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1、-回弹法检测混凝土抗压强度技术规程-第 29 页回弹法检测混凝土抗压强度技术规程中华人民共和国行业标准回弹法检测混凝土抗压强度技术规程Technical Specification for Inspection of Concrete CompressiveStrength by Rebound MethodJGJ/T 23-2001关于发布行业标准回弹法检测混凝土抗压强度技术规程的通知建标2001134 号根据建设部关于印发的通知(建标1999309 号)的要求由陕西省建筑科学研究设计院主编的回弹法检测混凝土抗压强度技术规程，经审查，批准为行业标准，该标准编号为JGJ/T23-2001 ，
2、自2001 年10 月1 日起施行。原行业标准回弹法检测混凝土抗压强度技术规程(JGJ/T23-92)同时废止。本标准由建设部建筑工程标准技术归口单位中国建筑科学研究院负责管理，陕西省建筑科学研究设计院负责具体解释，建设部标准定额研究所组织中国建筑工业出版社出版。中华人民共和国建设部2001 年6 月29 日前 言根据建设部建标1999309 号文的要求，规程编制组经广泛调查研究，认真总结实践经验，并在广泛征求意见的基础上，修订了本规程。本规程的主要技术内容是:1 总则；2 术语、符号；3 回弹仪；4 检测技术；5 回弹值计算；6 测强曲线；7 混凝土强度的计算。本规程修订的主要技术内容是:1
3、.规定了混凝土回弹仪的检定方法应按照国家现行标准混凝土回弹仪JJG817 执行；2.检测泵送混凝土制作的构件强度时应予修正；3.扩大了统一测强曲线的适用范围；4.改变了构件强度推定值的方法。本规程由建设部建筑工程标准技术归口单位中国建筑科学研究院归口管理，授权由主编单位负责具体解释。本规程主编单位是:陕西省建筑科学研究设计院(地址:西安市环城西路北段272号 邮政编码:710082)本规程参加单位是:陕西省建设工程质量安全监督总站 浙江省建筑科学设计研究院 中国建筑科学研究院山东省乐陵市回弹仪厂 四川省建筑科学研究院 江苏省建筑科学研究院本规程主要起草人是:陈丽霞 文恒武 李玉林 徐国孝 邱平
4、 王明堂 彭泽杨 魏超琪 刘敬思1 总 则1.0.1 为统一使用回弹仪检测普通混凝土抗压强度的方法,保证检测精度,制定本规程。1.0.2 本规程适用于工程结构普通混凝土抗压强度(以下简称混凝土强度)的检测。当对结构的混凝土强度有检测要求时，可按本规程进行检测，检测结果可作为处理混凝土质量问题的一个依据。本规程不适用于表层与内部质量有明显差异或内部存在缺陷的混凝土结构或构件的检测。1.0.3 使用回弹仪进行工程检测的人员，应通过主管部门认可的专业培训，并应持有相应的资格证书。1.0.4 使用回弹法检测及推定混凝土强度，除应遵守本规程外，尚应符合国家现行的有关强制性标准的规定。语符号2.1 术 语
5、2.1.1 测区 test area检测结构或构件混凝土抗压强度时的一个检测单元。2.1.2 测点 test point在测区内进行的一个检测点。2.1.3 测区混凝土强度换算值 conversion value of concrete compressive strength of test area由测区的平均回弹值和碳化深度值通过测强曲线计算得到的该检测单元的现龄期混凝土抗压强度值。2.2 符 号Ri 第i 个测点的回弹值。Rm测区或试件的平均回弹值。Rma 回弹仪非水平状态检测时，测区的平均回弹值。Rtm回弹仪在水平方向检测混凝土浇筑表面时，测区的平均回弹值。Rbm回弹仪在水平方向检测
6、混凝土浇筑底面时，测区的平均回弹值。Rta回弹仪检测混凝土浇筑表面时，回弹值的修正值。Rba回弹仪检测混凝土浇筑底面时，回弹值的修正值。Ra非水平状态检测时，回弹值的修正值。di第i 次测量的碳化深度值。dm测区的平均碳化深度值。fccu,i测区混凝土强度换算值。fccu,i泵送混凝土测区混凝土强度换算值。mfccu测区混凝土强度换算值的平均值。fccu,min构件中最小的测区混凝土强度换算值。sfccu同批构件测区混凝土强度换算值的标准差。fcu,e构件混凝土强度推定值。修正系数。K泵送混凝土测区混凝土强度换算值的修正值。3 回弹仪3.1 技术要求3.1.1 测定回弹值的仪器,宜采用示值系统
