浅谈回弹法测定混凝土强度在铁路工程中应用不广的原因分析

浅谈回弹法测定混凝土强度在铁路工程中应用不广的原因分析

刘彪

中铁广州工程局集团第三工程有限公司

摘要：混凝土作为建设工程最主要的原材料之一，其质量性能会直接对工程质量产生影响。在混凝土材料一系列质量参数与指标中，以混凝土强度的重要性相当突出，会直接对混凝土结构健康程度以及耐久性水平产生影响。目前技术条件支持下，可应用于混凝土强度检测的方法众多，包括钻芯法、回弹法等。但由于钻芯法操作会对结构物产生一定破坏，而回弹法检测混凝土强度则具有无损性、操作方便以及结果可靠等一系列优势，因而备受各方人员的青睐。但实际操作中，回弹法却面临着应用不广的问题。以下即尝试以铁路工程为例，对回弹法测定混凝土强度应用不广的原因进行分析，仅供业内关注。

关键词：铁路工程；回弹法；混凝土强度；应用

    在混凝土强度测定过程中，回弹法测定的基本原理是通过弹击的方式，对达到与一定龄期的混凝土表面进行处理，通过测定反作用力反弹回来距离的方式，将反弹距离与弹簧初始长度比值作为混凝土强度的计算依据，通过推算的方式得到混凝土强度水平。整个强度检测作业在混凝土表面进行，是一种具有代表性的表面硬度法。但回弹法操作具有一定的局限性，测量期间对测试面光滑性有严格要求，且受不同测定角度影响，回弹值测定结果会呈现出一定的差异性。受上述因素影响，导致混凝土强度回弹法测定方法的推广受到一定阻碍。尤其是在铁路工程建设中，回弹法测定混凝土强度的推广持续受限，我们需要明确导致其应用不广的原因，以更好的对回弹法测定结果进行改进。

1 回弹法测定混凝土强度优势

    通过回弹法测定混凝土强度能够准确反应混凝土的真实状态。在建筑施工期间对混凝土结构性能的评估以预留混凝土试块为主，但这部分试块的成型以及养护管理是在实验室标准条件下完成的，施工现场的实际条件与实验室条件存在较大差异性。部分重要的混凝土结构虽然采取的是施工现场直接养护方式，但是由于受到成型、受力、振捣等方面因素的影响，必然与结构混凝土保持着一些不同点，而混凝土结构强度值则可以直接反映出这些差异点。从这一角度上来说，传统实验室条件下混凝土检测数据的代表性是严重不足的。而对于回弹法检测混凝土强度而言，其可以直接在施工现场对达到一定龄期标准的混凝土构件进行检测，无须提前制作混凝土试块，整个检测操作在相关单位主体的严格监督管理下完成，对保障混凝土结构强度得到真实反应有积极意义。并且在回弹法检测混凝土强度期间，具有操作灵活，可反复多次进行检测，检测效率高，成本低的优势。本方法应用期间可随机且大量的对施工现场混凝土结构进行检测，操作灵活，也可支持对同一类混凝土构件的分批检测，或支持对同一混凝土构件的反复多次检测，对提高检测操作灵活性与可靠性有积极意义。

2 回弹法测定混凝土强度应用不广的原因

第一是受回弹区域的影响。混凝土建筑材料具有不均质的特点。由于在回弹法测定混凝土强度过程中，仅仅对混凝土表面一个点进行作用，因此导致弹击点周边混凝土性能会在很大程度上影响测定结果，意味着回弹法检测中单次测量误差受检测的区域影响较为明显，对混凝土结构的回弹多局限于表层混凝土结构中。一旦弹击点处于硬度较大的钢材或骨料表面，则会意味着混凝土回弹值上升，若位于松散混凝土表面，则回弹值取值较低。受表层混凝土浆体较多因素影响，尽管对表层砂浆进行了打磨处理，也会导致回弹结果出现下降的趋势，最终导致回弹法测定结果的合格率偏低，强度检测值缺乏代表性，难以达到合格标准。

    第二是受混凝土原材料性能的影响。在基于回弹法对混凝土强度进行检测的过程中，以强度与表面硬度的换算关系为检测依据。在混凝土技术发展背景下，混凝土的原料构成不再局限于碎石、水泥砂石、水分这几个方面，一系列外加剂以及混合料加入其中，使混凝土组分结构呈现出多样化的发展趋势，包括矿粉、粉煤灰等原料的使用与加入在一定程度上影响了混凝土的使用性能。尤其通过添加粉煤灰的方式，导致混凝土表面硬度下降，所进行回弹法检测期间混凝土结构回弹值会低于实际水平，可能导致回弹法推定数值不能满足设计要求导致结论出现较大误差，影响回弹法的使用效果。

