重慶地區回彈法檢測高強混凝土抗壓強度試驗研究

Experimental Study on Compressive Strength of High Strength Concrete with Rebound Method in Chongqing

顏丙山，林文修，李建茹（重慶市建筑科學研究院，重慶　400020）

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重慶地區回彈法檢測高強混凝土抗壓強度試驗研究

Experimental Study on Compressive Strength of High Strength Concrete with Rebound Method in Chongqing

顏丙山，林文修，李建茹
（重慶市建筑科學研究院，重慶400020）

摘要：建立重慶地標《高強混凝土強度檢測技術規程》DBJ50-057-2014的回彈法測強曲線，并通過與行業標準曲線的對比和工程驗證，得出重慶地區高強混凝土測強曲線的特點，以利于回彈法檢測高強混凝土強度技術的推廣。

關鍵詞：測強曲線；抗壓強度；地方標準；高強混凝土

Abstract：This article introduces the process of creating the strength measuring curve with the rebound method in Technical specification for strength testing of high strength concrete（DBJ50-057-2014）. And based on the comparison with industrial standard curve, the characteristics of the concrete strength measuring curve in Chongqing are obtained, helping the popularization of the rebound method for compressive strength testing of high strength concrete.

Keywords：strength measuring curve；compressive strength；provincial standard；high-strength concrete

1　概述

回彈法以其操作方便、檢測周期短、對構件無破損等特點深受廣大工程質量檢測人員的歡迎，是工程檢測、鑒定中評定混凝土強度的一個重要方法。目前，回彈法的評定范圍也從以前的普通混凝土擴展到現在的高強混凝土。規程編制組根據大量的回彈對比試驗，確定了回彈法測強曲線，為制定重慶地標《高強混凝土強度檢測技術規程》[1]提供了依據。

2　試驗方案

試驗工作主要分為兩個階段，第一階段完成試塊的試驗數據采集774對，第二階段增加了3個試驗小組分別獨立進行試驗驗證。為了保證檢測試驗數據的準確性，盡量減小系統誤差，檢測設備必須進行計量檢定。同時，為了使混凝土試塊具有代表性，根據實際情況擬定混凝土配合比，養護方式均為自然養護[3]。

2.1試驗儀器及設備

回彈儀采用標稱動能為4.5J的GH450型高強回彈儀，其性能和規格要求符合《回彈儀檢定規程》JJG817-2011的要求，且應進行過檢定并處于標準狀態。試驗前均需在洛氏硬度為（HRC）60±2的鋼砧上進行率定，率定合格后方能使用。

試驗機采用量程為3000kN的液壓試驗機，試驗前須進行計量檢定且處于標準狀態[4]。

2.2混凝土試塊的制作

第一階段、第二階段制作的試塊數量見表1（括號中數量為第二階段制作的試塊數量）。

表1　試塊制作數量（單位：組）

2.3試驗方法及要點

2.3.1回彈值測試

采用GHT450型回彈儀進行回彈值測試，按圖1所示分別在試塊2個相對的澆筑側面各測試8點回彈值。測試回彈值前，用試塊的另一對澆筑側面為受壓面，將試塊放置于壓力機中心位置，施加80kN預壓力后再進行回彈值測試。

圖1　試塊側面回彈測點布置示意圖

2.3.2抗壓強度試驗及碳化深度測試

試塊抗壓強度測試在完成回彈檢測后即可進行。所有試塊抗壓應在同一臺壓力機上進行，以減小使用不同壓力機可能產生的抗壓強偏差。試驗時應注意控制好壓力機加荷速度，原則上應慢速加荷，尤其在試塊將達到極限荷載時，更應降低加荷速率。

試塊抗壓強度試驗后及時采用酒精酚酞試劑測試回彈檢測面上的混凝土碳化深度，測試方法參照現行的《回彈法檢測混凝土抗壓強度技術規程》JGJ/T23-2001進行。

3　測強曲線的建立

編制組共采集了試驗數據1612組，混凝土試塊均由四個試驗小組按各自的配合比獨立制作而成，因此檢測數據具有一定的廣泛性和代表性，回彈法與抗壓強度值點位分布情況見圖2。

圖2　混凝土試塊回彈值—抗壓強度值點位分布圖

從圖2可以看出，各試驗小組試驗數據匯總后，點位絕大部分較一致，分布具有較明顯的規律性。試驗過程中對試塊的碳化深度進行了測量，根據測試結果，截止到最長齡期730d，設計強度等級為C40的試塊碳化深度區間0.5~1.5mm，C50及以上等級的試塊碳化深度均小于0.5mm，且強度越高、碳化深度越小。結合地方標準擬定的強度測試區間為C50~C80，故在擬合測強曲線時可不考慮混凝土碳化深度的影響。