7、为指针直读式的混凝土回弹仪。3.1.2 回弹仪必须具有制造厂的产品合格证及检定单位的检定合格证，并应在回弹仪的明显位置上具有下列标志:名称、型号、制造厂名(或商标) 、出厂编号、出厂日期和中国计量器具制造许可证标志CMC及许可证证号等。3.1.3 回弹仪应符合下列标准状态的要求:1 水平弹击时，弹击锤脱钩的瞬间，回弹仪的标准能量应为2.207J。2 弹击锤与弹击杆碰撞的瞬间，弹击拉簧应处于自由状态，此时弹击锤起跳点应相应于指针指示刻度尺上0处。3 在洛氏硬度HRC为602的钢砧上，回弹仪的率定值应为802。3.1.4 回弹仪使用时的环境温度应为-440。3.2 检 定3.2.1 回弹仪具有下列
8、情况之一时应送检定单位检定:1 新回弹仪启用前；2 超过检定有效期限(有效期为半年)；3 累计弹击次数超过6000 次；4 经常规保养后钢砧率定值不合格；5 遭受严重撞击或其他损害。3.2.2 回弹仪应由法定部门并按照国家现行标准混凝土回弹仪JJG817 对回弹仪进行检定。3.2.3 回弹仪在工程检测前后，应在钢砧上作率定试验，并应符合本规程第3.1.3条的规定。3.2.4 回弹仪率定试验宜在干燥、室温为5-35的条件下进行。率定时，钢砧应稳固地平放在刚度大的物体上。测定回弹值时，取连续向下弹击三次的稳定回弹平均值。弹击杆应分四次旋转，每次旋转宜为90。弹击杆每旋转一次的率定平均值应为802。
9、3.3 保 养3.3.1 回弹仪具有下列情况之一时应进行常规保养:1 弹击超过2000次；2 对检测值有怀疑时；3 在钢砧上的率定值不合格。3.3.2 常规保养应符合下列规定：1 使弹击锤脱钩后取出机芯，然后卸下弹击杆，取出里面的缓冲压簧，并取出弹击锤、弹击拉簧和拉簧座；2 机芯各零部件应进行清洗，重点清洗中心导杆、弹击锤和弹击杆的内孔和冲击面。清洗后应在中心导杆上薄薄涂抹钟表油，其他零部件均不得抹油；3 应清理机壳内壁，卸下刻度尺，并应检查指针，其摩擦力应为0.50.8N；4 不得旋转尾盖上已定位紧固的调零螺丝；5 不得自制或更换零部件；6 保养后应按本规程第3.2.4条的要求进行率定试验。
10、3.3.3 回弹仪使用完毕后应使弹击杆伸出机壳，清除弹击杆、杆前端球面、以及刻度尺表面和外壳上的污垢、尘土。回弹仪不用时，应将弹击杆压人仪器内，经弹击后方可按下按钮锁住机芯，将回弹仪装人仪器箱，平放在干燥阴凉处。检测技术4.1 一般规定4.1.1 结构或构件混凝土强度检测宜具有下列资料:1 工程名称及设计、施工、监理(或监督)和建设单位名称；2 结构或构件名称、外形尺寸、数量及混凝土强度等级；3 水泥品种、强度等级、安定性、厂名；砂、石种类、粒径；外加剂或掺合料品种、掺量；混凝土配合比等。4 施工时材料计量情况，模板、浇筑、养护情况及成型日期等；5 必要的设计图纸和施工记录；6 检测原因。4.
11、1.2 结构或构件混凝土强度检测可采用下列两种方式,其适用范围及结构或构件数量应符合下列规定:1 单个检测:适用于单个结构或构件的检测；2 批量检测:适用于在相同的生产工艺条件下，混凝土强度等级相同，原材料、配合比、成型工艺、养护条件基本一致且龄期相近的同类结构或构件。按批进行检测的构件，抽检数量不得少于同批构件总数的30%且构件数量不得少于10件。抽检构件时，应随机抽取并使所选构件具有代表性。4.1.3 每一结构或构件的测区应符合下列规定:1 每一结构或构件测区数不应少于10个，对某一方向尺寸小于4.5m 且另一方向尺寸小于0.3m 的构件，其测区数量可适当减少，但不应少于5个；2 相邻两测
12、区的间距应控制在2m以内，测区离构件端部或施工缝边缘的距离不宜大于0.5m ，且不宜小于0.2m；3 测区应选在使回弹仪处于水平方向检测混凝土浇筑侧面。当不能满足这一要求时，可使回弹仪处于非水平方向检测混凝土浇筑侧面、表面或底面；4 测区宜选在构件的两个对称可测面上，也可选在一个可测面上，且应均匀分布。在构件的重要部位及薄弱部位必须布置测区，并应避开预埋件；5 测区的面积不宜大于0.04m2；6 检测面应为混凝土表面,并应清洁、平整，不应有疏松层、浮浆、油垢、涂层以及蜂窝、麻面，必要时可用砂轮清除疏松层和杂物，且不应有残留的粉末或碎；7 对弹击时产生颤动的薄壁、小型构件应进行固定。4.1.4
