回彈法檢測混凝土強度專用測強曲線的建立與應用

劉長海

[摘要]混凝土設計強度通常達到C60或C50，而回彈法檢測各級混凝土抗壓值間存在誤差。本文通過計算機對多種數學模型進行擬合回歸，檢驗和比較了多種回歸方程的相對標準差和平均相對誤差，建立了某高層建筑混凝土測強專用曲線，進而獲得快速測強曲線的簡便方法。

[關鍵詞]混凝土；回彈法；專用測強曲線；建立

文章編號：2095-4085（2016）09-0107-02

在高層建筑和公路橋梁建設中，混凝土結構強度無損檢測已非常普遍。常用的檢測方法有超聲脈沖法、回彈法及回彈-超聲綜合應用法等，其中應用最為廣泛的是回彈法，這是因為回彈法不僅操作方便、靈活，而且設備簡單[1]。混凝土抗壓強度回彈法檢測技術規程（JGJ/T23-2001）盡管對全國通用的混凝土強度回彈法檢測的測強曲線進行了明確規定，并且也因此獲得了混凝土強度值的測定換算表，但由于混凝土組成物質不同、養護條件及施工工藝等存在差異，通過回彈值換算所獲得的強度關系差異性較大，精確度較小[2]。因此，建立精確度高和針對性強的專用測強曲線顯得非常必要，尤其是工程的檢測，更為明顯。可見，建立專用混凝土測強曲線能夠更好地維護鑒定處理工程。本文以某高層建筑工程為例，對回彈測強曲線的使用情況進行驗證分析，以建立專用測強曲線并實現其精確性。

1某高層建筑工程的基本概況

為某高層建筑工程混凝土建立專用測強曲線，首先應按照此高層建筑實際施工用料情況，從施工現場選取該高層建筑工程所需要的混凝土材料，制作30個尺寸為100mm×100mm×100mm的立方體試件，在該高層建筑施工現場，隨施工混凝土一起進行自然養護。

1.1獲取數據

以工程混凝土抗壓強度的技術規程進行檢測，將達到齡期的試件按照混凝土抗壓強度回彈法檢測技術規程進行試驗，在壓力機承板間放入貼試模的相對側面，約加壓50kN，并確保彈回儀水平，測試試件相對的兩個側面回彈值。測試前對兩個側面進行抹平，每個側面選8個分布均勻的測點，分別在每個待測試件立方體上均勻選取16個測試點，回彈值以ZC3-A型回彈儀進行檢測，在每個檢測區對3個最小值和3個最大值進行剔除，取剩余10個回彈值的平均值，然后得出平均回彈值，即該試件回彈值的平均數Rm；而后以其為標準分別對30個構件的抗壓強度進行測試，對壓力試驗及以上試件的破壞極限荷載進行測定，即得其抗壓強度，具體數據見下表1。

1.2建立專用測強曲線

專用測強曲線的建立首先應考慮碳化深度。在碳化影響消除方面，國內外使用方法各異，國外一般禁止測試較長齡期混凝土或磨去碳化層。因本試驗中齡期短，可利用測定試件碳化深度獲取其平均碳化深度，通常為≯0.5mm，對擬合結果影響很小，所以在回歸方程式的建立中不考慮碳化深度，也可以按照需要檢測長齡期混凝土來修正碳化深度。其次應建立回歸方程式。根據混凝土回彈法檢測抗壓強度規程[3]中所薦可選定回歸方程式fccu=ARmB①。回歸方程式強度相對標準差及相對誤差均符合相關規程要求，為確保回歸精確度，應經指數、拋物線及一元線性等函數來試算，并同規程所薦冪函數比較為fccu=BRm+A②；fccu=BRm+ARm2+C③；fccu=ABRm④。利用標注差及相對平均誤差對曲線精確度進行檢驗，公式為[3]δ=1n∑1nfcuifccui-1×100⑤；er=1n∑ni=1fcuifccui-12×100⑥；回歸方程式平均強度相對誤差以δ表示，相對標準差以er表示，第i個試件所得抗壓強度值以fcui表示，平均回彈值以fccui表示，試件數以n表示。而后應用二乘法原理對每個試件所得的fcu數據、Rm進行回歸計算，并用EXCEL軟件來計算回歸分析數據，數據處理結果分別為，冪函數fccu=0.0989 Rm1.726，相對平均誤差6.66%，相對標準差8.59%；拋物線函數fccu=-0.3915 Rm2-612.47+32.209 Rm，相對平均誤差6.68%，標準差為8.64%；一元線性函數fccu=2.362 Rm-37.675，相對平均誤差6.55%，標準差8.57%；指數函數fccu=6.499×1.0559Rm，相對平均誤差6.88%，相對標準差8.67%；通用曲線fccu=0.027 Rm20106，相對平均誤差27.97%，相對標準差29.33%；該高架橋的允許誤差≤12.0%，允許標準差為≤14.0%。

通過比較上述各函數值可以發現，各函數性能均良好，回歸方程平均強度相對標準差及相對誤差均符合相關規程，誤差間的差異較小，均可以為此高層建筑工程的專用測強曲線，但通用曲線強度相對標準差及相對平均誤差均明顯超出規程范圍，不可應用于此高層建筑工程，依據相關規程可以將冪函數回歸方程作為此高層建筑工程回彈法檢測混凝土抗壓強度曲線。建立回彈曲線后再將送檢混凝土試塊進行驗證，驗證結果顯示，此強度曲線具有較高的精確度，回歸強度平均值相對誤差僅有6.37%，符合相關規程的≤12%，因此此曲線可以作為維護鑒定處理該高架橋工程的方法。

3結語

綜上所述，本文利用試驗及數據處理，對混凝土強度回彈法檢測的專用測強曲線進行監理，并獲得回歸方程式，證實該曲線能夠檢測此工程中C50混凝土質量，但冪函數的精確度并不是一向都很高，需要應用多個方程式進行分析比較，選取其精確度最高的回歸結果作為標準，只有如此才能確保回彈法的高精確性。同時，混凝土質量相關規程中明確的通用曲線存在較大誤差，僅能對混凝土質量進行定性判斷，需要建立專用的測強曲線進行定量分析，以確保其精確度的有效提高。

參考文獻：

[1]顏丙山，林文修，李建茹.重慶地區回彈法檢測高強混凝土抗壓強度試驗研究[J].重慶建筑，2016，（2）：27-29.

[2]陳飛飛.回彈法檢測泵送混凝土專用測強曲線研究[J].中國西部科技，2011，（29）：3-4.

[3]王文明.新修訂的《回彈法檢測混凝土抗壓強度技術規程》（JGJ/T23-2011）的特點分析及問題商榷[J].混凝土世界，2012，（1）：101-104.