摘要：近年来，中国面临着越来越多的大跨度及超高层建筑，因此高性能混凝土的应用得到了广泛的推广，管理和监督混凝土结构质量变得越来越重要。混凝土构件的物理检测是工程质量和安全监督的一个重要组成部分，回弹法是最广泛使用的检测方法之一。在本文中，我们进行了强度在40MPa和80MPa之间的混凝土试块的回弹试验。研究发现，具有大冲击动能的9.8J冲击动能反弹器在各方面都表现良好，能够准确预测混凝土构件的强度。
关键词：回弹法；检测技术；高性能；混凝土；强度
1 前言
随着中国经济实力的不断增强，国内交通基础设施建设得到了蓬勃发展，对质量检验和监督提出了更高的要求。质量安全监督的重中之重是对物理工程质量的监督，高性能混凝土的强度是所有这些工作的核心，因此，加强高性能混凝土的强度控制显得尤为重要。高性能混凝土作为符合现代建筑特色的建筑材料，具有高强度，良好的加工性，优异的耐腐蚀性和体积稳定性。实现高性能混凝土优越工程性能的一个重要方法是添加超细矿物掺合料（粒径小于10μm）和高效减水剂。随着科学技术的进步，各种先进的检测仪器不断涌现。常见的特定测试方法包括表面压痕，提取，回弹和红外成像。事实上，由于其操作简单，成本低，检测快，回弹法已成为最广泛使用的检测方法。
2 回弹法检测技术原理
2.1 回弹法基本原理
回弹法的原理是使用弹簧来驱动锤子并推动力杆（冲击杆），在撞击混凝土构件的表面之后，力杆被反弹。此时，测量锤子反弹的距离，回弹距离与弹簧初始长度的比率（即回弹值R）用作确定混凝土构件强度的指标，其用于估计混凝土的强度。通过锤击从锤子表面获得的数据来分析回弹方法。它属于表面硬度法，是一种基于混凝土表面硬度试验的方法，用于估算混凝土的抗压强度。
2.2 回弹法技术特点
在混凝土强度的无损检测方法中，回弹法是一种通过反映混凝土表面硬度进而来估算混凝土强度的无损检测方法。它在中国土木工程建设领域有着悠久的应用历史，也是中国工程质量检测中最常用的一种无损检测方法。回弹法检测优点主要体现在以下几个方面：（1）待测混凝土结构不受损坏，即可以重新测试;（2）便携、易于操作;（3）检测速度快，独立于构件位置，便于大规模检测。试验结果具有代表性，可用于施工期间和施工后对混凝土构件的大型检验;（4）检查费用低;（5）可以准确的进行混凝土构件强度的对比分析。
然而，由于回弹方法的机理，回弹强度方法是表面硬度方法，对于表面厚度为10至15mm的混凝土构件具有更精确的强度响应。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在许多情况下，混凝土表面受碳化和其他因素的影响，导致表面强度和内部强度之间存在偏差，进而需要根据经验对其进行校正，这会影响回弹测试方法的准确性以及估计混凝土的强度。
2.3 回弹法局限性分析
当用回弹法估算混凝土强度时，混凝土表面状况的变化影响回弹结果。当混凝土表面更碳化时，表面致密性增加，硬度显著增加，并且回弹值测量偏高。当混凝土在潮湿环境中开展测试时，测量结果通常低于干燥条件下的测量结果。同样，混凝土构件表面的一些纹理也会影响回弹测试的结果。当混凝土表面粗糙时，锤击表面可能在锤击过程中引起轻微开裂和破裂，导致大的动能损失，从而减小了回弹距离，进而使测试结果较低。试验期间混凝土结构的稳定性对于回弹结果也非常重要。如果构件在回弹仪弹回的那一刻振动，则会导致过剩的动能损失，这将影响回弹距离，获得的混凝土的强度误差较大。
3 回弹法检测技术应用实例
对于复杂多层混凝土结构的混凝土胶凝材料，选择一定面积的代表性材料和各种强度等级混凝土的优质配比，按有关规定制备高性能混凝土试块，并利用回弹仪开展弹性试验和抗压强度试验，通过对试验数据的总结分析，采用回弹法得到高性能混凝土强度影响因素的规律，为工程实践和质量安全监督提供指导。
3.1 试验用试块制备
使用标准材料和各强度混凝土混合比制备边长为150mm的标准立方体试样。测试龄期设定为7d，14d，28d，60d，90d和180d。上述强度混凝土混合比用于生产强度等级为C50至C80的试件。《回弹法检测混凝土抗压强度技术规程》（JGJT23-2011）中规定每个强度等级不同龄期分别制作不低于6个。对于标准立方体试件，试验将考虑不同固化条件下混凝土的实际情况。每个强度等级的各个龄期试块分别制作4组，其中每组由3个测试块组成。具有相同强度等级的混凝土试件应由同一批混凝土制成，根据需要均匀地放入模具中，并水平放置在振动台上进行振动成型。在成形之后，轻轻地刮掉表面浮子并使上表面平滑。试件应标明制造日期，龄期，强度等级等关键信息，以便于区分和测试。
3.2 不同回弹仪数据分析
利用实验数据和回归分析软件，通过线性回归模型，幂函数模型，多项式函数模型和指数函数模型分别分析2.21J和9.8J冲击动能反弹仪收集的数据。分别结果标明，模型的平均误差小于等于±14.0％，模型的相对标准偏差小于等于17.0％。从两个回归模型中的平均误差，相对误差和相关系数来说，幂函数模型均表现是极好的。对于强度在40MPa~80MPa范围内的混凝土试块，9.8J冲击动能回弹仪具有较大的冲击动能，各方面均较好，相关曲线明显高于2.21J冲击回弹仪测试得到的曲线，相对误差小，由此可知其在项目的实际检查中可以更准确地估计混凝土构件的强度。
4 结论
混凝土构件的质量控制作为关键质变，一直是工程质量管理的重要指标。由于混凝土构件的特殊性，对其质量的非破坏性测试方法尤为重要。本文针对高性能混凝土采用回弹法进行回弹试验，为高性能混凝土的应用及相应的工程质量检测和监督提供指导。在40MPa和80MPa之间的特定回弹试验中，发现两个冲击动能回弹仪的幂函数回归模型的相关系数均高于0.8，而9.8J冲击动能回弹仪具有较大的冲击动能，表现出更好的性能。然而，9.8J冲击动能回弹仪目前使用较少，并不像传统的中型回弹仪那么稳定，因此建议继续改进和研究回弹仪，同时提高其稳定性和准确性。
参考文献
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论文作者:张伟伟
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第36期
论文发表时间:2019/5/5
标签：混凝土论文; 强度论文; 构件论文; 表面论文; 动能论文; 测试论文; 模型论文; 《建筑学研究前沿》2018年第36期论文;