回彈法檢測混凝土抗壓強度技術規程相關問題的思考,混凝土結構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度存在的問題，具體說有以下兩個方面： 1、摻加粉煤灰的泵送混凝土用回彈法測定的強度經常出現不合格，但實際結構中混凝土的強度合格 。 2、有些地區建筑管理與質量監督部門不按照GB/T 50344建筑結構檢測技術標準規定 ，明明試塊強度合格，抽檢組數也夠，動不動就回彈測強，一測就不夠，然后就鉆芯、就走關系。,學者質疑回彈法測強,清華大學廉慧珍教授2007年在混凝土發表學術論文質疑“回彈法檢測混凝土抗壓強度” 。主要觀點有以下幾個方面： 1、材料的硬度和強度不是同一個概念。 同一種勻質材料的硬度和強度之間有一定的相關性,而不同材料的硬度和強度之間不能建立相關的關系;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度有一定的聯系,而相同水膠比的砂漿強度和混凝土強度的關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部混凝土的強度沒有關系,再基于碳化層的硬度引進“折減系數”來推算混凝土的強度,在概念上是錯誤的。 這個“碳化層”的硬度及厚度和混凝土的強度并沒有關系,對于混凝土的強度來說是沒有意義的。,碳化對混凝土的影響主要并不是強度,因為只要在摻用粉煤灰后把混凝土水膠比降低到一定程度,28d抗壓強度無疑是會滿足設計要求的,而且由于現場澆筑混凝土溫度的影響,摻粉煤灰的混凝土實際強度總是會比標準養護的相同摻粉煤灰的混凝土試件強度高,并與碳化無關。碳化本身不會造成混凝土劣化,但是Ca(OH)2碳化后分子體積大約可收縮20%,如果先產生干燥收縮,隨后再加上碳化收縮,可能在約束條件下產生開裂;更重要的是,鋼筋在堿性環境下的穩定性會因堿度降低而受到破壞,引起銹蝕。,3、混凝土是復雜的多相非均質材料,回彈值和抗壓強度之間沒有唯一的關系;不只是不同強度等級的混凝土沒有相同的硬度-抗壓強度關系,而且相同強度等級的混凝土也沒有相同的組成和微結構;即使給定的混凝土,也會因骨料和基體之間的硬度不同以及骨料在礦物學上的變化而有不同的回彈值。,合理的方法是對每一種混凝土都標定其強度-硬度關系“,當用回彈值估計現場混凝土的強度時,必須和標定時的試驗步驟與環境條件相似”。把定到規范中的回彈值-抗壓強度關系表格或公式作為通用標準是欠妥當的。,回彈測強標準編制組成員的回應,混凝土的抗壓強度與其測區的回彈值（表面硬度）之間有一定的關系，該關系是以大量的試驗數據為依據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度之間的數學表達式。回彈法用于檢測混凝土的抗壓強度已在我國得到了廣泛的應用，實踐證明，采用回彈法推定的混凝土抗壓強值，對于處理工程質量問題具有十分重要的意義。,盡管碳化會提高混凝土的抗壓強度，但碳化對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度之間的關系的，它研究的對象就是混凝土，而不是混凝土中的砂漿。況且回彈規范中規定在每個測區選擇有效的16個測點，計算時去掉3個最大的和3個最小值剩余10計算平均值，已經考慮了石子和氣孔對回彈值的影響。,當檢測條件與測強曲線的適用條件有較大差異時，還可采用同條件試件或鉆取混凝土芯樣進行修正。,廉慧珍教授的答復,引用毛澤東的話：時代在變化，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暴的話：對一個理論的反駁即對問題的任何認真的嘗試性解決的反駁始終是我們接近真理的前進一步。