根據測試結果，將回彈值—抗壓強度值的對應關系按冪函數、指數、對數、二次多項式、線性五種類型函數分別配制了回歸曲線，其中二次多項式曲線相關性最好，且相對標準差為13.1%，滿足國家行業標準《高強混凝土強度檢測技術規程》JGJ/T294—2013中地區測強曲線相對標準差不應大于17%的規定[2]，故地方標準中將二次多項式回歸曲線作為地區測強曲線。

表2　各類型回歸曲線公式及相對標準差一覽表

表2中相對標準差（er%）計算公式為：

式中：fcu,i為第i個試塊的抗壓強度值，精確到0.1MPa；

fcｅcu,i為由同一個抗壓試塊的回彈平均值按回歸公式計算得到的混凝土強度換算值，精確到0.1MPa；

n為誤差計算的試塊數量。

4　與行業標準曲線的對比及工程驗證

行業標準JGJ/T294—2013中根據高強回彈儀標稱動能的不同，分為標稱動能為4.5J的測強曲線和標準動能為5.5J的測強曲線[2]，重慶地區的測強曲線為采用標稱動能為4.5J的高強回彈儀獲得的，故在對比時應相應的采用行業標準中標稱動能為4.5J的測強曲線，兩種測強曲線的走勢見圖3。

圖3　地方標準與行業標準曲線比較（標稱動能4.5J）

兩種測強曲線類型均為二次多項式，從圖3中可以看出兩種曲線并不是平行的關系，而是在回彈值為63的時候有交點。當回彈值小于63的時候，地標測強曲線的換算強度值高于行業標準曲線的換算強度值，而當回彈值大于63的時候，則正好相反。

將試驗所得的1612對數據代入行業標準曲線公式中計算其相對標準差，計算結果為er=14.1%，大于地方標準曲線的相對標準差，說明地方標準曲線相對于行業標準曲線更加精確，適合于重慶地區高強混凝土強度的推定。

為了驗證地方標準曲線的準確性，選擇一處在建的高層混凝土框架—剪力墻結構，采用回彈法及鉆芯法對底層設計強度等級為C50的豎向構件進行了對比檢測[5]，回彈法采用標稱動能為4.5J的回彈儀，鉆芯法鉆取的芯樣為直徑100mm的標準芯樣，鉆取位置與回彈測區位置重合，檢測結果見表3。

從表3中可以看出，按地方標準計算出的測區換算強度明顯高于按行業標準計算出的測區換算強度，其間相差約一個強度等級，但前者更接近于鉆芯法檢測的混凝土抗壓強度值，地方標準、行業標準測區強度總體修正量分別為+1.3MPa和+ 7.1MPa。通過兩者的對比發現，按重慶地方標準中的測強曲線計算出的強度與鉆芯法檢測的混凝土抗壓強度值比較一致，總體修正量也較小，說明測區換算強度值相對于按行業標準計算出的換算強度值更為準確，更能反映構件的真實情況。

表3　回彈法及鉆芯法測試混凝土構件強度對比表

5　結語

（1）通過大量試驗數據的回歸分析，得出了重慶地區回彈法檢測高強混凝土抗壓強度的測強曲線，填補了該地區回彈法檢測高強混凝土強度抗壓技術的空白。

（2）試驗結果表明，制定的高強混凝土測強曲線具有精度高、區域性強的特點，且滿足行業標準中對地區測強曲線的相對標準差的要求，有助于回彈法檢測高強混凝土強度在重慶地區的推廣應用。

（3）試驗對比中表明行業標準曲線誤差較大，說明國家行業標準是綜合了全國各地的試驗數據之后進行分析的結果，為了保證檢測結果的可靠性，勢必在一定程度上取推定強度的下限值。

參考文獻：

[1]重慶市建筑科學研究院. DBJ50-057-2014高強混凝土強度檢測技術規程[S].重慶市城鄉建設委員會，2014.

[2]建設部.JGJ/T294-2013高強混凝土強度檢測技術規程[S].北京：中國建筑工業出版社，2013.

[3]彭澤楊，楊曜，何欣，等.回彈法檢測高強混凝土抗壓強度試驗研究[J].四川建筑，2014（2）：195-196.

[4]朱躍武，邱平.深圳地區回彈法檢測混凝土抗壓強度試驗研究[J].建筑技術,2014（4）：346-348.

[5]劉焱.用鉆芯法修正回彈法檢測混凝土強度的問題探討[J].安徽建筑，2014（4）：223-224.

責任編輯：孫蘇，李紅

能工巧匠

作者簡介：顏丙山（1976-），男，山東齊河人，研究生，高級工程師，國家注冊一級結構

收稿日期：2015-12-09

doi：10.3969/j.issn.1671-9107.2016.02.027

中圖分類號：TU375

文獻標識碼：A

文章編號：1671-9107（2016）02-0027-03