混凝土结构实体检测中回弹法的误差分析与应对策略

在对混凝土结构实体进行强度检测的各种方法中，回弹法以其操作简便、快捷、非破坏性、精度较高、检测成本低廉等优势，在各类混凝土工程中获得广泛应用[1]。但回弹法结果易受材料（如混凝土配合比）、操作（如养护条件）、环境（如温湿度）等因素影响，导致检测误差大和可靠性不足[2]。因此，本文对凝土结构实体检测中回弹法的误差进行了分析，并提出了应对策略。

1 回弹法检测混凝土结构实体强度的误差分析

1.1 材料因素产生的误差

1.1.1 掺合料因素

现代建筑工程普遍应用商品混凝土，这种混凝土中常掺入较多的粉煤灰、矿渣粉等活性掺合料。这些材料虽能改善混凝土长期性能和耐久性，但它们在混凝土中的水化速度较慢，以致混凝土表面早期硬度较低，这就导致回弹推定值明显低于同期试块强度。例如某高层建筑项目使用掺入Ⅱ级粉煤灰 15% 和 S95 矿渣粉 18% 的 C40 混凝土，28d标养试块强度达到 42.5MPa ，而同期实体结构回弹推定值仅为32.1MPa ，偏差达 24.5% 。

1.1.2 泵送混凝土的流变特性

为满足泵送施工要求，泵送混凝土通常设计为大流动性（坍落度⩾180mm ）、高浆骨比和大细骨料占比。这样的混凝土表面常形成较厚的砂浆包裹层，表层硬度较低。试验数据显示，设计强度 C30 的泵送混凝土回弹值比普通塑性混凝土低 3～5Mpa ，相当于强度推定值偏低10%～15% 。

1.1.3 外加剂的气泡效应

现代混凝土中普遍添加减水剂、引气剂等化学外加剂，它们在提高工作性的同时，也引入了占体积 4%～6% 的微小封闭气泡。混凝土振捣后，气泡向表面迁移聚集，形成多孔表层结构。例如，某桥梁项目桥墩混凝土中掺加引气剂后，混凝土含气量达 5.2% ，回弹推定值比同等级非引气混凝土低 6.3MPa ，但钻芯强度仅相差 2.1MPa ，表明气泡对表面硬度有显著影响。

1.2 施工因素产生的误差

1.2.1 养护因素

养护条件对混凝土表面硬度有明显影响，尤其是对掺合料混凝土表面硬度的影响更为显著。某住宅项目检测数据显示，楼板构件 28 天回弹推定强度达标率为 95% ，而剪力墙回弹值较内部强度低20%～30% 。原因在于施工现场养护普遍存在“重水平构件，轻竖向构件”现象，剪力墙拆模后养护不足，表面水分快速散失，形成 0.5～1mm 的疏松层，而楼板构件因覆盖养护充分而没有类似问题。

1.2.2 振捣不充分

商品混凝土的高流动性使得施工人员过度依赖自密实而忽视充分振捣。在钢筋密集的梁柱节点处，振捣难度加大，常出现蜂窝、麻面等缺陷；而在无筋区域，过振又导致骨料下沉、水泥浆上浮，形成强度薄弱的浮浆层。某工程中，框架柱回弹检测值离散性高达 35% ，远超过试块强度变异性的 8% 。

1.3 碳化深度测量因素产生的误差

1.3.1 掺合料对酚酞测试的干扰

粉煤灰、矿渣粉等掺合料会与水泥水化产物 Ca(OH)₂ 发生二次反应，降低混凝土碱度。同时，这些材料本身碱度较低。研究发现，掺30% 粉煤灰的混凝土，即使未发生碳化，其表层 pH 值也可能低于酚酞变色阈值（ pH8.2 ）。某构筑物检测中，掺粉煤灰混凝土浇筑 7 天后酚酞测试即显示“完全碳化”，但 X 射线衍射（XRD）分析证实并无 CaCO₃生成，仅为低碱度假象。

