高強(qiáng)混凝土強(qiáng)度檢測(cè)技術(shù)試驗(yàn)分析

張雅倩

中鐵七局集團(tuán)鄭州工程有限公司

高強(qiáng)混凝土強(qiáng)度檢測(cè)技術(shù)試驗(yàn)分析

張雅倩

中鐵七局集團(tuán)鄭州工程有限公司

高強(qiáng)混凝土是應(yīng)用最為廣泛的一種建筑材料，其強(qiáng)度性能直接影響到工程建設(shè)的整體質(zhì)量。超聲回彈綜合法作為混凝土強(qiáng)度無損檢測(cè)的主要方式，其選取兩種非破損檢測(cè)方法，很大程度上可對(duì)單一檢測(cè)方法存在的不足進(jìn)行相互補(bǔ)充，能夠降低檢測(cè)誤差，提高檢測(cè)精確度。為此，本文主要對(duì)高強(qiáng)混凝土強(qiáng)度檢測(cè)相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行了分析與探究。

高強(qiáng)混凝土；強(qiáng)度檢測(cè)；試驗(yàn)分析

一、超聲回彈綜合法測(cè)強(qiáng)的基本原理

超聲回彈綜合法的基礎(chǔ)為混凝土抗壓強(qiáng)度和表面回彈值、超聲聲速值相關(guān)關(guān)系，通過混凝土試塊抗壓強(qiáng)度和非損壞檢測(cè)參數(shù)共同建立的相關(guān)關(guān)系曲線，也就是我們所說的測(cè)強(qiáng)曲線。隨后按照回彈值、聲速值等條件，將混凝土強(qiáng)度推算出來。工程實(shí)踐中，可在結(jié)構(gòu)混凝土內(nèi)相同測(cè)區(qū)內(nèi)對(duì)聲時(shí)值、回彈值進(jìn)行測(cè)量，并通過建立的關(guān)系時(shí)，對(duì)此測(cè)區(qū)混凝土強(qiáng)度進(jìn)行計(jì)算。

材料應(yīng)力、應(yīng)變行為及強(qiáng)度關(guān)系為超聲法、回彈法實(shí)施的主要依據(jù)。但超聲速度能夠?qū)⒉牧蠌椥孕再|(zhì)充分反映出來。且其能從材料穿過，以此將材料內(nèi)部結(jié)構(gòu)的相應(yīng)信息傳遞出來。因此，有機(jī)結(jié)合超聲法和回彈法，不僅能夠?qū)⒒炷翉椥浴⑺苄孕阅芊从吵鰜?，還能將混凝土表層、內(nèi)部結(jié)構(gòu)狀態(tài)展現(xiàn)出來，通過這種方式才能更準(zhǔn)確、更全面地反映出混凝土的強(qiáng)度，才能確保強(qiáng)度值的精確性。

二、試驗(yàn)分析

1、試塊制作

一般選取泵送混凝土的方式進(jìn)行高強(qiáng)混凝土施工，根據(jù)試驗(yàn)要求，應(yīng)選取泵送與非泵送兩種方式進(jìn)行混凝土試塊試驗(yàn)。其中可在試驗(yàn)室內(nèi)制作非泵送混凝土，根據(jù)最佳配合比進(jìn)行不同強(qiáng)度等級(jí)的混凝土試塊，分別為C50C60C70C80，各個(gè)等級(jí)需進(jìn)行立方體試塊的制作，其長度為150mm，每個(gè)等級(jí)為12組，共需48組。同時(shí)，選取多家商品混凝土攪拌站進(jìn)行泵送混凝土制作，選取和非泵送混凝土強(qiáng)度等級(jí)、試塊數(shù)量相同的試塊，完成試塊制作后，按照相同標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一養(yǎng)護(hù)，測(cè)試齡期也需劃分為四個(gè)階段，即：14d28d60d90d。選取普通硅酸鹽水泥作為水泥材料，強(qiáng)度等級(jí)分別為32.542.5，選取當(dāng)?shù)睾由白鳛榧?xì)骨料，主要為中砂。選取碎石作為粗骨料，其粒徑可控制在5到20mm，水選取一般自來水即可。

2、試驗(yàn)儀器

混凝土中型回彈儀、高強(qiáng)回彈儀為試驗(yàn)所需回彈儀；NYL-2000D型為混凝土壓力試驗(yàn)機(jī)型號(hào)。ZBL-U150A非金屬超聲檢測(cè)儀為試驗(yàn)超聲儀。要求定期對(duì)以上儀器進(jìn)行計(jì)量鑒定，設(shè)備性能應(yīng)與施工規(guī)范規(guī)定相符。

3、試驗(yàn)方法

試塊養(yǎng)護(hù)至齡期之后，可通過試塊光滑側(cè)面對(duì)回彈值進(jìn)行分別測(cè)量。試驗(yàn)機(jī)受壓承壓面以試塊澆筑方向兩個(gè)相對(duì)面為主，按照試塊強(qiáng)度進(jìn)行30到80KN預(yù)壓。完成測(cè)試回彈值工作后，應(yīng)先將荷載卸除，隨后采用一對(duì)光滑相對(duì)側(cè)面對(duì)試塊三個(gè)聲速值進(jìn)行測(cè)量，試塊聲速測(cè)試值以聲速平均值為準(zhǔn)。

