商品混凝土超聲—回彈法測強曲線的試驗研究

楊昕

【摘要】本論文從回彈法檢測的原理出發，系統闡述了商品混凝土超聲—回彈法測強曲線的試驗。接著研究了商品混凝土超聲—回彈法測強曲線的試驗結果的體會。

【關鍵詞】商品混凝土，回彈法測強曲線，試驗研究

一、前言

隨著商品混凝土施工的不斷完善，對商品混凝土質量的要求也越來越高，那么對于商品混凝土超聲—回彈法測強曲線的試驗進行研究，這是保證商品混凝土質量的重要方法。

二、回彈法檢測的原理分析

由于混凝土的抗壓強度與其表面硬度之間有著一定的關聯，當回彈儀的彈擊錘擊打在混凝土表面上時，回彈高度與混凝土表面硬度有著特定的比例關系。所以用回彈值反映混凝土表面硬度，再根據表面硬度來推求混凝土的抗壓強度。用回彈法檢測混凝土抗壓強度，雖然檢測精度不高，但是設備簡單、測試速度快、操作方便，而且檢測費用低，且不破壞混凝土的正常使用，所以回彈法檢測在現場測定中使用較多。但影響回彈法準確性的因素也較多，如儀器性能、操作方法、氣候條件等。為此，必須掌握正確的操作方法，注意回彈儀的保養和校正。《回彈法檢測混凝土抗壓強度技術規程》（JGJ/T23- 2001）中規定：回彈法檢測混凝土的齡期為 7～1000d，不適用于內部存在缺陷或表層及內部質量有明顯差異的混凝土構件和特種成型工藝制作的混凝土的檢測。

三、商品混凝土超聲—回彈法測強曲線的試驗

1、試驗裝置

在超聲波試驗中，我們采用了UTA2000A型非金屬超聲探測儀。最初曾采用標準回彈儀（2.207J）進行了回彈試驗，結果發現回彈值與混凝土強度之間離散性很大。經過多次反復試制決定采用GHT450型回彈儀現已成為專利產品）進行高強混凝土測試強度試驗。

2、回彈法的基本原理及試驗結果分析

回彈法是用一彈簧驅動的重錘，通過彈擊桿彈擊混凝土表面，并測出重錘被反彈回來的距離，以回彈值作為與強度相關的指標，來推定混凝土強度的一種方法。回彈法測定混凝土強度的基本依據，就是回彈值與混凝土抗壓強度之間的相關性。其相關關系一般以經驗公式或基準曲線的形式來確定。

試驗步驟如下：在試件成型底面、頂面、側面各回彈16次→記錄每一次回彈值→回彈試驗結束后馬上進行抗壓試驗并記錄抗壓試驗結果→測量碳化深度。數據處理時，考慮到回彈測點剛好處于石子或氣孔上的情況，將最大和最小的3個值剔除后，把余下的10個數據進行平均，作為該試件的回彈值。通過對250組共4500個數據采用各種曲線形式回歸分析得到如下結果（表1）。

表一

注：fccu為測區混凝土強度換算值；R為測區平均回彈值；a、b、c為回歸系數

從上面結果可以看出，各公式之間的精度基本相同，相比之下第3號曲線公式精度略微高一點。測試數據分布情況與測強曲線如圖1所示。試驗時試件強度在36.0～85.0MPa之間。

圖1強度之間的關系

試驗中發現，高強混凝土在成型后，強度增長速度很快。在常溫下（20～25℃），24h強度可達到30～40MPa。10d左右即可達到強度設計值。為了了解在較大強度變化范圍內的回彈值與強度之間的關系，在試件成型后24h即開始（即脫模時）進行試驗。

經過試驗總結歸納，我們認為回彈法檢測高強混凝土可以采用如下形式的計算公式。

fccu=-8.7+0.82R+0.00629R2

式中：fccu精確至0.1MPa；R精確至0.1。結構混凝土檢測步驟、數據處理辦法及混凝土強度推定，可按標準《回彈法檢測高強混凝土強度技術規程》（建研院企標）的要求進行。

四、商品混凝土超聲—回彈法測強曲線的試驗結果的體會

1、對回彈法檢測提出異議的主要原因

就目前工程建設現狀來看，都在強調使用大流動性混凝土，而大流動性混凝土中粉煤灰、礦渣粉等摻合料是必不可少的，而且一般摻量都比較大，相對于不摻粉煤灰的混凝土，其中的堿度就較低。而摻合料加入混凝土中是靠水泥水化產生的“堿”來激發而發生二次反應的，如果沒有足夠的“堿”粉煤灰等摻合料是不會發生水化反應的，也就不會產生強度。另外在就目前施工現狀來看，模板周轉率高，且養護不好，特別是灑水養護方面的缺陷，往往會使表面的混凝土失水而不能充分水化，不能產生足夠的“堿”令粉煤灰等摻合料發生二次水化產生強度。在這種情況下，特別是粉煤灰等摻合料的摻量較大時，還很容易使混凝土表面出現“起灰”。當采用回彈法檢測時，由于混凝土表面水泥沒有充分水化使混凝土表面強度降低，粉煤灰等摻合料只起微集料充填作用又增厚了混凝土表面的緩沖層，使回彈值進一步減小，在現場測量碳化深度是又因混凝土表面水泥沒有充分水化而不顯“堿”使測量結果偏大，這雙重作用使得回彈法推定的混凝土強度遠低于實際強度。

2、回彈法測強曲線的試驗的應用

（一）、實踐工程擬合檢驗

為了更好地檢驗回歸所得到的超聲回彈綜合法測強曲線方程在昆明地區的適用性和實用性，特地進行了工程現場混凝土構件強度的檢測試驗。“北辰財富中心”工程是高層框架剪力墻結構，最高樓層28層。對要求測定的混凝土構件進行了超聲和回彈檢測，采用鉆芯取樣測定混凝土強度。得到的數據顯示：其回歸曲線方程的擬合試驗的平均誤差為4.6%。

（二）、試驗回歸曲線方程與全國基準方程的比較

為了進一步驗證所得到的回歸方程在昆明地區的適用度，試驗組還是采用沒有參與回歸分析的試塊進行比較試驗（為了方便起見，選用上面擬核試驗的數據，這不會影響比較的真實性），按照超聲回彈綜合法的試驗操作規程，對6個強度等級的6組混凝土試塊進行了超聲速度值和回彈值以及真實的混凝土強度的測試。利用得到的回歸方程計算出預報值，再利用全國基準曲線方程計算出預報值，和混凝土的強度的實測值進行比較。實驗數據顯示：碎石回歸曲線方程的預報值的平均誤差為4.1%，全國基準方程的預報值的平均誤差為8.4%。

五、結束語

從實踐出發對商品混凝土超聲—回彈法測強曲線的試驗，進行了粗略的分析和研究。綜上分析，回彈法檢測工作的主要任務是運用科學的方法，促進工作的開展。

參考文獻

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