,“把混凝土當作宏觀均質且各向同性的材料”，過去在混凝土組分不是這么多、水灰比比較大、總體強度等級比較低、生產和施工控制也沒有現在這樣復雜的情況下，還算可以，而現在情況正在起著很大的變化，混凝土的非均質性表現得更加突出。,不管發明者是誰，在混凝土中使用回彈法總是從金屬材料移植過來的，盡管工業上的金屬材料也并不是理想的絕對均勻體，畢竟混凝土和金屬材料的力學性質和勻質性相差得太大。連金屬的表面硬度都很難測準，何況混凝土？表面硬度的檢測在金屬工業中主要也是用來評價材料勻質性、加工性，并不用于檢測其強度。,有的工程在剔除表面“碳化層”后再檢測回彈值，反而比未剔除時的還要高。更重要的是，“碳化”層確實是與混凝土本體不同的兩種材料， “碳化層”的硬度和混凝土強度之間不可能有相關關系。因此用對“碳化層”的回彈值根據“碳化層”厚度修正的強度值的方法是不能用的。,這是科學概念問題：不同材料的硬度與強度之間是沒有關系的，材料的表面硬度和材料的厚度也是沒有關系的。,由于碳化前沿確定的困難，目前現場量測方法實在不能為準。混凝土比砂漿碳化前沿更加曲折，如圖3、圖4所示。當碳化深度較大時，打磨除去碳化層也不現實。,需要說明的問題,砼結構工程施工質量驗收規范(GB50204-2002) 和砼強度檢驗評定標準(GBJ107)的規定 ：判定砼質量是否合格的基礎是標養的砼立方體抗壓強度或同條件養護試塊的立方體抗壓強度,而更能反映實體工程砼強度的是同條件養護試塊的立方體抗壓強度。所以嚴格按規范要求作好同條件砼試塊的制做、養護、試壓等工作,是確保砼實體質量的最佳保證。,依據GB50204-2002用回彈法測強可以在砼試件強度評定不合格時采用,其結果是對砼實體質量達不到設計要求時,進行結構強度復核的處理的依據;而在重要結構部位,不管標養試塊和同條件養護試塊的強度評定合格與否,均應對其進行結構實體砼強度檢驗,JGJ/T23-2001中用回彈法測得的砼強度換算值、平均值、標準差及強度推定值,均不參加砼抗壓強度的評定,只作為處理砼質量問題的依據。既然回彈法測強度不作評定依據,回彈法測強報告也不做評定,那么我們如何評價回彈法測強結果呢?,當回彈法測強報告中有關數據不能滿足設計要求時,不要輕易進行處理,應當先請設計人員核算或采用其他方法(比如鉆芯取樣測砼強度)進行檢測,的確達不到設計要求,也不能滿足使用功能要求時,再請專業人員做出處理。,現今因水泥強度高、水化熱大、混凝土水膠比較低，即使很薄的構件（例如厚度10 cm的樓板）混凝土中的溫度都不會是恒定的20，不論是高還是低，實驗室檢測的指標和現場構件中混凝土的性能差別都會較大。例如，當混凝土內部溫度較高時，對不用或少用礦物摻和料的混凝土抗壓強度，構件中的要低于實驗室標準試件的，用實驗室指標驗收就會不安全；使用礦物摻和料的，則相反。,粉煤灰摻量對回彈測強誤差影響,浙江省建筑科學設計研究院徐國孝, 丁偉軍研究得出結論：其它摻量基本不變, 粉煤灰單摻達 35%50%時, 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, 按泵送混凝土測強曲線計算, 發現其平均相對誤差和相對標準差都很大。而粉煤灰摻量在 10%15%( 共計155組數據) 以及單摻 25%( 共計 27 組數據) 時, 其平均相對誤差和相對標準差在地區測強曲線誤差要求范圍內。因此粉煤灰單摻超過 30%時, 泵送混凝土測強曲線已不適用。,解決問題的途徑,各地針對目前預拌混凝土中礦物細粉摻和料摻加量較大的趨勢，制定符合本地區混凝土結構物回彈測強實際情況的測強曲線，克服目前的問題。