泵送预拌混凝土回弹强度的探讨

泵送预拌混凝土回弹强度的探讨

摘 要：某工程结构实体验收用同条件养护600。C·d预拌混凝土强度试块的强度以及钻芯强度与混凝土结构实体现场检测回弹强度相比，以及权威工程质量检测机构对某混凝土公司近半年内生产的预拌混凝土质量的现场检测，回弹与同测区钻芯取样相比，得出在C30～C55范围内，同条件养护600％·d混凝土强度试块较回弹强度，钻芯强度较同测区回弹强度高14％～48％。推测回弹强度偏低的主要原因是预拌混凝土中掺有一定比例的外加剂、掺合料等，建议今后在“统一曲线”中引入不同外加剂、掺合料等修正系数。

关键词：预拌混凝土；回弹强度；同条件养护600％·d混凝土强度；钻芯强度；外加剂；掺合料。

1 概述

在混凝土结构现场检测技术中，回弹法具有检测方法简便，费用低，不造成结构的局部损坏等特点。它是混凝土结构现场检测应用最为广泛的一种混凝土无损检测技术。然而，由于我国地域辽阔，各地自然条件、气候有较大差异，加之各地甚至同一地区的不同混凝土公司生产的混凝土原材料有一定差异，因此采用现行的全国统一测强曲线，在不同的工程现场检测混凝土强度时就表现出较大的差异，有时其强度误差值明显超过了《回弹法检测混凝土(JGJ／T 23—2001)中对“抗压强度技术规程》统一曲线”误差范围的规定。

本文通过某工程2003年底～2004年初结构实体验收用同条件养护600℃．预拌混凝土试块的强度与混凝土结构实体现场检测回弹利用“统一曲线”换算出的回弹值比较分析，以及国家、省、市三级建筑工程质量检测中心对某混凝土公司在2003年上半年生产的预拌混凝土的现场实际检测，通过利用“统一曲线”换算出的回弹强度与同测区的钻芯

取样强度的对比分析，得 出C30～C55强度等级的范围内，同条件养护600℃．d试 块强度比回弹强度、同测区钻芯样强度比回弹强度高出14％～48％，且从C30～C55，有随着混凝土强度等级提高，而强度差距加大的趋势，推测造成此种现象的主要原因，是预拌混凝土中掺有一定比例的外加剂、掺合料等因素，建议今后在“统一曲线”中引人不同外加剂、掺合料修正系数。

2 混凝土结构回弹强度与同条件养护℃．d强度比较实例

某工程框架结构混凝土强度等级：梁板C30，l～3层柱C55，4层柱C40，全部为冬期施工，全部采用预拌混凝土，混凝土所用材料，水泥：P042．5级，掺合料：粉煤灰(I级)，外加剂：CON一2(含气量3．8％)，石子最大粒径：25 mm。混凝土配合比见表1。

表1混凝土配合比

该工程混凝土标准养护试块、冬期施工同条件养护28 d转标养28 d试块、结构实体检验用同条件养护600 ℃·d试块，均符合现行国家标准《混凝土强度检验评定标准》(GBJ 107)的有关规定。该工程于2004年4月份进行主体验收，质监站用回弹仪对混凝土实体抽样检测，结果发现结构实体验收用同条件养护600 ℃·d 混凝土试块强度与混凝土结构实体现场检测回弹利用“统一曲线”换算出的回弹值加泵送混凝土修正系数的混凝土强度有较大差异，达到14％-48％，且形成混凝土强度等级越高差异越大的现象(表2)。

表2结构实体验收同条件养护600 ℃·d试块强度与回弹强度结果比较

3 混凝土结构回弹强度与同测区钻芯强度比较实例

根据上述某工程预拌混凝土C30-C55同条件养护600 ℃·d试块强度与回弹强度的比较，前者强度均大于后者。该施工单位请北京市建筑工程质量检测中心对C55混凝土柱进行钻芯取样试验。结果钻芯取样强度的平均达回弹强度的1．36倍。

2003年上半年，在某混凝土公司供应预拌混凝土的几个工程上，用回弹法抽N5％构件时发现个别楼层的混凝土强度偏低。为此，委托法定检测机构对这些楼层进行系统检测、回弹、钻芯取样，检测时混凝土龄期为60 d～135 d。检测结果发现混凝土碳偏大，回弹强度

偏低，混凝土钻芯强度较同测区回弹强度高28％-48％。表3、表4、表5分别为国家、省、市三级法定检测机构现场实测混凝土回弹强度与同测区钻芯强度的结果比较。

由表3、表4、表5可看出混凝土钻芯强度与同测区回弹强度的比值绝大部分都大于1．15，呈现出一定的规律。

表3 国家检测机构现场实测混凝土与同测区回弹强度结果比较

表4省级检测机构现场实测混凝土钻芯强度与同测区回弹强度结果比较

表5 市级检测机构现场实测混凝土钻芯强度与同测区回弹强度结果比较

上述三家检测机构检测时，现场的碳化深度范围绝大部分在1．5-2．5 mm之间。混凝土公司对该公司生产的C30及C40两个强度等级的混凝土在龄期为30-35d时现场钻取芯样与同测区回弹强度对照，此时混凝土碳化深度在0．5～1．5 mm之间，结果如表6所示。