13、结构或构件的测区应标有清晰的编号，必要时应在记录纸上描述测区布置示意图和外观质量情况。4.1.5 当检测条件与测强曲线的适用条件有较大差异时，可采用同条件试件或钻取混凝土芯样进行修正，试件或钻取芯样数量不应少于6个。钻取芯样时每个部位应钻取一个芯样，计算时，测区混凝土强度换算值应乘以修正系数。修正系数应按下列公式计算:4.1.6 泵送混凝土制作的结构或构件的混凝土强度的检测应符合下列规定:1 当碳化深度值不大于2.0mm时，每一测区混凝土强度换算值应按本规程附录B修正。2 当碳化深度值大于2.0mm时，可按本规程第4.1.5 条的规定进行检测。4.2 回弹值测量4.2.1 检测时，回弹仪的轴线
14、应始终垂直于结构或构件的混凝土检测面，缓慢施压，准确读数，快速复位。4.2.2 测点宜在测区范围内均匀分布，相邻两测点的净距不宜小于20mm；测点距外露钢筋、预埋件的距离不宜小于30mm。测点不应在气孔或外露石子上，同一测点只应弹击一次。每一测区应记取16个回弹值，每一测点的回弹值读数估读至1。4.3 碳化深度值测量4.3.1 回弹值测量完毕后,应在有代表性的位置上测量碳化深度值，测点表不应少于构件测区数的30%，取其平均值为该构件每测区的碳化深度值。当碳化深度值极差大于2.0mm时，应在每一测区测量碳化深度值。4.3.2 碳化深度值测量，可采用适当的工具在测区表面形成直径约15mm的孔洞，其
15、深度应大于混凝土的碳化深度。孔洞中的粉末和碎屑应除净，并不得用水擦洗。同时，应采用浓度为1%的酚酞酒精溶液滴在孔洞内壁的边缘处，当已碳化与未碳化界线清楚时，再用深度测量工具测量已碳化与未碳化混凝土交界面到混凝土表面的垂直距离，测量不应少于3次，取其平均值。每次读数精确至0.5mm。5 回弹值计算5.0.1 计算测区平均回弹值，应从该测区的16个回弹值中剔除3个最大值和3个最小值，余下的10个回弹值应按下式计算:5.0.4 当检测时回弹仪为非水平方向且测试面为非混凝土的浇筑侧面时，应先按本规程附录C对回弹值进行角度修正，再按本规程附录D对修正后的值进行浇筑面修正。6 测强曲线6.1 一般规定6.
16、1.1 混凝土强度换算值可采用以下三类测强曲线计算:1 统一测强曲线:由全国有代表性的材料、成型养护工艺配制的混凝土试件，通过试验所建立的曲线；2 地区测强曲线:由本地区常用的材料、成型养护工艺配制的混凝土试件，通过试验所建立的曲线；3 专用测强曲线:由与结构或构件混凝土相同的材料、成型养护工艺配制的混凝土试件，通过试验所建立的曲线。6.1.2 对有条件的地区和部门，应制定本地区的测强曲线或专用测强曲线，经上级主管部门组织审定和批准后实施。各检测单位应按专用测强曲线、地区测强曲线、统一测强曲线的次序选用测强曲线。6.2 统一测强曲线6.2.1 符合下列条件的混凝土应采用本规程附录A进行测区混凝
17、土强度换算:1 普通混凝土采用的材料、拌和用水符合现行国家有关标准；2 不掺外加剂或仅掺非引气型外加剂；3 采用普通成型工艺；4 采用符合现行国家标准混凝土结构工程施工及验收规范GB 50204规定的钢模、木模及其他材料制作的模板；5 自然养护或蒸气养护出池后经自然养护7d以上，且混凝土表层为干燥状态；6 龄期为141000d；7 抗压强度为1060MPa。6.2.2 制订测区混凝土强度换算表所依据的统一测强曲线，其强度误差值应符合下列规定:1 平均相对误差()不应大于15.0%；2 相对标准差(er)不应大于18.0%。6.2.3 当有下列情况之一时，测区混凝土强度值不得按本规程附录A换算，
