回弹法检测-回弹法检测混凝土强度的影响因素（二）

混凝土的碳化对回弹法检测混凝土强度有很大的影响，我们通过实验数据回归的测强曲线方程可以看出，当碳化深度由0增加到6mm时，因碳化而引起的混凝土强度折减系数最高可达40%。
但是，在实际的工程检测过程中，我们往往会发现，有许多混凝土会出现异常的碳化现象。有的工程混凝土生产条件一致、强度等级相同、龄期相近，而碳化深度却相差很大。不同的构件如：混凝土的梁、板、柱、墙的碳化深度也相差很大。西北电力工程质量检测中心针对西安市某工程出现的混凝土表面异常碳化，进行了深入的研究。该工程由两栋高层组成，分别由两个施工企业承建，由同一家混凝土生产企业供应混凝土，而其中的一家施工企业是混凝土供应企业的母公司。该工程在采用回弹法进行检测时，由混凝土公司的母公司施工的混凝土表面碳化深度很大，比另一家公司明显增大，尤其是混凝土剪力墙。

那么由同一家混凝土企业供应的同一强度等级的混凝土、由两个企业在完全相同的温度、湿度条件下施工的混凝土，为什么它们的表面碳化相差的那么大呢？从混凝土供应企业的角度分析，绝对不会给自己的上级企业供应的混凝土会比别的企业差。那么是什么原因导致混凝土的表面出现非常大的碳化差异呢？西北电力工程质量检测中心经过大量的模拟实验得到的结论如下：
1．在相同水胶比下，大流态混凝土和普通混凝土表面碳化程度近似。
2．按规定范围内掺入适量的粉煤灰，对混凝土表面碳化没有明显影响，若加入适量的带有微膨性质的超细掺合料，对混凝土表面碳化还具有一定的抑制作用。
3．使用酸性脱膜剂，随着脱膜剂酸值增大混凝土表面失碱亦加快加大，该性质在90天以前尤为明显。虽然其对混凝土强度发展没有影响，但会给回弹检测工作带来一定的困扰。
4．养护水平对混凝土表面碳化影响很大，特别是前期养护，养护较差的混凝土和养护较好的混凝土相比，不但同期碳化值相差3—4倍，抗压强度亦相差30%左右。
混凝土表面为什么会出现异常碳化呢？其主要原因是我们测量碳化深度的方法存在缺陷所致。前面我们讲到了混凝土的碳化是混凝土中水泥水化后产生的氢氧化钙和空气中的二氧化碳所发生的化学反应。我们目前测量碳化深度的方法，其实是利用酚酞的酒精溶液遇“碱”变红的原理而测量混凝土表面碳化的间接方法，而不是直接测量混凝土的碳化。通常情况下，这种测量方法是没有什么问题的。但是，当使用了酸性脱模剂；当混凝土没有很好养护，水泥没有充分水化时，混凝土的表面就缺少氢氧化钙，而不显碱性时，这种采用酒精酚酞测量碳化的方法就会出现很大的误差，严重的影响回弹法检测混凝土强度的精度。
现在工程建设中都强调使用大流动性混凝土，而大流动性混凝土中粉煤灰、矿渣粉等掺合料是必不可少的，而且一般参量都比较大，相对于不参粉煤灰的混凝土，其中的碱度就较低。众所周知掺合料加入混凝土中是靠水泥水化产生的“碱”的激发而发生二次水化的。如果没有足够的“碱”粉煤灰等掺合料就不会发生水化反应，也就不会产生强度。现在的高层建筑，使用大模板施工。为了节约成本，加快模板的周转率，一般在混凝土浇筑后8-20小时，剪力墙和柱子就开始松动模板拉杆螺栓或拆模。
拆模后，由于立面墙面和柱子不好覆盖养护，洒水养护又不易存水，往往会使墙面和柱子养护不好，表面的混凝土中的水泥因为失水而不能充分水化，尤其是在气温较高、湿度较低的季节，对混凝土的外墙面影响最大。由于混凝土表面的水泥不能充分水化，因而就不能产生“碱”，不能使酚酞的酒精溶液变红，无法为粉煤灰二次水化提供必要的条件。当采用回弹法检测时，由于混凝土表面水泥没有充分水化而使回弹值变小、碳化深度变大，这双重作用使得回弹法推定的混凝土强度比混凝土的实际强度要低得多。这就是目前国内有些检测人员提出的“回弹法检测掺粉煤灰的混凝土墙板强度偏低” 的主要原因之一。
如何避免和判断混凝土的异常碳化呢，一是采用中性或偏碱性的脱模剂，不用酸性脱模剂：二是加强脱模后混凝土的养护。按照《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50204的要求：
1.混凝土应在浇注完毕后的12小时以内加以覆盖并保湿养护；
2.采用硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥或矿渣硅酸盐水泥拌制的混凝土浇水养护时间不得少于7天：对于掺缓凝型外加剂或有抗渗要求的混凝土，养护时间不得少于14天；
3.浇水次数应能保持混凝土处于潮湿状态，使混凝土中的胶凝材料能够充分水化。
由于现在混凝土原材料、配合比、养护条件及环境的温度湿度等因素影响的多变性，对于混凝土的异常碳化的判断使一个十分复杂的问题，而混凝土的碳化对其检测结果又有着较大的影响，往往是检测结果引起较大的争议。所以，检测过程应该按照一定的检测工作经验来针对具体的检测对象来判别。国内有些学者对此进行了多年的研究，有的学者认为，对于龄期较短，碳化较大的混凝土可以采用砂轮打磨掉表面碳化层再检测；有的甚至提出可以不考虑碳化深度的影响。这些学术观点有待我们进行不断的验证和研究。
我们曾经在某工程检测时，发现混凝土墙和柱子龄期不长，但碳化很大。经施工单位用电热毯包裹柱子，浇水后，通电养护7天。待表面干燥后，再进行回弹法检测，其回弹值提高，表面碳化明显减少，混凝土强度推定值可以提高（10～20）%。

