回弹—钻芯修正法检测混凝土抗压强度的思考

王 义

(安徽省水利科学研究院合肥分院，安徽 合肥 230088)

在新建混凝土工程质量验收和既有建(构)筑物性能评定的过程中，经常要对现有结构中的构件现龄期混凝土抗压强度进行现场检测。检测混凝土抗压强度的方法有很多，回弹法、超声回弹综合法、后装拔出法、钻芯法等。在建筑物现场的检测工作中，回弹法和钻芯法[1-3]是使用频率最高的检测方法。回弹法检测的国家行业标准是JGJ/T 23—2011回弹法检测混凝土抗压强度技术规程、安徽省住房与城乡建设厅2015年颁布了地方标准DB 34/T 5012—2015回弹法检测泵送混凝土抗压强度技术规程，钻芯法检测的国家行业标准是JGJ/T 384—2016钻芯法检测混凝土强度技术规程。回弹法与钻芯法检测各有其优缺点:回弹法检测是一种非破损的检测方法，现场操作方便，测试速度快，适合整栋楼或大样本量的检测，但检测误差较大，而且不适合内部质量与表面质量有明显差异的构件检测，也不适合内部存在缺陷的混凝土构件的检测；钻芯法检测是一种局部破损的检测方法，相对来说，检测准确度较高，能够真实的体现出混凝土构件的内部质量，但如果需要检测的量太大，这种检测方法会对结构构件造成一定的影响。大量实践表明，先在结构构件上进行回弹，然后在回弹法进行大样本量检测的基础上，用小样本量的钻芯结果进行修正，这样可以提高现场检测的效率及可靠性。

国内外研究的结果表明，混凝土碳化后抗压强度提高，延性降低，具有明显的脆性，对抗震不利；而且混凝土碳化会使构件表面硬度和强度都有较大的提高，回弹法检测混凝土强度反映的是表面混凝土抗压强度，未能反映出构件内部混凝土的真实状况[4]。

1 工程实例

对合肥市四个建筑工地的现浇框架柱混凝土强度进行回弹测试[5]，并采用钻芯修正[6]，设计强度等级均为C35，结果如表1所示。

表1 检测批划分及回弹钻芯构件数量

2 回弹—钻芯修正法

利用回弹法结合钻芯修正检测构件的混凝土强度。在被测构件表面布置10个回弹测区，用砂轮磨平并清洁后进行回弹测试，并在测区内凿开一小孔，用酒精酚酞溶液喷洒于孔内，然后用碳化深度仪量测碳化深度值。根据DB 34/T 5012—2015计算构件各测区的混凝土强度换算值，并计算各构件混凝土强度平均值和标准差以及推定强度。根据JGJ/T 384—2016，在被测构件上抽取6个构件钻取芯样，对回弹推定值进行修正。根据JGJ/T 384—2016及GB/T 50344—2004，对混凝土间接测强方法进行钻芯修正时，宜采用修正量方法。总体修正量的方法不适用时，也可采用对应样本修正量的方法对混凝土强度进行修正。根据抽样检测理论，随机抽样本的结果尚不能推出被推定参数的准确数值，只能推出被推定参数的估计值，即推定结果应是一个推定区间。根据GB/T 50344—2004的规定：“当采用总体修正量方法时，总体修正量方法中的芯样试件换算抗压强度均值，应按相关标准规定确定推定区间，推定区间的置信度宜为0.90，错判概率和漏判概率均为0.05。推定区间上限值与下限值的差值，不宜大于材料相邻强度等级的差值和推定区间上限值与下限值算术平均值的10%两者中的较大值，宜以推定区间的上限值作为混凝土抗压强度推定值”[7,8]。

根据检测结果，A工程一层柱6个芯样试件的抗压强度均值fcor，m=38.6 MPa，标准差s=2.70 MPa，根据GB/T 50344—2004中推定区间上限值与下限值系数表，样本容量为6时，推定系数k=0.822 64，已知该工程一层柱12个构件的回弹抗压强度平均值是31.4 MPa，总体修正量Δtot=38.6-31.4=7.2 MPa，所以每个一层柱构件修正后的混凝土抗压强度应为修正前的抗压强度加上修正量7.2 MPa。对于一层柱12个构件，其修正后平均值为38.6 MPa，标准差s=2.50 MPa。根据GB/T 50344—2004中推定区间上限值与下限值系数表，k1=1.062 47，k2=2.736 34，根据3.3.20条，则计量抽样检测批具有95%保证率的标准值推定区间的上限值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，即该检测批构件具有95%保证率的强度标准值推定区间在31.8 MPa～35.9 MPa之间。上限值与下限值的差值为4.1 MPa，小于5 MPa。根据GB/T 50344—2004中第3.3.21条计量抽样批的判定，当设计要求相应数值不大于推定上限值时，可判定为符合设计要求，当设计要求相应数值大于推定上限值时，可判定为低于设计要求。该工程混凝土强度设计要求C35小于推定区间的上限值35.9 MPa，因此该检测批混凝土抗压强度可判定为符合设计要求。同理可修正B,C,D工程检测批构件，详见表2。

表2 检测批构件修正前后的强度值

3 结语

1)就本地区而言，回弹平均值相当的几批混凝土构件，一般情况下，就现龄期混凝土强度来说，碳化深度大的检测批构件比碳化深度小的检测批构件芯样抗压强度值高。本文只是对4个工程混凝土检测批的回弹值、碳化深度以及芯样抗压强度进行比较，可以针对更多的工程进行对比分析，更好的研究它们之间的关系。

2)本文中是采用GB/T 50344—2004标准中总体修正量法对检测批混凝土构件的修正和推定，也可采用GB/T 50344—2004标准中的其他方法及JGJ/T 23—2011规程中对批量检测的评定方法，检测前应确定好执行何种规范。在钻芯修正时，宜优先采用总体修正量法。

3)本文未考虑芯样的钻取、加工以及实验过程的误差。