題的提出 近年來，越來越多的混凝土攪拌站和施工單位抱怨混凝土回彈檢測抗壓強(qiáng)度存在的問題，具體說有以下兩個(gè)方面： 1、摻加粉煤灰的泵送混凝土用回彈法測定的強(qiáng)度經(jīng)常出現(xiàn)不合格，但實(shí)際結(jié)構(gòu)中混凝土的強(qiáng)度合格 。 2、有些地區(qū)建筑管理與質(zhì)量監(jiān)督部門不按照GB/T 50344建筑結(jié)構(gòu)檢測技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定 ，明明試塊強(qiáng)度合格，抽檢組數(shù)也夠，動(dòng)不動(dòng)就回彈測強(qiáng)，一測就不夠，然后就鉆芯、就走關(guān)系。,學(xué)者質(zhì)疑回彈法測強(qiáng),清華大學(xué)廉慧珍教授2007年在混凝土發(fā)表學(xué)術(shù)論文質(zhì)疑“回彈法檢測混凝土抗壓強(qiáng)度” 。主要觀點(diǎn)有以下幾個(gè)方面： 1、材料的硬度和強(qiáng)度不是同一個(gè)概念。 同一種勻質(zhì)材料的硬度和強(qiáng)度之間有一定的相關(guān)性,而不同材料的硬度和強(qiáng)度之間不能建立相關(guān)的關(guān)系;同樣水膠比的砂漿和混凝土是不同的材料,砂漿的硬度最多只可能與砂漿強(qiáng)度有一定的聯(lián)系,而相同水膠比的砂漿強(qiáng)度和混凝土強(qiáng)度的關(guān)系卻依漿骨比和砂率的不同而異。,2、混凝土碳化層和該混凝土更是不同的材料,混凝土碳化層的硬度和內(nèi)部混凝土的強(qiáng)度沒有關(guān)系,再基于碳化層的硬度引進(jìn)“折減系數(shù)”來推算混凝土的強(qiáng)度,在概念上是錯(cuò)誤的。 這個(gè)“碳化層”的硬度及厚度和混凝土的強(qiáng)度并沒有關(guān)系,對(duì)于混凝土的強(qiáng)度來說是沒有意義的。,碳化對(duì)混凝土的影響主要并不是強(qiáng)度,因?yàn)橹灰趽接梅勖夯液蟀鸦炷了z比降低到一定程度,28d抗壓強(qiáng)度無疑是會(huì)滿足設(shè)計(jì)要求的,而且由于現(xiàn)場澆筑混凝土溫度的影響,摻粉煤灰的混凝土實(shí)際強(qiáng)度總是會(huì)比標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)的相同摻粉煤灰的混凝土試件強(qiáng)度高,并與碳化無關(guān)。碳化本身不會(huì)造成混凝土劣化,但是Ca(OH)2碳化后分子體積大約可收縮20%,如果先產(chǎn)生干燥收縮,隨后再加上碳化收縮,可能在約束條件下產(chǎn)生開裂;更重要的是,鋼筋在堿性環(huán)境下的穩(wěn)定性會(huì)因堿度降低而受到破壞,引起銹蝕。,3、混凝土是復(fù)雜的多相非均質(zhì)材料,回彈值和抗壓強(qiáng)度之間沒有唯一的關(guān)系;不只是不同強(qiáng)度等級(jí)的混凝土沒有相同的硬度-抗壓強(qiáng)度關(guān)系,而且相同強(qiáng)度等級(jí)的混凝土也沒有相同的組成和微結(jié)構(gòu);即使給定的混凝土,也會(huì)因骨料和基體之間的硬度不同以及骨料在礦物學(xué)上的變化而有不同的回彈值。,合理的方法是對(duì)每一種混凝土都標(biāo)定其強(qiáng)度-硬度關(guān)系“,當(dāng)用回彈值估計(jì)現(xiàn)場混凝土的強(qiáng)度時(shí),必須和標(biāo)定時(shí)的試驗(yàn)步驟與環(huán)境條件相似”。把定到規(guī)范中的回彈值-抗壓強(qiáng)度關(guān)系表格或公式作為通用標(biāo)準(zhǔn)是欠妥當(dāng)?shù)摹?回彈測強(qiáng)標(biāo)準(zhǔn)編制組成員的回應(yīng),混凝土的抗壓強(qiáng)度與其測區(qū)的回彈值（表面硬度）之間有一定的關(guān)系，該關(guān)系是以大量的試驗(yàn)數(shù)據(jù)為依據(jù)并考慮其他影響因素，通過回歸分析而建立的混凝土回彈值與抗壓強(qiáng)度之間的數(shù)學(xué)表達(dá)式。回彈法用于檢測混凝土的抗壓強(qiáng)度已在我國得到了廣泛的應(yīng)用，實(shí)踐證明，采用回彈法推定的混凝土抗壓強(qiáng)值，對(duì)于處理工程質(zhì)量問題具有十分重要的意義。,盡管碳化會(huì)提高混凝土的抗壓強(qiáng)度，但碳化對(duì)混凝土表面硬度的影響更大。 回彈法是研究混凝土的表面回彈值與混凝土強(qiáng)度之間的關(guān)系的，它研究的對(duì)象就是混凝土，而不是混凝土中的砂漿。