回弹法检测混凝土强度专用测强曲线的建立与应用

刘长海

[摘要]混凝土设计强度通常达到C60或C50，而回弹法检测各级混凝土抗压值间存在误差。本文通过计算机对多种数学模型进行拟合回归，检验和比较了多种回归方程的相对标准差和平均相对误差，建立了某高层建筑混凝土测强专用曲线，进而获得快速测强曲线的简便方法。

[关键词]混凝土；回弹法；专用测强曲线；建立

文章编号：2095-4085（2016）09-0107-02

在高层建筑和公路桥梁建设中，混凝土结构强度无损检测已非常普遍。常用的检测方法有超声脉冲法、回弹法及回弹-超声综合应用法等，其中应用最为广泛的是回弹法，这是因为回弹法不仅操作方便、灵活，而且设备简单[1]。混凝土抗压强度回弹法检测技术规程（JGJ/T23-2001）尽管对全国通用的混凝土强度回弹法检测的测强曲线进行了明确规定，并且也因此获得了混凝土强度值的测定换算表，但由于混凝土组成物质不同、养护条件及施工工艺等存在差异，通过回弹值换算所获得的强度关系差异性较大，精确度较小[2]。因此，建立精确度高和针对性强的专用测强曲线显得非常必要，尤其是工程的检测，更为明显。可见，建立专用混凝土测强曲线能够更好地维护鉴定处理工程。本文以某高层建筑工程为例，对回弹测强曲线的使用情况进行验证分析，以建立专用测强曲线并实现其精确性。

1某高层建筑工程的基本概况

为某高层建筑工程混凝土建立专用测强曲线，首先应按照此高层建筑实际施工用料情况，从施工现场选取该高层建筑工程所需要的混凝土材料，制作30个尺寸为100mm×100mm×100mm的立方体试件，在该高层建筑施工现场，随施工混凝土一起进行自然养护。

1.1获取数据

以工程混凝土抗压强度的技术规程进行检测，将达到龄期的试件按照混凝土抗压强度回弹法检测技术规程进行试验，在压力机承板间放入贴试模的相对侧面，约加压50kN，并确保弹回仪水平，测试试件相对的两个侧面回弹值。测试前对两个侧面进行抹平，每个侧面选8个分布均匀的测点，分别在每个待测试件立方体上均匀选取16个测试点，回弹值以ZC3-A型回弹仪进行检测，在每个检测区对3个最小值和3个最大值进行剔除，取剩余10个回弹值的平均值，然后得出平均回弹值，即该试件回弹值的平均数Rm；而后以其为标准分别对30个构件的抗压强度进行测试，对压力试验及以上试件的破坏极限荷载进行测定，即得其抗压强度，具体数据见下表1。

1.2建立专用测强曲线

专用测强曲线的建立首先应考虑碳化深度。在碳化影响消除方面，国内外使用方法各异，国外一般禁止测试较长龄期混凝土或磨去碳化层。因本试验中龄期短，可利用测定试件碳化深度获取其平均碳化深度，通常为≯0.5mm，对拟合结果影响很小，所以在回归方程式的建立中不考虑碳化深度，也可以按照需要检测长龄期混凝土来修正碳化深度。其次应建立回归方程式。根据混凝土回弹法检测抗压强度规程[3]中所荐可选定回归方程式fccu=ARmB①。回归方程式强度相对标准差及相对误差均符合相关规程要求，为确保回归精确度，应经指数、抛物线及一元线性等函数来试算，并同规程所荐幂函数比较为fccu=BRm+A②；fccu=BRm+ARm2+C③；fccu=ABRm④。利用标注差及相对平均误差对曲线精确度进行检验，公式为[3]δ=1n∑1nfcuifccui-1×100⑤；er=1n∑ni=1fcuifccui-12×100⑥；回归方程式平均强度相对误差以δ表示，相对标准差以er表示，第i个试件所得抗压强度值以fcui表示，平均回弹值以fccui表示，试件数以n表示。而后应用二乘法原理对每个试件所得的fcu数据、Rm进行回归计算，并用EXCEL软件来计算回归分析数据，数据处理结果分别为，幂函数fccu=0.0989 Rm1.726，相对平均误差6.66%，相对标准差8.59%；抛物线函数fccu=-0.3915 Rm2-612.47+32.209 Rm，相对平均误差6.68%，标准差为8.64%；一元线性函数fccu=2.362 Rm-37.675，相对平均误差6.55%，标准差8.57%；指数函数fccu=6.499×1.0559Rm，相对平均误差6.88%，相对标准差8.67%；通用曲线fccu=0.027 Rm20106，相对平均误差27.97%，相对标准差29.33%；该高架桥的允许误差≤12.0%，允许标准差为≤14.0%。

通过比较上述各函数值可以发现，各函数性能均良好，回归方程平均强度相对标准差及相对误差均符合相关规程，误差间的差异较小，均可以为此高层建筑工程的专用测强曲线，但通用曲线强度相对标准差及相对平均误差均明显超出规程范围，不可应用于此高层建筑工程，依据相关规程可以将幂函数回归方程作为此高层建筑工程回弹法检测混凝土抗压强度曲线。建立回弹曲线后再将送检混凝土试块进行验证，验证结果显示，此强度曲线具有较高的精确度，回归强度平均值相对误差仅有6.37%，符合相关规程的≤12%，因此此曲线可以作为维护鉴定处理该高架桥工程的方法。

3结语

综上所述，本文利用试验及数据处理，对混凝土强度回弹法检测的专用测强曲线进行监理，并获得回归方程式，证实该曲线能够检测此工程中C50混凝土质量，但幂函数的精确度并不是一向都很高，需要应用多个方程式进行分析比较，选取其精确度最高的回归结果作为标准，只有如此才能确保回弹法的高精确性。同时，混凝土质量相关规程中明确的通用曲线存在较大误差，仅能对混凝土质量进行定性判断，需要建立专用的测强曲线进行定量分析，以确保其精确度的有效提高。

参考文献：

[1]颜丙山，林文修，李建茹.重庆地区回弹法检测高强混凝土抗压强度试验研究[J].重庆建筑，2016，（2）：27-29.

[2]陈飞飞.回弹法检测泵送混凝土专用测强曲线研究[J].中国西部科技，2011，（29）：3-4.

[3]王文明.新修订的《回弹法检测混凝土抗压强度技术规程》（JGJ/T23-2011）的特点分析及问题商榷[J].混凝土世界，2012，（1）：101-104.