江西地區回彈測強曲線的試驗研究

■洪一粟，習海平 ■江西省建筑材料工業科學研究設計院，江西 南昌 330001

1 前言

回彈法是混凝土無損檢測的最常用方法之一，也是現階段采用最為普遍的現場檢測混凝土抗壓強度的技術，由于其使用儀器構造簡單、操作簡便、測試值在一定條件下與混凝土強度有較好的相關性、測試費用低廉等特點，但誤差較大，對測試條件、測試對象以及測試結果的某些局限性，顯著影響了其測試結果的準確性。在現行《回彈法檢測混凝土抗壓強度技術規程》JGJ/T23-2011 標準6.1.2 條“有條件的地區和部門，應制定本地區的測強曲線或專用測強曲線。檢測單位宜按專用測強曲線、地區測強曲線、統一測強曲線的順序選用測強曲線。”采用國家統一測強曲線顯然不如地區測強曲線精確可靠。［1］目前已建立的地方回彈曲線的城市有:北京、上海、浙江、陜西、福建、遼寧、山東、貴州等。為了掌握江西省統一回彈測強曲線在江西地區混凝土強度檢測中的適用性情況，我們通過聯合江西省各地區十余家大型攪拌站，制作試塊并且按照規程要求進行數據采集，對這些數據進行了驗證并建立了江西地區混凝土回彈法測強曲線。

2 測試數據的收集

在南昌市各個區域選定10 余家具有代表性的混凝土企業，采用各個混凝土企業實際生產所用原材料(包括水泥、粉煤灰、礦粉、砂、石、外加劑等)，采用企業實際生產使用的配合比，分別成型C20-C55 共9個標號的標準混凝土試塊，試塊拆模后采用模擬施工地點的養護環境養護，在7d，14d，28d，60d，90d 和180d 六個齡期點分別采集其回彈值、碳化值、試塊抗壓強度。

試塊回彈及碳化值采集按照標準JGJ/T 23-2011 中附錄E 要求，在試塊到達指定齡期時，以澆筑側面的兩個相對面置于壓力機的上下承壓板之間，加壓至60～100kN，采用海創高科HT-225T 型回彈儀在試塊的兩個側面上分別彈擊8 個點，按照要求計算平均回彈值Rm。

試塊抗壓強度值按照標準GB/T 50081-2002 對混凝土進行抗壓強度數據采集。并對抗壓后的試塊按照標準JGJ/T 23-2011 中4.3 節的規定在破壞后的試塊邊緣測量該試塊的平均碳化深度值。

上述回彈儀、壓力機都定期進行計量鑒定，設備性能符合國家最新的相關規程的要求，回彈儀每天使用前后均按JGJ/T 23-2001 的規定進行檢定，以保證檢測數據的準確性。最后將明顯異常的檢測數據刪除后，共獲得3000 組有效檢測數據。

3 江西地區測試數據對全國回彈曲線的驗證

國內各地區一般采取計算曲線的平均相對誤差和平均相對標準差兩個指標的大小來對測強曲線的檢測精度進行評價，其中平均相對誤差和平均相對標準差的計算規定如下［3］:

式中:fcu，i——第i 個立方體試件的抗壓強度實測值(MPa)

n——樣本總量。

用已取得的3000 組江西省本地樣本數據對全國回彈測強曲線進行驗證，平均相對標準差er=22.26%，其平均相對誤差δ=16.88%。驗證結果分析見圖1(a)和圖1(b)。

由圖1 可以看出，全國回彈測強曲線推定值與實測值偏離較大，在低強度區域(＜C50)內，大部分實測值要高于計算值，而在高強度區域內(＞C50)，計算值與實測值偏離較大。由此可見，全國回彈測強曲線并不適合應用于江西省混凝土回彈測強，應該在江西省建立地區回彈測強曲線。

圖1 全國回彈測強曲線和實測值的驗證結果

4 回彈測強曲線的回歸計算與分析

將3000 個試塊的平均回彈值Rm，平均碳化深度值dm，以及試塊抗壓強度值fcu三個數據一一對應，采用最小二乘法原理進行回歸計算，得出的曲線方程為以下回歸方程式:

Rm——測區平均回彈值;

dm——測區平均碳化深度值;

經計算，該曲線的平均相對誤差δ=9.97%，平均相對標準差er=12.16%。明顯低于全國回彈測強曲線，并且符合CECS02∶2005 中er≤14%的要求。

江西地區的回彈測強曲線與實測值的分析結果見圖2。江西地區測強曲線和全國測強曲線的對比分析結果見圖3。

圖2 江西省地區測強曲線和實測值的驗證結果

由圖2 可以看出，江西省地區測強曲線與實測強度偏離較小，尤其是低強度區域(強度等級＜C45)具有較高精度，實測數據均勻分散在45°線附近，在高強度區域內，也能較好表現出混凝土的實測強度。與全國測強曲線相比，江西地區測強曲線的精度明顯提高了很多。

圖3 全國曲線和江西省曲線的對比(碳化值為0)

由圖3 可以看出，在低強度區域(＜C45)江西省回彈曲線的計算值高于全國測強曲線的計算值，江西省測強曲線基本從實測散點中間穿過。因此，江西省地區應及早制定本地區曲線。

5 結論

由江西地區3000 組樣本數據對全國回彈曲線的驗證結果表明，全國回彈曲線應用在江西地區混凝土回彈測強的誤差較大，基于這3000組樣本數據，計算出新的江西地區測強曲線:

該曲線具有較高的計算精度，滿足規程對計算誤差要求，可以作為在江西省內進行混凝土回彈測強的回歸曲線。

［1］于素健，陳建林，韓明嵐.青島地區混凝土回彈法測強曲線的試驗研究［J］.混凝土，2007(5):106.

［2］董鵬，任權昌.天津地區碎石混凝土超聲回彈綜合法測強曲線研究［J］.國防交通工程與技術，2009(5):14～16.

［3］CECS02∶2005，超聲回彈法檢測混凝土強度技術規程［S］.