三、綜合測(cè)強(qiáng)曲線的建立及誤差分析

1、建立綜合測(cè)強(qiáng)曲線

在取得的試驗(yàn)數(shù)據(jù)和計(jì)算分析軟件的基礎(chǔ)上，通過多種回歸模型分析兩批試驗(yàn)數(shù)據(jù)，利用對(duì)比分析法，最后高強(qiáng)混凝土強(qiáng)度測(cè)試選取較高相關(guān)系數(shù)的幕函數(shù)回歸模型。選取普通回彈儀綜合測(cè)強(qiáng)曲線的模型公式如下，0.76為其相關(guān)系數(shù)。

其中，第i個(gè)測(cè)區(qū)混凝土抗壓強(qiáng)度換算值可由fcCN，i表示；

第i個(gè)測(cè)區(qū)混凝土聲速平均值可由Vi表示；

第i個(gè)測(cè)區(qū)平均回彈值可由Rm，i表示。

選取高強(qiáng)回彈儀綜合測(cè)強(qiáng)曲線的模型公式如下，0.85為其相關(guān)系數(shù)。

2、兩種測(cè)強(qiáng)曲線的計(jì)算誤差分析

為驗(yàn)證測(cè)強(qiáng)曲線的精確度，可通過對(duì)比分析，對(duì)平均相對(duì)誤差、平均相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)差進(jìn)行探討。誤差如表1所示。

表1 普通回彈儀和高強(qiáng)回彈儀測(cè)強(qiáng)曲線的計(jì)算誤差(%)

通過試驗(yàn)分析得出，與實(shí)測(cè)強(qiáng)度誤差百分比相比，普通回彈儀測(cè)強(qiáng)曲線計(jì)算強(qiáng)度集中于-20%到+20%之間。在不斷提升實(shí)測(cè)強(qiáng)度的同時(shí)，誤差將逐步從+誤差轉(zhuǎn)變?yōu)?誤差，且屬于分散式誤差分布。高強(qiáng)回彈儀測(cè)強(qiáng)曲線實(shí)測(cè)強(qiáng)度誤差集中區(qū)間為-15%到+15%之間。由此可見，檢測(cè)精度方面高強(qiáng)回彈儀效率更好。

3、檢測(cè)驗(yàn)證

在實(shí)驗(yàn)室、商品混凝土攪拌站進(jìn)行不同強(qiáng)度等級(jí)高強(qiáng)混凝土構(gòu)件的制作，共24個(gè)，構(gòu)件尺寸為1200mmX600mmX300mm，完成制作構(gòu)件工作后，可統(tǒng)一在試驗(yàn)室進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，滿足預(yù)定實(shí)測(cè)齡期后進(jìn)行測(cè)試。要求選取構(gòu)件2個(gè)側(cè)面，分別選取普通與高強(qiáng)回彈儀進(jìn)行測(cè)試，測(cè)試內(nèi)容包含回彈測(cè)試、超聲聲速測(cè)試。構(gòu)件相應(yīng)無損檢測(cè)部位的實(shí)測(cè)強(qiáng)度可通過測(cè)試芯塊抗壓強(qiáng)度獲取，一般檢測(cè)位置以各個(gè)構(gòu)件上中下3處為主。最后通過檢測(cè)數(shù)據(jù)驗(yàn)證兩種回彈儀測(cè)強(qiáng)曲線，結(jié)果為普通回彈儀曲線平均相對(duì)誤差范圍為-14.2%～+14.2%，平均相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)差為16.1%；高強(qiáng)回彈曲線平均相對(duì)誤差為-10.3%～+10.3%，平均相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)差為12.7%。由此可見，檢測(cè)誤差較小的儀器為高強(qiáng)回彈儀，在高強(qiáng)混凝土綜合法測(cè)強(qiáng)中，高強(qiáng)回彈儀更具優(yōu)勢(shì)。

四、結(jié)束語

綜上所述，作為目前工程建設(shè)主要材料，混凝土質(zhì)量的優(yōu)劣直接影響到工程結(jié)構(gòu)的安全性。傳統(tǒng)混凝土質(zhì)量檢驗(yàn)方式，都以規(guī)定取樣制作的立方體試件作為前提，因施工質(zhì)量監(jiān)管不到位，將加大試件試驗(yàn)測(cè)試性能指標(biāo)和結(jié)構(gòu)物實(shí)際混凝土性質(zhì)誤差，進(jìn)而引發(fā)大量安全事故。為此，必須科學(xué)檢測(cè)、控制結(jié)構(gòu)混凝土的施工質(zhì)量，這也是全面提升工程質(zhì)量的主要方式。本文選取超聲回彈綜合法對(duì)混凝土強(qiáng)度進(jìn)行檢測(cè)，作為一種混凝土無損檢測(cè)方法，其可準(zhǔn)確測(cè)試試件回彈值與聲時(shí)值，與其他單一的參數(shù)法相比，此方式可有效補(bǔ)償其存在的不足，操作便捷，并具有較高測(cè)試精度，目前在混凝土強(qiáng)度檢測(cè)試驗(yàn)中得到了廣泛應(yīng)用及推廣。