18、但可制定专用测强曲线或通过试验进行修正，专用测强曲线的制定方法宜符合附录E的有关规定:1 粗集料最大粒径大于60mm；2 特种成型工艺制作的混凝土；3 检测部位曲率半径小于250mm；4 潮湿或浸水混凝土。6.2.4 当构件混凝土抗压强度大于60MPa时，可采用标准能量大于2.207J 的混凝土回弹仪，并应另行制订检测方法及专用测强曲线进行检测。6.3 地区和专用测强曲线6.3.1 地区和专用测强曲线的强度误差值应符合下列规定:1 地区测强曲线:平均相对误差()不应大于14.0%；相对标准差(er)不应大于17.0%；2 专用测强曲线:平均相对误差()不应大于12.0%；相对标准差(er)不应
19、大于14.0%；3 平均相对误差()和相对标准差(er)的计算应符合本规程附录E的规定。6.3.2 地区和专用测强曲线应与制定该类测强曲线条件相同的混凝土相适应，不得超出该类测强曲线的适用范围。应经常抽取一定数量的同条件试件进行校核，当发现有显著差异时，应及时查找原因，并不得继续使用。7 混凝土强度的计算7.0.1 结构或构件第i个测区混凝土强度换算值，可按本规程第5章所求得的平均回弹值(Rm)及按本规程第4.3.2 条所求得的平均碳化深度值(dm)由本规程附录A查表得出，泵送混凝土还应按本规程第4.1.6 条计算。当有地区测强曲线或专用测强曲线时，混凝土强度换算值应按地区测强曲线或专用测强曲
20、线换算得出。7.0.2 结构或构件的测区混凝土强度平均值可根据各测区的混凝土强度换算值计算。当测区数为10个及以上时，应计算强度标准差。平均值及标准差应按下列公式计算:7.0.3 结构或构件的混凝土强度推定值( fcu,e )应按下列公式确定:7.0.4 对按批量检测的构件,当该批构件混凝土强度标准差出现下列情况之一时, 则该批构件应全部按单个构件检测:7.0.5 检测后应填写检测报告,并应符合本规程附录F的规定。附录A 测区混凝土强度换算表附录B 泵送混凝土测区混凝土强度换算值的修正值附录C 非水平状态检测时的回弹值修正值附录D 不同浇筑面的回弹值修正值附录E 专用测强曲线的制定方法E.0.
21、1 制定专用测强曲线的试件应与欲测结构或构件在原材料(含品种、 规格)的成型工艺与养护方法等方面条件相同。E.0.2 试件的制作养护应符合下列规定:1 按最佳配合比设计5个强度等级，每一强度等级每一龄期制作6个150mm立方体试件，同一龄期试件宜在同一天内成型完毕。2 在成型后的第二天，应将试件移至与被测结构或构件相同的条件下养护，试件拆模日期宜与结构或构件的拆模日期相同。E.0.3 试件的测试应符合下列规定:1 到达龄期的试件表面应擦净，以浇筑侧面的两个相对面置于压力机的上下承压板之间，加压3080kN(低强度试件取低值加压)。2 在试件保持3080kN 的压力下，用符合本规程第2.1.3
22、条规定的标准状态的回弹仪和本规程第3.2.1 条规定的操作方法，在试件的另外两个相对侧面上分别选择均匀分布的8个点按本规程第3.2.2 条的要求进行弹击。3 从每一试件的16个回弹值分别剔除其中3个最大值和3个最小值，然后再求余下的10个回弹值的平均值，计算精确至0.1 即得该试件的平均回弹值Rm。4 将试件加荷直至破坏，然后计算试件的抗压强度值fcu(MPa) 精确至0.1Mpa。E.0.4 专用测强曲线的计算应符合下列规定:1 专用测强曲线的回归方程式，应按每一试件求得的Rm 和fcu(MPa)数据，采用最小二乘法原理计算。2 回归方程宜采用下式:3 用下式计算回归方程式的强度平均相对误差
23、和强度相对标准差er, 当和er 均符合第5.3.1 条规定时,即可报请上级主管部门审批。E.0.5 当需制定具有较宽龄期范围的专用测强曲线时，应在试验及回归分析时引入碳化深度变量，并求得碳化深度修正系数。附录F 回弹法检测混凝土抗压强度报告本规程用词说明1 为便于在执行本规程条文时区别对待，对于要求严格程度不同的用词说明如下:1)表示很严格，非这样做不可的:正面词采用必须；反面词采用严禁。2)表示严格，在正常情况下均应这样做的:正面词采用应；反面词采用不应或不得。3)表示允许稍有选择，在条件许可时首先应这样做的:正面词采用宜；反面词采用不宜。表示有选择，在一定条件下可以这样做的，采用可。2