    第三是受混凝土表层碳化深度的影响。混凝土碳化是混凝土在进行水泥水化反应期间所产生的Ca（OH）2与混凝土结构所处环境中的二氧化碳产生反应，导致CaCO3的形成，会导致混凝土出现表面硬化的发展趋势。既往报道中显示，混凝土水泥用量、水泥类型、水胶比大小、外加剂质量等均会对混凝土表层碳化深度产生影响。需要注意的一点是，虽然硬度与强度属于两个不同概念，但在利用回弹法对混凝土强度进行测定时，回弹规程要求将影响硬度的碳化值进行剔除，此项操作会导致回弹测量强度结果推定值偏低。在碳化深度较大的情况下，导致回弹强度测定结果出现不合格的问题。

    第四是受混凝土施工环境的影响。混凝土强度应用回弹法进行测定的基本原理是强度与硬度之间的换算关系。但受施工环境潮湿因素影响，导致结构物表面硬度偏低，进而导致结构回弹值受到影响。在相对干燥的环境下，结构物混凝土表面硬度维持较高水平，与之对应的回弹值也处于较高水平下。尤其对于养护质量较好的部分混凝土结构而言，组分相互反应充分，水泥石形成充足，导致硬度加大影响回弹值偏高，与实际结果产生一定偏差。

    第五是受回弹数据处理的影响。在基于回弹法对混凝土硬度检测数据进行处理的过程中，要求对16个点所对应回弹值中剔除3个最大值以及3个最小值，然后取平均数作为回弹强度测定数值。在上述操作中，对3个最大值以及3个最小值进行剔除的目的是避免受离散性因素影响导致回弹值测量结果出现误差问题。但在此操作专用，可能存在3个最大值与平均值差值低于3倍方差的问题，无法作为离散值处理，进而会导致回弹平均值较低，降低强度计算结果的合格率，导致回弹法测量混凝土强度的代表值出现不合格问题。

第六是受统一回弹强度测量曲线的影响。在现行铁路工程结构混凝土强度检测规程中，明确规定混凝土结构强度换算可以在专用强度测量曲线、地区测量强度曲线以及统一测量强度曲线中进行合理选择。需要特别注意的一点是，铁路工程施工使用中的混凝土材料与制作统一测量强度曲线的代表材料存在较大差异，导致曲线数据与实际工程结构数据出现较大误差，参考价值大大降低。在实际操作中，应当按照专用强度测量曲线→地区强度测量曲线→统一强度测量曲线的顺序进行选用。直接选择统一强度测量曲线会导致回弹强度推定结构出现较大误差，影响回弹强度测量结果的准确性。

3 结束语

    本文尝试对回弹法检测混凝土强度方法在铁路工程中的应用问题进行分析，首先对回弹法检测混凝土强度的优势进行总结与概括，然后重点结合铁路工程实例，对回弹法检测混凝土强度应用不广的原因进行分析，认为受回弹区域的影响、受混凝土原材料性能的影响、受混凝土表层碳化深度的影响、受混凝土施工环境的影响、受回弹数据处理的影响、受统一回弹强度测量曲线的影响，希望能够在后续工作中克服上述问题，促进回弹法应用范围的扩大与提升。

参考文献：

[1] 沈建,周晓方,吴志球,等. 回弹-取芯法检测钢筋混凝土结构实体抗压强度的探讨[J]. 工程质量,2023,41(3):18-21.

[2] 高望清,邓浩,李操,等. 广东地区回弹法检测高强混凝土抗压强度研究[J]. 建筑科学,2022,38(11):34-41.

[3] 涂启华,雷建国,唐平,等. 混凝土抗压强度回弹法在建筑结构检测与鉴定工作中的应用[J]. 广东土木与建筑,2022,29(5):108-111.

[4] 祝帆,王大勇,李志强,等. 基于混合优化BP网络的回弹超声角测法检测混凝土抗压强度[J]. 河北建筑工程学院学报,2021,39(4):43-49.

[5]陈伟.回弹法和超声回弹综合法在水利工程混凝土强度检测中的应用[J].四川水利,2021,42(06):106-108+121.