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[摘 要]回弹仪检测混凝土强度的原理方法，影响检测强度值的因素，提供无损检测最广泛、最简便、准确的测定混凝土抗压强度的方法。
[关键词]碳化深度 回弹值 抗压强度 混凝土
中图分类号：TU278.3 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）05-0052-01
利用回弹仪（一种直射锤击式仪器）检测普通混凝土结构构件抗压强度的方法简称回弹法。目前，工程检测中，现场检测混凝土强度的检测方法很多，如钻芯法、拔出法、压痕法、射击法、回弹法、超声法、回弹超声综合法、超声衰减综合法，射线法落球法等，其中回弹法、超声回弹综合法是应用最多的无损检测方法，使用回弹仪检测混凝土强度是一种无损检测混凝土抗压强度的最广泛、最简便、准确的测定混凝土抗压强度的有效方法，是一种设备简单、操作方便、测试迅速，检测费用低廉，且不会破坏混凝土正常使用简易方法。本文主要介绍回弹仪检测混凝土强度的原理、特点和方法，以及影响检测强度值的因素，供广大同行借鉴和参考。
回弹法、超声回弹综合法是应用最广的无损检测方法，混凝土试块的抗压强度与无损检测的参数（超声声速值、回弹值、拔出力等）之间建立起来的关系曲线称为测强曲线，它是无损检测推定混凝土强度的基础。测强曲线根据材料来源，分为统一测强曲线、地区测强曲线和专用（率定）测强曲线三类。
1、检测原理及特点
1.1 原理
由于混凝土的抗压强度与其表面硬度之间存在某种相关关系，而回弹仪的弹击锤被一定的弹力打击在混凝土表面上，其回弹高度（通过回弹仪读得回弹值）与混凝土表面硬度成一定的比例关系。因此以回弹值反映混凝土表面硬度，根据表面硬度则可推求混凝土的抗压强度。
1.2 特点
用回弹法检测混凝土抗压强度，虽然检测精度不高，但是设备简单、操作方便、测试迅速，以及检测费用低廉，且不破坏混凝土的正常使用，故在现场直接测定中使用较多。影响回弹法准确度的因素较多，如操作方法、仪器性能、气候条件等。为此，必须掌握正确的操作方法，注意回弹仪的保养和校正。《回弹法检测混凝土抗压强度技术规程》（JG J/T23-2001）中规定：回弹法检测混凝土的龄期为7d～1000d，不适用于表层及内部质量有明显差异或内部存在缺陷的混凝土构件和特种成型工艺制作的混凝土的检测，大大限制了回弹法的检测范围。另外，由于高强混凝土的强度基数较大，即使只有15%的相对误差，其绝对误差也会很大而使检测结果失去意义，所以，回弹法不适用于检测高强混凝土（>C60混凝土）的抗压强度。
2、影响检测性能的因素
影响回弹仪检测性能的主要因素有：
（1）回弹仪机芯主要零件的装配尺寸，包括弹击拉簧的工作长度、弹击锤的冲击长度以及弹击锤的起跳位置等。
（2）主要零件的质量，包括拉簧刚度、弹击杆前端的球面半径、指针长度和摩擦力、影响弹击锤起跳的有关零件。
（3）机芯装配质量，如调零螺钉、固定弹击拉簧和机芯同轴度等。
3、钢砧率定作用
我国传统的回弹仪率定方法是：在符合标准的钢砧上，将仪器垂直向下率定。由上述影响回弹仪检测性能的主要因素可知，仅以钢砧率作为检验合格与否往往是欠妥的。只有在仪器3个装配尺寸和主要零件质量合格的前提下，钢砧率定值才能够作为检验合格与否的一项标准。
4、检测方法
4.1 数据采集
4.1.1 测区回弹值
测区的选定采用抽检的方法，在20cm×20cm 范围内测点均匀分布。所选测区相对平整和清洁，不存在蜂窝和麻面，也没有裂缝、裂纹、剥落，层裂等现象。按照利用回弹仪进行无损检测的规范，即根据《回弹法检测混凝土抗压强度技术规范》（JG J/T23-2001）的规定，在每一个检测区测取16个回弹值。每一读数都精确到1。测点间距不小于20mm，测点距构件边缘不小于30mm。在检测时，回弹仪的轴线始终垂直于被检测区的测点所在面。
4.1.2 碳化深度
在有代表性的测区进行碳化深度测定。当碳化深度大于2mm 时，应在每个测区进行碳化深度测定。
4.2 强度计算
4.2.1 回弹值计算
从每一个测区所得的16个回弹值中，剔除3个最大值和3个最小值后，将余下的10个回弹值按下列公式计算平均值：Rm=∑Ri/10
式中，Rm为测区平均回弹值，精确至0.1；Ri为第i个测点的回弹值。
4.2.2 回弹值修正
①对于回弹仪非水平方向检测混凝土浇筑侧面时，回弹值按下式校正。 Rm=Rmα+Raα
式中，Rma为非水平方向检测时测区的平均回弹值，精确至0.1；Raα为非水平方向检测时测区的平均回弹值的修正值。
②将回弹仪水平方向检测混凝土浇筑表面时得的回弹值，或相当于水平方向检测混凝土浇筑面时的回弹值，按下式修正：
Rm=Rmt+Rat，Rm=Rmb+Rab.