24、条文中指明应按其他有关标准执行的写法为:应按.执行或应符合.规定(或要求)。混凝土碳化机理:拌和混凝土时，硅酸盐水泥的主要成份CaO水化作用后生成Ca（OH）2，它在水中的溶解度低，除少量溶于孔隙液中，使孔隙液成为饱和碱性溶液外，大部分以结晶状态存在，成为孔隙液保持高碱性的储备，它的PH值为12.513.5。空气中的CO2气体不断地透过混凝土中未完全充水的粗毛细孔道，气相扩散到混凝土中部分充水的毛细孔中，与其中的孔隙液所溶解的Ca(OH)2进行中和反应。反应产物为CaCO3和H2O，CaCO3溶解度低，沉积于毛细孔中。该反应式为：Ca（OH）2+CO2CaCO3+H2O反应后，毛细孔周围水泥石
25、中的羟钙石补充溶解为Ca2+和OH-，反向扩散到孔隙液中，与继续扩散进来的CO2反应，一直到孔隙液的PH值降为8.59.0时，这层混凝土的毛细孔中才不再进行这种中和反应，此时即所谓“已碳化”。确切地说，碳化应称为碳酸盐化。另外，凡是能与Ca（OH）2进行中和反应的一切酸性气体，如SO2、SO3、H2S以至于气相HCI等，均能进行上述中和反应，使混凝土碱度降低，故混凝土碳化应广义地称为“中性化”。混凝土表层碳化后，大气中的CO2继续沿混凝土中未完全充水的毛细孔道向混凝土深处气相扩散，更深入地进行碳化反应。影响因素1环境条件因为碳化是液相反应，十分干燥的混凝土即一直处于相对湿度低于25%空气中的混
26、凝土很难碳化；在空气湿度50%75%的大气中，不密实的混凝土最容易碳化；但在相对湿度95%的潮湿空气中或在水中的混凝土反而难以碳化，这是因为混凝土含水时透气性小，碳化慢；在湿度相同时，风速愈高、温度愈高，混凝土碳化也愈快；混凝土碳化速度与空气中CO2浓度的平方根成正比。2水泥品种一般说来，普通硅酸盐水泥要比早强硅酸盐水泥碳化稍快，掺混合材的水泥碳化速度更快，混合材掺量越大，碳化速度越快。掺用优质减水剂或加气剂，可以大大改善混凝土的和易性，减小水灰比，制成密实的混凝土，使碳化减慢。尤其是加气减水剂，由于抗冻性提高，可以大大改善钢筋混凝土建筑物的耐久性。3骨料种类混凝土中的骨料本身一般比较坚硬、密
27、实，总的说来，天然砂、砾石、碎石比水泥浆的透气性小，因此混凝土的碳化主要通过水泥浆体进行。但是，在轻混凝土中，由于轻质骨料本身气泡多，透气性大，所以能通过骨料使混凝土碳化。一般说来，轻混凝土比普通混凝土碳化快，需要掺用加气剂或减水剂来减缓它的碳化速度。4水灰比混凝土的碳化速度与它的透气性有很密切的关系，混凝土的透气性越小，碳化进行越慢。水灰比小的混凝土由于水泥浆的组织密实，透气性小，因而碳化速度就慢。同理，单位水泥用量多的混凝土碳化较慢。5浇筑与养护质量密实的混凝土表层孔隙很小，易从潮湿的空气中吸取水分而充满水，故不易碳化；欠密实的混凝土表层中大孔隙内无水，CO2可以由气相扩散到充满水的毛细孔
28、隙而完成碳化。所以越是密实的混凝土其抗碳化能力越高。混凝土浇筑与养护质量是影响混凝土密实性的一个重要因素。如果混凝土浇筑时不规范，特别是振捣不密实，以及养护方法不当、养护时间不足时，就会造成混凝土内部毛细孔道粗大，且大多相互连通，严重时会引起混凝土再现蜂窝、裂缝等缺陷，使水、空气、侵蚀性化学物质沿着粗大的毛细孔道或裂缝进入混凝土内部，从而加速混凝土的碳化和钢筋腐蚀。一定要先按非水平状态检测时的回弹值进行修正,然后再按角度修正后的回弹值进行不同浇筑面的回弹值进行修正,这种先后修正的顺序不能颠倒,更不能用分别修正后的值直接与原始值相加或相减,否则将造成计算错误,影响对混凝土强度的推定。 8 测试异
29、常时,需与钻芯法配合使用现行的工程施工中,普遍采用胶合板面的大模板,此种模板密闭性能极好但不透气,振捣过程中产生的气泡聚集在混凝土表面和大模板之间,不易排出,致使拆模后在混凝土表面存在大量的微小气孔,使混凝土表面不是很密实,如果混凝土养护跟不上,混凝土表面将不能有效地进行水化反应,不仅有粉化现象,而且混凝土碳化深度较大,造成混凝土表面强度低。如我市某一框架结构商住楼,在使用回弹仪抽检三层剪力墙混凝土时发现,全部抽检构件混凝土表面强度都比较低,只达到原设计强度等级的67 %。经查施工技术资料,该工程的混凝土配合比以及使用的原材料均不存在问题,施工单位混凝土搅拌后的管理也比较到位,遂用钻芯法取样复
