回彈—鉆芯修正法檢測混凝土抗壓強度的思考

王 義

(安徽省水利科學研究院合肥分院，安徽 合肥 230088)

在新建混凝土工程質量驗收和既有建(構)筑物性能評定的過程中，經常要對現有結構中的構件現齡期混凝土抗壓強度進行現場檢測。檢測混凝土抗壓強度的方法有很多，回彈法、超聲回彈綜合法、后裝拔出法、鉆芯法等。在建筑物現場的檢測工作中，回彈法和鉆芯法[1-3]是使用頻率最高的檢測方法。回彈法檢測的國家行業標準是JGJ/T 23—2011回彈法檢測混凝土抗壓強度技術規程、安徽省住房與城鄉建設廳2015年頒布了地方標準DB 34/T 5012—2015回彈法檢測泵送混凝土抗壓強度技術規程，鉆芯法檢測的國家行業標準是JGJ/T 384—2016鉆芯法檢測混凝土強度技術規程。回彈法與鉆芯法檢測各有其優缺點:回彈法檢測是一種非破損的檢測方法，現場操作方便，測試速度快，適合整棟樓或大樣本量的檢測，但檢測誤差較大，而且不適合內部質量與表面質量有明顯差異的構件檢測，也不適合內部存在缺陷的混凝土構件的檢測；鉆芯法檢測是一種局部破損的檢測方法，相對來說，檢測準確度較高，能夠真實的體現出混凝土構件的內部質量，但如果需要檢測的量太大，這種檢測方法會對結構構件造成一定的影響。大量實踐表明，先在結構構件上進行回彈，然后在回彈法進行大樣本量檢測的基礎上，用小樣本量的鉆芯結果進行修正，這樣可以提高現場檢測的效率及可靠性。

國內外研究的結果表明，混凝土碳化后抗壓強度提高，延性降低，具有明顯的脆性，對抗震不利；而且混凝土碳化會使構件表面硬度和強度都有較大的提高，回彈法檢測混凝土強度反映的是表面混凝土抗壓強度，未能反映出構件內部混凝土的真實狀況[4]。

1 工程實例

對合肥市四個建筑工地的現澆框架柱混凝土強度進行回彈測試[5]，并采用鉆芯修正[6]，設計強度等級均為C35，結果如表1所示。

表1 檢測批劃分及回彈鉆芯構件數量

2 回彈—鉆芯修正法

利用回彈法結合鉆芯修正檢測構件的混凝土強度。在被測構件表面布置10個回彈測區，用砂輪磨平并清潔后進行回彈測試，并在測區內鑿開一小孔，用酒精酚酞溶液噴灑于孔內，然后用碳化深度儀量測碳化深度值。根據DB 34/T 5012—2015計算構件各測區的混凝土強度換算值，并計算各構件混凝土強度平均值和標準差以及推定強度。根據JGJ/T 384—2016，在被測構件上抽取6個構件鉆取芯樣，對回彈推定值進行修正。根據JGJ/T 384—2016及GB/T 50344—2004，對混凝土間接測強方法進行鉆芯修正時，宜采用修正量方法。總體修正量的方法不適用時，也可采用對應樣本修正量的方法對混凝土強度進行修正。根據抽樣檢測理論，隨機抽樣本的結果尚不能推出被推定參數的準確數值，只能推出被推定參數的估計值，即推定結果應是一個推定區間。根據GB/T 50344—2004的規定：“當采用總體修正量方法時，總體修正量方法中的芯樣試件換算抗壓強度均值，應按相關標準規定確定推定區間，推定區間的置信度宜為0.90，錯判概率和漏判概率均為0.05。推定區間上限值與下限值的差值，不宜大于材料相鄰強度等級的差值和推定區間上限值與下限值算術平均值的10%兩者中的較大值，宜以推定區間的上限值作為混凝土抗壓強度推定值”[7,8]。

根據檢測結果，A工程一層柱6個芯樣試件的抗壓強度均值fcor，m=38.6 MPa，標準差s=2.70 MPa，根據GB/T 50344—2004中推定區間上限值與下限值系數表，樣本容量為6時，推定系數k=0.822 64，已知該工程一層柱12個構件的回彈抗壓強度平均值是31.4 MPa，總體修正量Δtot=38.6-31.4=7.2 MPa，所以每個一層柱構件修正后的混凝土抗壓強度應為修正前的抗壓強度加上修正量7.2 MPa。對于一層柱12個構件，其修正后平均值為38.6 MPa，標準差s=2.50 MPa。根據GB/T 50344—2004中推定區間上限值與下限值系數表，k1=1.062 47，k2=2.736 34，根據3.3.20條，則計量抽樣檢測批具有95%保證率的標準值推定區間的上限值Xk，1=38.6-1.062 47×2.5= 35.9 MPa，下限值Xk，2=38.6-2.736 34×2.5=31.8 MPa，即該檢測批構件具有95%保證率的強度標準值推定區間在31.8 MPa～35.9 MPa之間。上限值與下限值的差值為4.1 MPa，小于5 MPa。根據GB/T 50344—2004中第3.3.21條計量抽樣批的判定，當設計要求相應數值不大于推定上限值時，可判定為符合設計要求，當設計要求相應數值大于推定上限值時，可判定為低于設計要求。該工程混凝土強度設計要求C35小于推定區間的上限值35.9 MPa，因此該檢測批混凝土抗壓強度可判定為符合設計要求。同理可修正B,C,D工程檢測批構件，詳見表2。

表2 檢測批構件修正前后的強度值

3 結語

1)就本地區而言，回彈平均值相當的幾批混凝土構件，一般情況下，就現齡期混凝土強度來說，碳化深度大的檢測批構件比碳化深度小的檢測批構件芯樣抗壓強度值高。本文只是對4個工程混凝土檢測批的回彈值、碳化深度以及芯樣抗壓強度進行比較，可以針對更多的工程進行對比分析，更好的研究它們之間的關系。

2)本文中是采用GB/T 50344—2004標準中總體修正量法對檢測批混凝土構件的修正和推定，也可采用GB/T 50344—2004標準中的其他方法及JGJ/T 23—2011規程中對批量檢測的評定方法，檢測前應確定好執行何種規范。在鉆芯修正時，宜優先采用總體修正量法。

3)本文未考慮芯樣的鉆取、加工以及實驗過程的誤差。