下面對北京地標與新行業標準泵送混凝土測區強度換算表進行比較。,行業標準：,平均回彈值,測區混凝土強度換算值,平均碳化深度值,北京市地方標準：,行業標準：,北京市地方標準：,行業標準：,北京市地方標準：,行業標準：,北京市地方標準：,行業標準要點：,本規程不適用于表層與內部質量有明顯差異或內部存在缺陷的混凝土強度的檢測。 2.1.3 測區混凝土強度換算值 由測區的平均回彈值和碳化深度值通過測區強度換算表得到的測區現齡期混凝土強度值。 2.1.4混凝土強度推定值 相應于強度換算值總體分布中保證率不低于95%的構件中的混凝土強度值。,行業標準要點：,4.1.5 當檢測條件與附錄A、B、C的適用條件有較大 差異時，可采用同條件試塊或鉆取混凝土芯樣進行修 正，試塊或鉆取芯樣數量不應少于6個。試塊邊長為 150 mm；芯樣公稱直徑宜為100mm，高徑比為1，芯樣 應在測區內鉆取，每個芯樣只能加工一個試件，計算 時，測區混凝土強度換算值應乘以修正系數。 修正系數應按下列公式計算,修正系數，精確到0.01；,行業標準要點：,5. 0.1 計算測區平均回彈值，應從該測區的16個回彈值中剔除3個最大值和3個最小值，用余下的10個回彈值按下式計算： 非水平方向檢測混凝土澆筑側面時，應按下式修正：,回 彈 值 測 量,4.2.1 檢測時應注意回彈儀的軸線應始終垂直于混凝土檢測面，并且緩慢施壓不能沖擊，否則回彈值讀數不準確。 4.2.2 本條規定每一測區記取16點回彈值，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值，這兩種數值與該測區的正常回彈值偏差很大，很好判斷。同一測點只允許彈擊一次，若重復彈擊則后者回彈值高于前者，這是因為經彈擊后該局部位置較密實，再彈擊時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 本規程附錄A中測區混凝土強度換算值由回彈值及碳化深度值兩個因素確定，因此需要具體確定每一個測區的碳化深度值。當出現測區間碳化深度值極差大于2.0mm情況時，可能預示該構件混凝土強度不均勻，因此要求每一測區應分別測量碳化深度值。 4.3.3 高強混凝土強度高，表面硬度大，加之表面比較致密，經過大量實驗，碳化對其影響很小，因此不用考慮表面的碳化。,6.1.2有條件的地區和部門，應制定本地區的測強曲線或專用測強曲線，經主管部門組織審定和批準后實施。檢測單位應按專用測強曲線、地區測強曲線、統一測強曲線的順序選用測強曲線。 地區測強曲線：平均相對誤差（）不應大于14.0 %,相對標準差（er）不應大于17.0 %；其中高強混凝土地區測強曲線：平均相對誤差（）不應大于8.0 %,相對標準差（er）不應大于10.0 %；,行業標準要點：,行業標準要點：,7 混凝土強度的計算 7. 1 構件第i個測區混凝土強度換算值，由本規程附錄A、附錄B、附錄C查表得出。 7. 2 構件的測區混凝土強度平均值應根據各測區的混凝土強度換算值計算。當測區數為10個及以上時，應計算強度標準差。平均值及標準差應按下列公式計算：,新行標要點,關于推定值公式的合理性等的不斷探索和更正。標準是人定的，和人的認識水平有關；參與制定標準的各個人會因其經歷和認識的差異，但是作為標準規范的管理和執行者，卻應當有“天變不足畏，祖訓不足法，人言不足恤”（溫家寶總理談改革、創新時引用王安石語）的精神。 混凝土注意控制好配合比、工作性、振搗、模板、養護等環節，例如加強早期養護，保證14天養護，控制碳化深度。,癥結所在,目前存在問題的根源在于以下幾點： 1、混凝土結構非破損測定強度不滿足要求責任不