30、检,芯样上观察,混凝土表层10 mm 较疏松。内层较为坚硬,芯样检测结果是实际混凝土抗压强度符合原设计强度等级,从而避免了一次误判。 9 建立本地区的专用测强曲线 国家标准虽给出了全国通用回弹法检测的测强曲线并由此得到测定混凝土强度值换算表,但全国统一曲线仅综合考虑到全国各地的原材料使用情况,没有把碎、卵石普通混凝土区分开来,而实际上回弹法检测碎、卵石普通混凝土强度是有很大差异的。而地区测强曲线正是充分考虑本地区的混凝土原材料、气候条件和成型养分护工艺,通过试验、校核、修正所建立的曲线,与通用测强曲线相比较,该曲线比通用测强曲线更接近实验数据,能更好的推算本地区混凝土的实际强度。因此,建立本地
31、区的专用测强曲线,能有效地提高回弹法的检测精度。 10 结束语 提高回弹法检测混凝土抗压强度精确度需考虑的因素很多,本文所提及的仅仅是平时在工程检测鉴定中的粗浅体会,其中还有许多问题有待深入探讨和研究空气、土壤或地下水中酸性物质，如CO2 、HCl 、SO2 、Cl2 深入混凝土表面，与水泥石中的碱性物质发生反应的过程称为混凝土的中性化。混凝土在空气中的碳化是中性化最常见的一种形式，它是空气中二氧化碳与水泥石中的碱性物质相互作用很复杂的一种物理化学过程。在某些条件下，混凝土的碳化会增加其密实性，提高温凝土的抗化学腐蚀能力， 但由于碳化会降低混凝土的碱度，破坏钢筋表面的钝化膜， 使混凝土失去对钢
32、筋的保护作用，给混凝土中钢筋锈蚀带来不利的影响。同时，混凝土碳化还会加剧混凝土的收缩，这些都可能导致混凝土的裂缝和结构的破坏。由此可见，混凝土的碳化对钢筋混凝土结构的耐久性有很大的影响。因此， 混凝土碳化机理、影响因素及其控制的分析很重要。1 混凝土的碳化机理1. 1 碳化反应1 混凝土的基本组成材料为水泥、水、砂和石子，其中的水泥与水发生水化反应，生成的水化物自身具有强度(称为水泥石) ， 同时将散粒状的砂和石子粘结起来，成为一个坚硬的整体。混凝土的碳化，是指水泥石中的水化产物与周围环境中的二氧化碳作用，生成碳酸盐或其他的物质的现象。碳化将使混凝土的内部组成及组织发生变化。由于混凝土是一个多
33、孔体，在其内部存在大小不同的毛细管、孔隙、气泡，甚至缺陷等。空气中的二氧化碳首先渗透到混凝土内部充满空气的孔隙和毛细管中，而后溶解于毛细管中的液相，与水泥水化过程中产生的氢氧化钙和硅酸三钙、硅酸二钙等水化产物相互作用，形成碳酸钙。所以，混凝土碳化也可用下列化学反应表示: CO2 + H2O H2CO3Ca (OH) 2 + H2CO3 CaCO3 + 2H2O3CaO2SiO23H2O + 3H2CO3 3CaCO3 + 2SiO2 + 6H2O2CaOSiO24H2O + 2H2CO3 2CaCO3 + SiO2 + 6H2O可以看出，混凝土的碳化是在气相、液相、和固相中进行的一个复杂的多相
34、物理化学连续过程。1. 2 碳化反应进展模式8 在混凝土的细孔溶液中，存在着较多的K+ 、Na + 和与之平衡的OH- ，Ca + + 的浓度很低。CO2 与细孔溶液中的H2O 反应进而转化为H+ 和CO2 - 3 ，然后H+ 与固相Ca (OH) 2 中OH- 结合生成H2O ，从而Ca (OH) 2 溶解；CO2 - 3 选择性地与少量Ca + + 结合生成CaCO3 沉淀。如图1 所示。2 影响混凝土碳化的因素 混凝土的碳化是伴随着CO2 气体向混凝土内部扩散，溶解于混凝土孔隙内的水，再与水化产物发生碳化反应这样一个复杂的物理化学过程。所以，混凝土的碳化速度取决于CO2 的扩散速度及CO
35、2 与混凝土成分的反应性。而CO2 的扩散速度又受混凝土本身的组织密实性、CO2 的浓度、环境温度、试件的含水率等因素影响，所以碳化反应受混凝土内孔溶液的组成、水化产物的形态等因素的影响。这些影响因素主要可归结为与混凝土自身相关的内部因素和与环境有关的外部因素，当然，除此之外还存在一些其他因素。2. 1 内部因素2. 1. 1 水泥用量 水泥用量直接影响混凝土吸收CO2 的量，混凝土吸收CO2 的量等于水泥用量与混凝土水化程度的乘积。另外，增加水泥用量一方面可以改变混凝土的和易性，提高混凝土的密实性；另一方面还可以增加混凝土的碱性储备。因此，水泥用量越大，混凝土强度越高，其碳化速度越慢。2.