中建四局建研院进行了钢、木模板对回弹法测强影响的专题研究。认为钢模及涂了隔离剂的刨光木模对混凝土的回弹值没有显著影响，钢、木模的平均回弹值与变异系数是基本一致的。

泵送混凝土掺入了泵送剂、掺合料，砂率增加、粗骨料粒径减少、浆体含量高、坍落度明显增大，另外泵送混凝土在搅拌、运输、输送、振捣、拆模、养护等方面，与非泵送混凝土也有着很大的差别。
2010年对回弹规程进行第三次修订时，对泵送混凝土的实验数据进行了单独的回归分析，混凝土的龄期从14天到1000天，碳化深度从0到6毫米。通过对已取得的泵送混凝土全国各地9843个实验数据，分别进行了幂函数和指数函数的回归分析比较。
幂函数曲线方程为：

     

其强度误差值为：平均相对误差（δ）±13.89 %；相对标准差（er）17.24 %；相关系数(r)：0.878。
回归的指数方程为：

     

其强度误差值为：平均相对误差（δ）±14.31 %；相对标准差（er）17.69 %；相关系数(r)：0.870。
    通过分析比较，幂函数曲线方程的误差较小，相关系数较好，也是大家常用的回归曲线方程，所以，采用幂函数曲线方程为泵送混凝土的测强曲线方程。

随着建筑技术的发展，高强混凝土的应用也在不断地增加，通常把强度等级大于或等于C60的混凝土称为高强混凝土。已有文献资料表明和实验研究表明，大能量回弹仪的研制是解决检测高强混凝土的前提。
在回弹仪的选择上，既要考虑其能量能满足检测精度的要求，又要考虑现场适用。若能量太小则不能反映高强混凝土的差别，若能量太大则现场操作困难，失去了回弹仪体积小、重量轻、方便灵活的特点。同时，为了便于检测技术的推广，还要考虑所有回弹仪在市场上的供应情况。
2010年在修订回弹法规程时，对高强混凝土的回弹法检测进行了广泛的应用研究，取得了一定的实验成果。这次高强混凝土试验选用标称能量为5.5J的回弹仪，主要是从一下几个问题考虑：一是我国贵州、福建、山东、陕西、云南、浙江、江苏等地都是采用该能量的回弹仪制定或正在制定地方标准，而编制组成员大多是这些标准的主要负责人，便于应用已有的实验数据；二是5.5J的回弹仪相对能量较大，使得回弹值容易拉开，能提高检测精度。
标称能量为9.8J的回弹仪能量太大，回弹仪笨重，人们操作时太费力，很不方便，所以未采用，也未进行相关的实验研究。 
这次实验共取得全国各地高强混凝土实验数据4313个，按照最小二乘法的原理，通过对实验数据的回归而得到：
幂函数曲线方程为：

     

其强度误差值为：平均相对误差（δ）±5.398%；相对标准差（er）6.665%；
相关系数(r):0.833   
指数函数方程为：

     

   其强度误差值为：

       平均相对误差（δ）±6.096%；
       相对标准差（er）8.026%；
       相关系数(r):0.733 
二次抛物线方程为：

     

其强度误差值为：
    平均相对误差（δ）±6.090%；
    相对标准差（er）7.968%；
   相关系数(r):0.764  

通过分析比较，幂函数的相惯性较好，误差较小。

混凝土的分层泌水现象，使一般构件底部石子较多，回弹值读数偏高；表层因泌水，水灰比略大，面层疏松，回弹值偏低。国外资料介绍，试件表面通常较两侧的回弹值低（5～10）%，而底部则较两侧高（10～20）%。因此，测试时要尽量选择构件浇筑的侧面，如不能满足，可根据不同的测试面和回弹值制成的相应表格进行修正。
粉煤灰参量的影响：浙江省金华市建筑材料试验所有限公司研究发现，当粉煤灰单掺量在35%～50%时的测强误差明显大于掺量在10%～15%时的误差，负误差个数也明显多于正误差，说明混凝土回弹换算强度高于试块混凝土抗压强度，致使混凝土回弹换算强度偏大。浙江省建筑科学设计研究院和杭州交工混凝土公司，对粉煤灰单掺量在25%时的泵送混凝土试块进行验证试验，共试验27组数据，平均相对误差为±10.08%。因此本规程规定粉煤灰单掺量不大于30%。

不同粉煤灰掺量对碎石泵送混凝土测强曲线误差分析

     

但在实际的工程检测中，往往由于混凝土浇水养护不充分，导致粉煤灰掺量较大的混凝土表面混凝土失水，使表面水化不充分。测量碳化深度时，“碳化”较大，从而导致回弹法检测粉煤灰掺量较大的混凝土时强度偏低。
此外，测试时的大气温度、构件的曲率半径、厚度和刚度以及测试技术等对回弹法测强均有程度不同的影响，在实际检测工作中应予注意和考虑。