回彈法檢測泵送混凝土專用測強曲線研究

張 毅

中鐵十六局集團第三工程有限公司

1 前言

在橋梁結(jié)構施工過程中，回彈法是質(zhì)監(jiān)站、監(jiān)理單位、業(yè)主單位等試驗檢測機構對橋梁結(jié)構實體質(zhì)量檢測最常用的一種無損檢測方法。其操作簡單、靈活、快捷，被檢測部門廣泛采用。但大多數(shù)檢測機構使用的全國統(tǒng)一測強曲線，由于混凝土的配合比、原材料、摻合料、養(yǎng)護環(huán)境條件及施工工藝等因素的不同，其檢測結(jié)果有所差異，精度不高。不能真實反映構件的實際強度。本文針對預制T梁混凝土所在部位施工條件、環(huán)境特點,通過采用與預制T梁混凝土相同的材料、成型工藝制作，并隨T梁同條件下養(yǎng)護的多組混凝土試件進行回彈、立方體抗壓強度試驗檢測，以T梁回彈值和芯樣抗壓強度值為參數(shù)，建立回彈法專用測強曲線應用于工程實踐，并用推定值與本曲線進行驗證，取得了滿意的效果。

2 原材料及配合比

2.1 原材料

C50預制T梁混凝土原材料選用與普通混凝土原材料基本相同，其檢驗項目符合《公路橋涵施工技術規(guī)范》（JTJ/TF 50—2011）要求。本標段預制T梁混凝土，采用寧海強蛟海螺有限公司生產(chǎn)的P.O42.5水泥，張家港S95級礦粉，摻量為20%，武漢蘇博生產(chǎn)的PC100-R外加劑，摻量為1.1%，其減水率為25%，砂為福建閩江砂，細度模數(shù)2.9，表觀密度2600g/cm3,碎石為本標段大灣崗隧道宕渣破碎加工而成的4.75mm～26.5mm連續(xù)級配，壓碎值13.7%，表觀密度2600g/cm3。以上原材料各項指標均符合規(guī)范及施工要求。

2.2 混凝土配合比

本項目廟山弄橋和中管廟大橋均為25m預應力混凝土T梁,高度為1.65m。由于T型梁負彎矩部位鋼筋比較密集間距小、施工時間較長，設計為C50泵送混凝土，設計坍落度為160cm～200cm,混凝土基準配合比見表1。

3 專用測強曲線的建立

3.1 混凝土立方體試件的制作

按照《公路工程水泥及水泥混凝土試驗規(guī)程》（JTG E30—2005）規(guī)范要求，制作標準立方體試件（150mm×150mm×150mm），不同齡期的試件，成型前應測定坍落度，振搗方式宜采用與現(xiàn)場結(jié)構相同方式進行（振動臺、插入式振搗棒），試壓試件成型后標明樣品唯一性編號，在成型24h后，將試件移至與被測結(jié)構物相同條件下養(yǎng)護，試件拆模日期應與T梁的拆模日期相同。

3.2 混凝土立方體試件測試

回彈儀、碳化深度測量儀器統(tǒng)一標定。測量前后均應記錄回彈儀鋼鉆率定值。將已到期的同條件養(yǎng)護試件，先進行回彈測試，再進行抗壓試驗，具體測定方法按《回彈法檢測混凝土抗壓強度技術規(guī)程》（JGJ/T 23—2011）附錄E進行，將試塊放在試驗機上預壓100kN的壓力。在試件保持壓力下，對每個試塊兩個對立側(cè)面進行回彈，一個測試面8個點共獲得16個測定值。回彈測試完成后，按規(guī)范進行數(shù)據(jù)處理，并計算該試件相應齡期的回彈值。回彈值測定后按照《公路工程水泥及水泥混凝土試驗規(guī)程》（JTG E30—2005）技術規(guī)范要求將試塊壓至破壞，記錄并計算其抗壓強度值。在壓破的試塊斷面按規(guī)范進行碳化深度測試，不小于5次，取平均值作為該試塊的碳化值。