況且回彈規(guī)范中規(guī)定在每個(gè)測區(qū)選擇有效的16個(gè)測點(diǎn)，計(jì)算時(shí)去掉3個(gè)最大的和3個(gè)最小值剩余10計(jì)算平均值，已經(jīng)考慮了石子和氣孔對(duì)回彈值的影響。,當(dāng)檢測條件與測強(qiáng)曲線的適用條件有較大差異時(shí)，還可采用同條件試件或鉆取混凝土芯樣進(jìn)行修正。,廉慧珍教授的答復(fù),引用毛澤東的話：時(shí)代在變化，過去我們熟悉的東西有些要閑置起來，而有些我們不熟悉的東西要盡快熟悉起來。 引用王宏甲中國新教育風(fēng)暴的話：對(duì)一個(gè)理論的反駁即對(duì)問題的任何認(rèn)真的嘗試性解決的反駁始終是我們接近真理的前進(jìn)一步。,“把混凝土當(dāng)作宏觀均質(zhì)且各向同性的材料”，過去在混凝土組分不是這么多、水灰比比較大、總體強(qiáng)度等級(jí)比較低、生產(chǎn)和施工控制也沒有現(xiàn)在這樣復(fù)雜的情況下，還算可以，而現(xiàn)在情況正在起著很大的變化，混凝土的非均質(zhì)性表現(xiàn)得更加突出。,不管發(fā)明者是誰，在混凝土中使用回彈法總是從金屬材料移植過來的，盡管工業(yè)上的金屬材料也并不是理想的絕對(duì)均勻體，畢竟混凝土和金屬材料的力學(xué)性質(zhì)和勻質(zhì)性相差得太大。連金屬的表面硬度都很難測準(zhǔn)，何況混凝土？表面硬度的檢測在金屬工業(yè)中主要也是用來評(píng)價(jià)材料勻質(zhì)性、加工性，并不用于檢測其強(qiáng)度。,有的工程在剔除表面“碳化層”后再檢測回彈值，反而比未剔除時(shí)的還要高。更重要的是，“碳化”層確實(shí)是與混凝土本體不同的兩種材料， “碳化層”的硬度和混凝土強(qiáng)度之間不可能有相關(guān)關(guān)系。因此用對(duì)“碳化層”的回彈值根據(jù)“碳化層”厚度修正的強(qiáng)度值的方法是不能用的。,這是科學(xué)概念問題：不同材料的硬度與強(qiáng)度之間是沒有關(guān)系的，材料的表面硬度和材料的厚度也是沒有關(guān)系的。,由于碳化前沿確定的困難，目前現(xiàn)場量測方法實(shí)在不能為準(zhǔn)?；炷帘壬皾{碳化前沿更加曲折，如圖3、圖4所示。當(dāng)碳化深度較大時(shí)，打磨除去碳化層也不現(xiàn)實(shí)。,需要說明的問題,砼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范(GB50204-2002) 和砼強(qiáng)度檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)(GBJ107)的規(guī)定 ：判定砼質(zhì)量是否合格的基礎(chǔ)是標(biāo)養(yǎng)的砼立方體抗壓強(qiáng)度或同條件養(yǎng)護(hù)試塊的立方體抗壓強(qiáng)度,而更能反映實(shí)體工程砼強(qiáng)度的是同條件養(yǎng)護(hù)試塊的立方體抗壓強(qiáng)度。所以嚴(yán)格按規(guī)范要求作好同條件砼試塊的制做、養(yǎng)護(hù)、試壓等工作,是確保砼實(shí)體質(zhì)量的最佳保證。,依據(jù)GB50204-2002用回彈法測強(qiáng)可以在砼試件強(qiáng)度評(píng)定不合格時(shí)采用,其結(jié)果是對(duì)砼實(shí)體質(zhì)量達(dá)不到設(shè)計(jì)要求時(shí),進(jìn)行結(jié)構(gòu)強(qiáng)度復(fù)核的處理的依據(jù);而在重要結(jié)構(gòu)部位,不管標(biāo)養(yǎng)試塊和同條件養(yǎng)護(hù)試塊的強(qiáng)度評(píng)定合格與否,均應(yīng)對(duì)其進(jìn)行結(jié)構(gòu)實(shí)體砼強(qiáng)度檢驗(yàn),JGJ/T23-2001中用回彈法測得的砼強(qiáng)度換算值、平均值、標(biāo)準(zhǔn)差及強(qiáng)度推定值,均不參加砼抗壓強(qiáng)度的評(píng)定,只作為處理砼質(zhì)量問題的依據(jù)。既然回彈法測強(qiáng)度不作評(píng)定依據(jù),回彈法測強(qiáng)報(bào)告也不做評(píng)定,那么我們?nèi)绾卧u(píng)價(jià)回彈法測強(qiáng)結(jié)果呢?,當(dāng)回彈法測強(qiáng)報(bào)告中有關(guān)數(shù)據(jù)不能滿足設(shè)計(jì)要求時(shí),不要輕易進(jìn)行處理,應(yīng)當(dāng)先請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)人員核算或采用其他方法(比如鉆芯取樣測砼強(qiáng)度)進(jìn)行檢測,的確達(dá)不到設(shè)計(jì)要求,也不能滿足使用功能要求時(shí),再請(qǐng)專業(yè)人員做出處理。