1.3.2 疏松层对碳化测量的干扰

表面疏松层因水化不完全，内部含有大量未反应的胶凝材料颗粒，滴入酚酞试剂时，这些颗粒无法提供碱性环境，呈现“假碳化”现象。更严重的是，疏松层在碳化测试钻孔时易崩解，导致测量值失真。某项目未打磨表面测试碳化深度为 2.8mm ，打磨 1mm 后复测降为 0.3mm ，而内部取芯证实实际碳化仅 0.5mm ，说明疏松层是误差的重要来源。

1.4 环境因素产生的误差

环境温湿度波动显著影响混凝土表面硬度和回弹仪工作状态。试验发现，温度低于 5℃时，回弹仪弹簧刚度下降，冲击能量减弱，导致回弹值偏低。湿度影响更为复杂，相对湿度超过 85% 时，混凝土表层水分起润滑作用，回弹值下降。但长期干燥又导致疏松层增厚。某地下室工程中，剪力墙表面因冷凝水覆盖，回弹值比干燥区域低 12% ，而取芯强度无明显差异。

1.5 仪器状态和人为操作产生的误差

回弹仪精度衰减和人为操作失误是现场检测常见问题。弹簧疲劳、指针摩擦增大、弹击杆磨损等因素会导致回弹值漂移。研究发现，回弹仪连续弹击 200 次后，回弹仪率定值从 81 降至 78，推定强度下降6% 。操作角度偏差（如 >30^∘ °）、测点选择不当、读数误差等均引入随机偏差。

2 基于回弹法检测误差的应对策略

2.1 测强曲线本地化、专用化

针对商品混凝土、泵送混凝土、掺合料混凝土等新型混凝土的广泛应用，应建立本地化、专用化测强曲线，通过试验确定表面硬度修正系数，以减小回弹法推定偏差。

2.2 协同管控施工过程

针对养护不足、振捣不充分等施工问题，应加强施工协同，从源头控制回弹误差。措施包括：一是竖向结构采用保水养护膜，拆模后持续保湿 7 天以上；二是优化振捣工艺，在钢筋密集区采用小型振捣棒，无筋区控制振捣时间。

2.3 多策并举应对碳化深度测量问题

一是通过化学分析辅助验证“假碳化”问题，通过 XRD 或热重分析（TGA）验证是否存在 CaCO₃ 。二是分层钻孔取样，如每 1～2mm 取一层样，通过精密 pH 试纸或 pH 计测量各层 pH 值，绘制 pH 梯度曲线。三是严格表面预处理，通过砂轮或钢刷打磨清除疏松层。四是实验室制备同配合比试块，实测碳化深度与酚酞测试值，建立掺合料修正系数。

2.4 对环境因素进行有效修正

为解决温湿度干扰，开发多传感器耦合系统，实时采集温度、湿 度等参数，建立非线性修正模型。

2.5 基于仪器状态和人为操作失误的应对措施

一是严格率定与周期检定。每日开工前在标准钢砧上进行率定试验，保证率定回弹值在 80±2 范围内[3]。每累计弹击 2000 次或 6 个月（以先到为准）返厂检定，更换疲劳弹簧。二是预防性维护关键部件，如弹击杆、指针系统、缓冲压簧等。三是强制弹击间隔冷却。连续弹击超过 50 次后停机 5 分钟，避免机芯过热。在 <5°C 低温时预热仪器至15°C 以上， >35% 高温时遮阳作业。四是加强检测人员培训，严格执行检测规程。五是特定情况下进行修正。例如非水平检测时使用角度修正表，不同浇筑面（顶面、底面）进行修正处理。

3 结语

回弹法检测混凝土结构实体方便、快捷，在可控条件下有较高的准确性，然而回弹法毕竟依赖混凝土表面硬度推定，容易受到混凝土材料、施工规范性、碳化深度测量准确性、温湿度波动、仪器状态与操作可靠性影响，存在系统误差，因此检测人员应熟知误差类型与来源，并采取有效应对措施，以提高检测结果的准确性和可靠性。

参考文献：

[1]徐婷.回弹法在建筑混凝土主体结构检测中应用[J].中国水泥,2024(6):81-83.

[2]汤林勇.工程应用背景下的混凝土回弹曲线修正与评定方法研究[J].建筑工程技术与设计,2024,12(14):126-128.

[3]谢子蓉.钻芯法与回弹法在建筑主体结构检测中的有效运用[J].石材,2023(10):145-147,150.