36、1. 2 水泥品种 水泥品种不同意味着其中所包含的塑料的化学成分和矿物成分以及水泥混合材料的品种和掺量有别，直接影响着水泥的活性和混凝土的碱性，对碳化速度有重要影响。在同一试验条件下砂浆的碳化速度大小顺序为，高炉矿渣水泥(BFC) 普通硅酸盐水泥(OPC) 早强水泥(HEC) 。文献2 认为，高铝水泥混凝土的碳化规律同普通硅酸盐水泥混凝土的碳化规律基本相似。2. 1. 3 水灰比 混凝土的水灰比和强度是两个密切相关的概念。混凝土的水灰比越低，其强度越高，混凝土的密实程度也越高；反之亦然。由于混凝土的碳化是CO2 向混凝土内扩散的过程， 混凝土的密实程度越高，扩散的阻力越大。混凝土碳化的深度受单
37、位体积的水泥用量或水泥石中的Ca (OH) 2 含量的影响。水灰比越大，单位水泥用量越小，混凝土单位体积内的Ca (OH) 2 含量也就越少，碳化速度越快。在混凝土拌和过程中，水占据一定的空间，即使振捣比较密实，随着混凝土的凝固，水占据的空间也会变成微孔或毛细管等。因此水灰比对混凝土的孔隙结构影响极大，控制着混凝土的渗透性。在水泥用量一定的条件下，增大水灰比，混凝土的孔隙率增加，密实度降低，渗透性增大，碳化速度增大。2. 1. 4 混凝土抗压强度 混凝土抗压强度是混凝土基本性能指标之一，也是衡量混凝土品质的综合性参数，它与混凝土的水灰比有非常密切的关系，并在定程度上反映了水泥品种、水泥用量与水
38、泥强度，骨料品种掺和剂，以及施工质量与养护方法等对混凝土品质的共同影响。据有关资料表明，混凝土强度高，抗碳能力强。2. 1. 5 集料品种和级配 集料的品种和级配不同，其内部孔隙结构差别很大，直接影响着混凝土的密实性。试验说明，普通混凝土的抗碳化性能最好，在同等条件下其碳化速度约为轻砂天然轻骨科混凝土的0.56 倍。2. 1. 6 施工质量及养护方法对碳化的影响 施工质量差表现为振捣不密实，养护不善，造成混凝土密实低，烽窝麻面多，为大气中的二氧化碳、氧和水分的渗入创造了条件，加速了混凝土的碳化速度。除此之外，混凝土养护状况对碳化也有一定影响。混凝土早期养护不良，水泥水化不充分，使表层混凝土渗透
39、性增大，碳化加快。施工中常用自然和蒸汽养护法。试验表明，普通混凝土采用蒸汽养护的碳化速度比自然养护提高1.5 倍。2. 2 外部因素2. 2. 1 光照和温度 混凝土碳化与光照和温度有直接关系。随着温度提高， CO2 在空气中的扩散逐渐增大，为其与Ca (OH) 2 反应提供了有利条件。阳光的直射，加速了其化学反应，碳化速度加快。2. 2. 2 相对湿度 CO2 溶于水后形成H2CO3 方能和Ca (OH) 2 进行化学反应，所以非常干燥时，混凝土碳化无法进行，但由于混凝土的碳化本身既是一个释放水的过程，环境相对湿度过大，生成的水无法释放也会抑制碳化进一步进行。试验结果表明，相对湿度在50 %
40、70 %之间时，混凝土碳化速度最快。2. 2. 3 CO2 的浓度 对于CO2 的影响，学者们提出了多达几十种观点，其理论模式大多数基于菲克(Fick) 第一扩散(渗透) 定律，即：x = 2Dqc a t (1)其中， x 为碳化系数， D 为CO2 渗透系数； qc 为空气中CO2 浓度； a 为单位体积混凝土吸收CO2 能力的系数。(1) 式表明CO2 浓度越高，碳化速度越快。2. 2. 4 氯离子浓度的影响 氯离子在混凝土液相中形成盐酸，与氢氧化钙作用生成氯化钙。氯化钙具有高吸湿性，在其浓度及湿度较高时，能剧烈地破坏钢筋的钝化膜，使钢筋发生溃烂性锈蚀3 。2. 3 其他因素2. 3.