式中，Rmt，Rmb为水平方向（或相当于水平方向）检测混凝土浇筑表面、底面，测区的平均回弹值，精确至0.1；Rat，Rab 为混凝土浇筑表面、底面回弹值的修正值。如果测试时回弹仪弹击杆既非水平方向又非混凝土浇筑面，则应对回弹值先进行角度修正，然后再进行浇筑面修正。
4.2.3 碳化深度计算
对于抽检碳化深度的计算，应采用数理统计方法，以平均值作为测区碳化深度。
dm=∑di/n
式中，dm为测区的平均碳化深度值，计算至0.5mm，dm>6mm时，按dm=6mm计；di为第i次实测的碳化深度值；n为测区的碳化深度测量次数。
4.2.4 测区混凝土强度的确定
根据每一测区的回弹平均值Rm及碳化深度值dm，查阅专用曲线，或地区曲线，或测区混凝土强度换算表，所查得的强度值即为该测区混凝土的强度。当强度高于50Mpa或低于10Mpa时，表中查不出，可用内查法计算。
对于单个测定的结构或构件，取一个构件的测区数，结构或构件最小测区强度值即为该结构或构件的强度推定值；对于抽样测定的结构或构件，取各抽检构件测区数之和，在该批结构或构件强度平均值满足相应的均方差的前提下，取强度平均值减去1.645倍强度标准差为该结构或构件的强度推定值。
4.3 异常数据分析
混凝土强度不是定值，它服从正态分布。混凝土强度无损检测属于多次测量的试验，可能会遇到个别误差不合理的可疑数据，应予以剔除。根据统计理论，絕对值越大的误差，出现的概率越小，当划定了超越概率或保证率时，其数据合理范围也相应确定。因此，可以选择一个“判定值”去和测量数据比较，超出判定值者则认为包含过失误差而应剔除。
[关键词]碳化深度 回弹值 抗压强度 混凝土
中图分类号：TU278.3 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）05-0052-01
利用回弹仪（一种直射锤击式仪器）检测普通混凝土结构构件抗压强度的方法简称回弹法。目前，工程检测中，现场检测混凝土强度的检测方法很多，如钻芯法、拔出法、压痕法、射击法、回弹法、超声法、回弹超声综合法、超声衰减综合法，射线法落球法等，其中回弹法、超声回弹综合法是应用最多的无损检测方法，使用回弹仪检测混凝土强度是一种无损检测混凝土抗压强度的最广泛、最简便、准确的测定混凝土抗压强度的有效方法，是一种设备简单、操作方便、测试迅速，检测费用低廉，且不会破坏混凝土正常使用简易方法。本文主要介绍回弹仪检测混凝土强度的原理、特点和方法，以及影响检测强度值的因素，供广大同行借鉴和参考。
回弹法、超声回弹综合法是应用最广的无损检测方法，混凝土试块的抗压强度与无损检测的参数（超声声速值、回弹值、拔出力等）之间建立起来的关系曲线称为测强曲线，它是无损检测推定混凝土强度的基础。测强曲线根据材料来源，分为统一测强曲线、地区测强曲线和专用（率定）测强曲线三类。
1、检测原理及特点
1.1 原理
由于混凝土的抗压强度与其表面硬度之间存在某种相关关系，而回弹仪的弹击锤被一定的弹力打击在混凝土表面上，其回弹高度（通过回弹仪读得回弹值）与混凝土表面硬度成一定的比例关系。因此以回弹值反映混凝土表面硬度，根据表面硬度则可推求混凝土的抗压强度。
1.2 特点
用回弹法检测混凝土抗压强度，虽然检测精度不高，但是设备简单、操作方便、测试迅速，以及检测费用低廉，且不破坏混凝土的正常使用，故在现场直接测定中使用较多。影响回弹法准确度的因素较多，如操作方法、仪器性能、气候条件等。为此，必须掌握正确的操作方法，注意回弹仪的保养和校正。《回弹法检测混凝土抗压强度技术规程》（JG J/T23-2001）中规定：回弹法检测混凝土的龄期为7d～1000d，不适用于表层及内部质量有明显差异或内部存在缺陷的混凝土构件和特种成型工艺制作的混凝土的检测，大大限制了回弹法的检测范围。另外，由于高强混凝土的强度基数较大，即使只有15%的相对误差，其绝对误差也会很大而使检测结果失去意义，所以，回弹法不适用于检测高强混凝土（>C60混凝土）的抗压强度。