,現(xiàn)今因水泥強(qiáng)度高、水化熱大、混凝土水膠比較低，即使很薄的構(gòu)件（例如厚度10 cm的樓板）混凝土中的溫度都不會(huì)是恒定的20，不論是高還是低，實(shí)驗(yàn)室檢測的指標(biāo)和現(xiàn)場構(gòu)件中混凝土的性能差別都會(huì)較大。例如，當(dāng)混凝土內(nèi)部溫度較高時(shí)，對(duì)不用或少用礦物摻和料的混凝土抗壓強(qiáng)度，構(gòu)件中的要低于實(shí)驗(yàn)室標(biāo)準(zhǔn)試件的，用實(shí)驗(yàn)室指標(biāo)驗(yàn)收就會(huì)不安全；使用礦物摻和料的，則相反。,粉煤灰摻量對(duì)回彈測強(qiáng)誤差影響,浙江省建筑科學(xué)設(shè)計(jì)研究院徐國孝, 丁偉軍研究得出結(jié)論：其它摻量基本不變, 粉煤灰單摻達(dá) 35%50%時(shí), 制作混凝土立方體試塊( 粗骨料為碎石) 24 組, 用回彈儀測試、試壓、碳化深度測試后, 按泵送混凝土測強(qiáng)曲線計(jì)算, 發(fā)現(xiàn)其平均相對(duì)誤差和相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)差都很大。而粉煤灰摻量在 10%15%( 共計(jì)155組數(shù)據(jù)) 以及單摻 25%( 共計(jì) 27 組數(shù)據(jù)) 時(shí), 其平均相對(duì)誤差和相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)差在地區(qū)測強(qiáng)曲線誤差要求范圍內(nèi)。因此粉煤灰單摻超過 30%時(shí), 泵送混凝土測強(qiáng)曲線已不適用。,解決問題的途徑,各地針對(duì)目前預(yù)拌混凝土中礦物細(xì)粉摻和料摻加量較大的趨勢(shì)，制定符合本地區(qū)混凝土結(jié)構(gòu)物回彈測強(qiáng)實(shí)際情況的測強(qiáng)曲線，克服目前的問題。下面對(duì)北京地標(biāo)與新行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)泵送混凝土測區(qū)強(qiáng)度換算表進(jìn)行比較。,行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)：,平均回彈值,測區(qū)混凝土強(qiáng)度換算值,平均碳化深度值,北京市地方標(biāo)準(zhǔn)：,行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)：,北京市地方標(biāo)準(zhǔn)：,行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)：,北京市地方標(biāo)準(zhǔn)：,行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)：,北京市地方標(biāo)準(zhǔn)：,行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要點(diǎn)：,本規(guī)程不適用于表層與內(nèi)部質(zhì)量有明顯差異或內(nèi)部存在缺陷的混凝土強(qiáng)度的檢測。 2.1.3 測區(qū)混凝土強(qiáng)度換算值 由測區(qū)的平均回彈值和碳化深度值通過測區(qū)強(qiáng)度換算表得到的測區(qū)現(xiàn)齡期混凝土強(qiáng)度值。 2.1.4混凝土強(qiáng)度推定值 相應(yīng)于強(qiáng)度換算值總體分布中保證率不低于95%的構(gòu)件中的混凝土強(qiáng)度值。,行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要點(diǎn)：,4.1.5 當(dāng)檢測條件與附錄A、B、C的適用條件有較大 差異時(shí)，可采用同條件試塊或鉆取混凝土芯樣進(jìn)行修 正，試塊或鉆取芯樣數(shù)量不應(yīng)少于6個(gè)。試塊邊長為 150 mm；芯樣公稱直徑宜為100mm，高徑比為1，芯樣 應(yīng)在測區(qū)內(nèi)鉆取，每個(gè)芯樣只能加工一個(gè)試件，計(jì)算 時(shí)，測區(qū)混凝土強(qiáng)度換算值應(yīng)乘以修正系數(shù)。 修正系數(shù)應(yīng)按下列公式計(jì)算,修正系數(shù)，精確到0.01；,行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要點(diǎn)：,5. 