表6 混凝土公司现场自测混凝土钻芯强度与同测区回弹强度结果比较

注：由于均为泵送混凝土，根据测区的碳化深度情况，其回弹强度已先按规程JGJ／r23—2001中附录B进行了修正。

4 检测结果分析

根据表1、表2检测数据分析，同条件养护600 ℃·d试块强度100％高于回弹强度，且混凝土强度等级越高，水泥用量越多，外加剂、掺合料掺量越多，实体验收同条件养护600 ℃·d试块强度与回弹强度比值越大。《回弹法检测混凝土抗压强度技术规程》6．2．1条规定符合下列条件的混凝土应采用本规程附录A进行混凝土强度换算：不掺外加剂或仅掺非引气型外加剂。该工程掺用CON一2外加剂其含量为3．8％，所以该工程混凝土结构实体检验，不适用于“统一曲线”推定混凝土强度，这也是规程需完善的地方。

根据表3、表4、表5的检测数据及比较，可知国家、省、市三家法定检测机构对某公司生产的预拌混凝土现场检测中，C30、C35、C40、C55四个强度等级的混凝土现场钻芯芯样的强度100％高于同测区回弹强度。前后共钻取芯样126个，可以说具有一定的代表性。综合检测数据可知，在C30-C55范围内，芯样强度与同测区回弹强度的平均比值最小都在1．30左右，且呈现随混凝土强度等级提高而略有增大的变化趋势。

通过以上数据比较可知，单纯采用回弹法检测的预拌混凝土抗压强度推定值要远远低于精度很高的钻

芯芯样抗压强度值、同条件养护600 ℃·d强度值。虽然回弹法可用同条件试件或钻芯修正来提高其精度，但其存在以下一些缺点和不足。

(1)规程JGJ／T 23—2001规定，只有当碳化深度值大于2．0 mm时，才适宜进行钻芯修正。因此当碳化深度值低于2．0 mm时，采用回弹法检测的结果就不宜进行钻芯修正，其结果的准确性难以保证。

(2)钻芯法属于局部破损法检测，因此有自身的一些不足，比如它可在局部对结构构件造成一些破坏，可能对结构受力产生一定的不利影响。因此一般不宜在结构构件上钻取芯样检测混凝土强度，回弹法之所以被大量用来检测，就是因为它是一种完全的非破损检验法。如果回弹法要经常使用钻芯来修正，就违背了原来建立回弹法的初衷。

由于目前预拌混凝土中掺加一定比例的掺合料、外加剂已是一个较普遍的现象，因此，“统一曲线”应引入不同J,bDaN、不同掺量、不同含气量的修正系数以及不同掺合料、不同掺量的修正系数，使其对预拌混凝土的检测具有较高的精度。同时在混凝土碳化深度大于2．0mm时，不通过钻芯也可得出较准确的结果，避免对混凝土结构构件造成局部破坏。

5 泵送预拌混凝土回弹强度值偏低的原因分析

影响预拌混凝土回弹强度的因素有混凝土的骨料和水泥质量，材料的计量，混凝土的拌制时间、浇筑时间，混凝土的振捣、养护，模板的表面光洁度、表面硬度、保水程度等。除了上述常规影响混凝土回弹强度精度降低外，还有以下几方面原因：

(1)泵送预拌混凝土与普通混凝土在材料组成、配合比设计、施工及成型工艺等方面均有较大的差异。与普通混凝土相比，泵送预拌混凝土具有流动性大，拌合物浆体富余，石子粒径偏小，砂率偏大，混凝土的砂浆包裹层偏厚等特点，导致其表面硬度较低。现行规程JGJ／T23—2001的经验数据是建立在普通的塑性混凝土基础上的，相同强度的塑性混凝土的表面硬度要高于泵送预拌混凝土。因此用“统一曲线”得出的泵送预拌混凝土强度

推定值较实际值偏低，虽然规程中对泵送混凝土进行了修正，但据现场实际检测结果，其修正后仍然存在较大的负偏差。

(2)目前混凝土中一般均掺加有一定数量的掺合料(粉煤灰或矿渣粉)。由于其表观密度及堆积密度均较普通水泥小，在大流动性的泵送混凝土中它们可能较多地富集于混凝土表面上，使混凝土表面掺合料的“浓度”高于内部，造成表面和内部在组成物质上产生较大的差异，从而降低了混凝土表面的硬度，导致回弹值偏低较大。

(3)规程JGJ／T23—2001是建立在纯水泥配制混凝土的基础上的，基本上未考虑掺合料对混凝土表面的影响。混凝土中掺人掺合料后将改变水泥水化产物的组成、岩相结构和形态。因此掺加有掺合料的混凝土(特别是掺量大于20％后)将与纯水泥配制的混凝土无论从胶凝材料组成成分上还是从最终的水化产物上来说都将产生较大的不同，从而导致对掺合料混凝土推定的强度与实际强度值产生较大的偏差。

(4)目前泵送预拌混凝土中一般均掺加有一定数量的外加剂，外加剂一般均会产生3％～4％以内的含气量，在混凝土中产生微小、独立、封闭的气泡。混凝土振捣后，混凝土表面气泡多于混凝土内部，而使混凝土表面硬度降低。

6 结束语

目前混凝土正向高强度、高性能方向发展，掺加绿色环保型掺合料、高效减水剂是节省水泥，提高混凝土质量、各种性能的必然措施，而掺合料、外加剂也是影响混凝土表面硬度的因素。为提高混凝土的检测精度，规程JG／T 23—2001“统一曲线”需不断完善、修正，增加不同的修正系数，以适应混凝土技术发展的需要。