2、影响检测性能的因素
影响回弹仪检测性能的主要因素有：
（1）回弹仪机芯主要零件的装配尺寸，包括弹击拉簧的工作长度、弹击锤的冲击长度以及弹击锤的起跳位置等。
（2）主要零件的质量，包括拉簧刚度、弹击杆前端的球面半径、指针长度和摩擦力、影响弹击锤起跳的有关零件。
（3）机芯装配质量，如调零螺钉、固定弹击拉簧和机芯同轴度等。
3、钢砧率定作用
我国传统的回弹仪率定方法是：在符合标准的钢砧上，将仪器垂直向下率定。由上述影响回弹仪检测性能的主要因素可知，仅以钢砧率作为检验合格与否往往是欠妥的。只有在仪器3个装配尺寸和主要零件质量合格的前提下，钢砧率定值才能够作为检验合格与否的一项标准。
4、检测方法
4.1 数据采集
4.1.1 测区回弹值
测区的选定采用抽检的方法，在20cm×20cm 范围内测点均匀分布。所选测区相对平整和清洁，不存在蜂窝和麻面，也没有裂缝、裂纹、剥落，层裂等现象。按照利用回弹仪进行无损检测的规范，即根据《回弹法检测混凝土抗压强度技术规范》（JG J/T23-2001）的规定，在每一个检测区测取16个回弹值。每一读数都精确到1。测点间距不小于20mm，测点距构件边缘不小于30mm。在检测时，回弹仪的轴线始终垂直于被检测区的测点所在面。
4.1.2 碳化深度
在有代表性的测区进行碳化深度测定。当碳化深度大于2mm 时，应在每个测区进行碳化深度测定。
4.2 强度计算
4.2.1 回弹值计算
从每一个测区所得的16个回弹值中，剔除3个最大值和3个最小值后，将余下的10个回弹值按下列公式计算平均值：Rm=∑Ri/10
式中，Rm为测区平均回弹值，精确至0.1；Ri为第i个测点的回弹值。
4.2.2 回弹值修正
①对于回弹仪非水平方向检测混凝土浇筑侧面时，回弹值按下式校正。 Rm=Rmα+Raα
式中，Rma为非水平方向检测时测区的平均回弹值，精确至0.1；Raα为非水平方向检测时测区的平均回弹值的修正值。
②将回弹仪水平方向检测混凝土浇筑表面时得的回弹值，或相当于水平方向检测混凝土浇筑面时的回弹值，按下式修正：
Rm=Rmt+Rat，Rm=Rmb+Rab.
式中，Rmt，Rmb为水平方向（或相当于水平方向）检测混凝土浇筑表面、底面，测区的平均回弹值，精确至0.1；Rat，Rab 为混凝土浇筑表面、底面回弹值的修正值。如果测试时回弹仪弹击杆既非水平方向又非混凝土浇筑面，则应对回弹值先进行角度修正，然后再进行浇筑面修正。
4.2.3 碳化深度计算
对于抽检碳化深度的计算，应采用数理统计方法，以平均值作为测区碳化深度。
dm=∑di/n
式中，dm为测区的平均碳化深度值，计算至0.5mm，dm>6mm时，按dm=6mm计；di为第i次实测的碳化深度值；n为测区的碳化深度测量次数。
4.2.4 测区混凝土强度的确定
根据每一测区的回弹平均值Rm及碳化深度值dm，查阅专用曲线，或地区曲线，或测区混凝土强度换算表，所查得的强度值即为该测区混凝土的强度。当强度高于50Mpa或低于10Mpa时，表中查不出，可用内查法计算。
对于单个测定的结构或构件，取一个构件的测区数，结构或构件最小测区强度值即为该结构或构件的强度推定值；对于抽样测定的结构或构件，取各抽检构件测区数之和，在该批结构或构件强度平均值满足相应的均方差的前提下，取强度平均值减去1.645倍强度标准差为该结构或构件的强度推定值。
4.3 异常数据分析
混凝土强度不是定值，它服从正态分布。混凝土强度无损检测属于多次测量的试验，可能会遇到个别误差不合理的可疑数据，应予以剔除。根据统计理论，絕对值越大的误差，出现的概率越小，当划定了超越概率或保证率时，其数据合理范围也相应确定。因此，可以选择一个“判定值”去和测量数据比较，超出判定值者则认为包含过失误差而应剔除。