0.1 計(jì)算測區(qū)平均回彈值，應(yīng)從該測區(qū)的16個(gè)回彈值中剔除3個(gè)最大值和3個(gè)最小值，用余下的10個(gè)回彈值按下式計(jì)算： 非水平方向檢測混凝土澆筑側(cè)面時(shí)，應(yīng)按下式修正：,回 彈 值 測 量,4.2.1 檢測時(shí)應(yīng)注意回彈儀的軸線應(yīng)始終垂直于混凝土檢測面，并且緩慢施壓不能沖擊，否則回彈值讀數(shù)不準(zhǔn)確。 4.2.2 本條規(guī)定每一測區(qū)記取16點(diǎn)回彈值，它不包含彈擊隱藏在薄薄一層水泥漿下的氣孔或石子上的數(shù)值，這兩種數(shù)值與該測區(qū)的正常回彈值偏差很大，很好判斷。同一測點(diǎn)只允許彈擊一次，若重復(fù)彈擊則后者回彈值高于前者，這是因?yàn)榻?jīng)彈擊后該局部位置較密實(shí)，再彈擊時(shí)吸收的能量較小從而使回彈值偏高。,碳化深度值測量,4.3.1 本規(guī)程附錄A中測區(qū)混凝土強(qiáng)度換算值由回彈值及碳化深度值兩個(gè)因素確定，因此需要具體確定每一個(gè)測區(qū)的碳化深度值。當(dāng)出現(xiàn)測區(qū)間碳化深度值極差大于2.0mm情況時(shí)，可能預(yù)示該構(gòu)件混凝土強(qiáng)度不均勻，因此要求每一測區(qū)應(yīng)分別測量碳化深度值。 4.3.3 高強(qiáng)混凝土強(qiáng)度高，表面硬度大，加之表面比較致密，經(jīng)過大量實(shí)驗(yàn)，碳化對(duì)其影響很小，因此不用考慮表面的碳化。,6.1.2有條件的地區(qū)和部門，應(yīng)制定本地區(qū)的測強(qiáng)曲線或?qū)Ｓ脺y強(qiáng)曲線，經(jīng)主管部門組織審定和批準(zhǔn)后實(shí)施。檢測單位應(yīng)按專用測強(qiáng)曲線、地區(qū)測強(qiáng)曲線、統(tǒng)一測強(qiáng)曲線的順序選用測強(qiáng)曲線。 地區(qū)測強(qiáng)曲線：平均相對(duì)誤差（）不應(yīng)大于14.0 %,相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)差（er）不應(yīng)大于17.0 %；其中高強(qiáng)混凝土地區(qū)測強(qiáng)曲線：平均相對(duì)誤差（）不應(yīng)大于8.0 %,相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)差（er）不應(yīng)大于10.0 %；,行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要點(diǎn)：,行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要點(diǎn)：,7 混凝土強(qiáng)度的計(jì)算 7. 1 構(gòu)件第i個(gè)測區(qū)混凝土強(qiáng)度換算值，由本規(guī)程附錄A、附錄B、附錄C查表得出。 7. 2 構(gòu)件的測區(qū)混凝土強(qiáng)度平均值應(yīng)根據(jù)各測區(qū)的混凝土強(qiáng)度換算值計(jì)算。當(dāng)測區(qū)數(shù)為10個(gè)及以上時(shí)，應(yīng)計(jì)算強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)差。平均值及標(biāo)準(zhǔn)差應(yīng)按下列公式計(jì)算：,新行標(biāo)要點(diǎn),關(guān)于推定值公式的合理性等的不斷探索和更正。標(biāo)準(zhǔn)是人定的，和人的認(rèn)識(shí)水平有關(guān)；參與制定標(biāo)準(zhǔn)的各個(gè)人會(huì)因其經(jīng)歷和認(rèn)識(shí)的差異，但是作為標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的管理和執(zhí)行者，卻應(yīng)當(dāng)有“天變不足畏，祖訓(xùn)不足法，人言不足恤”（溫家寶總理談改革、創(chuàng)新時(shí)引用王安石語）的精神。 混凝土注意控制好配合比、工作性、振搗、模板、養(yǎng)護(hù)等環(huán)節(jié)，例如加強(qiáng)早期養(yǎng)護(hù)，保證14天養(yǎng)護(hù)，控制碳化深度。,癥結(jié)所在,目前存在問題的根源在于以下幾點(diǎn)： 1、混凝土結(jié)構(gòu)非破損測定強(qiáng)度不滿足要求責(zé)任不