41、1 不同应力状态对混凝土碳化的影响4 混凝土试件在不同应力状态下其碳化速度有所不同(如表1 所示) 。通过对混凝土施加荷载后进行快速碳化试验研究，我们可以在实际工程中对不同受力构件采取不同的防碳化措施，提高混凝土的耐久性。 混凝土施加应力之后对内部的微细裂缝起到了抑制或扩散作用。微细裂缝的存在使CO2 容易渗透，引起碳化速度加快，但施加了压应力之后，使混凝土的大量微细裂缝闭合或宽度减小，CO2 的渗透速度减慢，从而减弱了混凝土的碳化速度。当然，混凝土中的压应力过大时，也可使是混凝土产生微观裂缝，加速碳化过程；相反，施加拉应力后，混凝土的微裂缝扩展，加快了混凝土的碳化速度。另外，碳化速度随时间的
42、增长也越来越慢。2. 3. 2 裂缝对混凝土碳化的影响5 混凝土机构的劣化破坏过程，多是由于各种有害物质从外部向内部的渗透或迁移作用。因而混凝土结构的抗渗性是反应其耐久性的一个综合性指标。裂缝的存在将直接影响到混凝土的渗透性与耐久性，并且由于碳化能够通过裂缝较快的渗入到混凝土内部，因而裂缝处混凝土的碳化速度要大于无裂缝处。3 工程实例 6 ，7 a) 淮北焦化厂的钢筋混凝土煤炭运输支架，由于水泥用量较低，混凝土强度较低(水灰比较大) ，又因为焦化厂生产过程中支架周围的CO2 浓度特别大，根据混凝土碳化影响的因素，水泥用量越小，混凝土强度越低，水灰比越大，CO2 浓度越高，碳化速度越快。所以该结
43、构仅仅使用四五年，混凝土即遭受严重碳化，保护层开裂，剥落，纵筋暴露，锈蚀严重。另外，可以发现梁比柱、受拉区比受压区碳化程度明显严重。b) 北京酒仙桥某污水厂水泵房，由于施工期间在混凝土内部与外部温差大于20 的情况下过早拆模，引起温度裂缝，并且由于拆模次序不对(先拆了外模，后拆了内模) ，造成了池壁两侧均出现通长裂缝。根据混凝土碳化影响因素，温度越高，碳化速度越快以及裂缝处混凝土的碳化速度要大于无裂缝处等。我们可以发现该建筑受到严重碳化破坏，后经对混凝土碳化深度的检测，发现碳化深度均在35 mm 以上， 已经超过了混凝土保护层厚度，混凝土的碳化导致钢筋的锈蚀，进而使裂缝发展加剧，结构耐久性失效
44、。对此，将采取相应措施进行修复。4 混凝土碳化处理措施4. 1 碳化处理方法 对碳化深度过大，钢筋锈蚀明显，危及结构安全的构件应拆除重建；对碳化深度较小并小于钢筋保护层厚度，碳化层比较坚硬的，可用优质涂料封闭；对碳化深度大于钢筋保护层厚度或碳化浓度虽较小但碳化层疏松剥落的，应凿除碳化层，粉刷高强砂浆或浇筑高强混凝土；对钢筋锈蚀严重的， 应在修补前除锈，并根据锈蚀情况和结构需要加补钢筋，防碳化后的结果，要达到阻止或尽可能减慢外界有害气体进入混凝土内侵蚀，使其内部和钢筋一直处在高碱性环境中。4. 2 防碳化措施 目前，防碳化处理多采用涂料封闭法，主要使用环氧厚涂料，呋喃改性环氧涂料、丙稀酸涂料等。
45、使用涂料时要考虑涂料与混凝土间的粘结力；涂料是否抗冻、抗晒、抗雨水侵蚀；涂料的收缩、膨胀系数是否与混凝土接近。对与混凝土结构变形缝的缝面处理，水上部分的变形缝可用华东水利设计研究院研制的SR 嵌缝膏进行表面封闭；对水下部分的变形缝，可采用南京水利科学研究院制的SBS 改性沥青灌注封闭。另外，考虑钢筋混凝土结构有足够的保护层厚度是最常用的保护钢筋不遭锈蚀的一种方法。 设计时应合理设计混凝土配合比，施工选择模板应尽可能选择钢材、胶合板、竹林、塑料等材料制成的模板。若选择木模板应控制板缝宽度及表面光滑度。模板固定时要牢固， 拆模应在混凝土达到一定强度后方可进行；施工中混凝土应用机械震捣，以保护混凝土
46、密实性；混凝土浇注完毕后，应用草料等加以覆盖，并根据情况及时浇水养护混凝土。摘 要： 文中分析了在执行回弹法检测混凝土抗压强度技术规程（JGJ/T 23-92） 中存在的一些问题， 并根据实践经验， 提出了正确理解和执行规程的意见。关键词： 回弹法检测； 碳化； 强度评定混凝土的非破损检测技术开展较晚， 但发展速度较快， 特别是国外20 年来， 先后研制并生产了一系列用于混凝土非破损检测的先进仪器， 例如超声波探测仪， 拔出法测定仪等。但是回弹法仍以其仪器简单、操作方便、经济迅速和具有相当的测试精度， 而始终保持着它在混凝土非破损领域内的优势地位。在历届国际混凝土非破损会议上， 回弹法的研究和应用仍占相当的比重。虽然回弹法具有一定的局限性， 但这种方法在混凝土非破损中的检测作用， 国际上给予了充分的肯定。我国建设部于1985 年颁布了回弹法评定混凝土抗压强度技术规程（JGJ 2385） ， 这是我国第一部混凝土非破损检测的专业标准， 在此基础上又进行了修订， 于1992 年改名为回弹法检测混凝土抗压强度技术规程（JGJ/T 2392） （以下简称规程）。近几年来， 在执行此规程中， 由于检测人员对规程的理解有误， 出现了这样或那样的偏差， 使得对混凝土质量的评定有误，必须引起有关人员的