3.3 試驗結(jié)果分析

本試驗試件采用與預制T梁混凝土相同的材料、相同的工藝成型，并隨T梁同條件下養(yǎng)護，其齡期分別為7d、14d、28d、60d共40組試件進行回彈、立方體抗壓強度檢測，其回彈值與立方體試件抗壓強度結(jié)果見表2。將全部試驗檢測結(jié)果，按線性回歸方法進行擬合，繪制混凝土抗壓強度與回彈值關系圖，如圖1所示。由圖1可見混凝土試件抗壓強度與回彈值呈曲線關系。

表2 混凝土試件回彈值與抗壓強度

3.4 數(shù)據(jù)回歸分析

按《回彈法檢測混凝土抗壓強度技術規(guī)程》（JGJ/T 23—2011）規(guī)范進行數(shù)據(jù)回歸分析，利用最小二乘法原理對不同齡期的混凝土試件進行抗壓與回彈試驗，并對試驗檢測數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計和回歸分析。由于本工程中試驗齡期較短，通過對混凝土試件碳化深度的測定，發(fā)現(xiàn)試件碳化深度小于0.5mm,對擬合的測強曲線影響較小。因此，不考慮碳化深度的影響情況下建立混凝土回彈法專用測強曲線方程為ccu=0.1918Rm1.4933，其ccu混凝土強度換算值，Rm為平均回彈值。通過計算得出測強曲線相關系數(shù)為0.9759，說明混凝土試件抗壓強度與平均回彈值之間的曲線相關關系高度顯著.同一個混凝土回彈值對應的抗壓強度在一定范圍內(nèi)的波動符合正態(tài)分布.相對標準差為2.3%,平均相對誤差為1.8%.根據(jù)《回彈法檢測混凝土抗壓強度技術規(guī)程》（JGJ/T 23—2011）規(guī)范的規(guī)定,專用測強曲線的相對標準差小于等于14%,平均相對誤差小于等于12%，由本試驗推定的專用測強曲線均滿足規(guī)范規(guī)定的測強曲線的精度要求。

4 專用測強曲線校核

對所建立的專用測強曲線,抽取了6組預制T梁回彈法和鉆芯試件進行校核.回彈強度分別采用建設部標準、浙江省地方標準和本篇中的回彈專用測強曲線方法推定的強度值進行對比，其推定結(jié)果如表3所示。

表3 專用測強曲線驗證

通過對不同測強曲線的比較可以看出，按浙江地區(qū)碎石泵送混凝土測強曲線、建設部規(guī)程《回彈法檢測混凝土抗壓強度技術規(guī)程》（JGJ/T 23—2011）以及本篇推定的專用測強曲線計算修正系數(shù)平均值，結(jié)果發(fā)現(xiàn)按《回彈法檢測混凝土抗壓強度技術規(guī)程》（JGJ/T 23—2011）計算的修正系數(shù)平均值為1.03，按浙江地區(qū)碎石泵送混凝土測強曲線計算的修正系數(shù)平均值為1.04，按本篇推定的測強曲線計算的修正系數(shù)平均值為1.01。結(jié)果表明按照建設部規(guī)范和浙江地區(qū)測強曲線推定出的碎石泵送混凝土強度明顯低于混凝土芯樣強度值。從表3還可以得出按照建設部規(guī)范和浙江地方測強曲線計算得出的平均相對誤差與相對標準差都大于本篇推定的專用測強曲計算的誤差。從而得出結(jié)論本篇的回彈專用測強曲線所得結(jié)果比國標和地方標準更為接近鉆芯試件抗壓強度。

5 結(jié)語

在工程施工中,本文結(jié)合原材料情況、施工工藝、自然氣候等，針對預制梁場C50混凝土建立了專用測強曲線。其建立專用測強曲線的方法是科學的,可靠度能夠滿足要求。經(jīng)現(xiàn)場回彈結(jié)果推定的混凝土強度更接近于實際鉆芯試件抗壓強度。本文所建立的C50預制T梁專用測強曲線，更符合施工現(xiàn)場的實際情況，同時有效地提高回彈法測強精度。因此，建立測強曲線是一種既簡便又精準的混凝土強度推定措施，能夠有效提高試驗精度和工作效率。