建立回弹法检测农田水利混凝土强度专用测强曲线的实践分析

岳亮亮 安徽省建筑工程质量监督检测站

1 前言

近年来，国家对农田水利建设日益重视。作为农田水利建设的重点投入领域，农业基础设施其建设得到了全面的推进。为了保证工程项目的质量，减少安全隐患，必须要选择科学合理的检测技术。回弹法作为一种常用的检测混凝土抗压强度的无损检测方法已广泛应用在农田水利工程的检测中，取得了良好的成效，但是由于农田水利施工特点、混凝土配合比控制情况等往往与JGJ/T 23—2011《回弹法检测混凝土抗压强度技术规程》适用条件有所出入再加上工作人员的操作不规范，导致检测结果的精确度不高。因此，为了充分发挥回弹法在农田水利工程混凝土强度检测中的作用，提高其检测精度，必须要加强对该技术的研究工作，以期建立符合地方施工条件的专用测强曲线。

2 试验方案分析

试验的目的是利用回弹法检测混凝土的抗压强度，结合室内试块的抗压强度结果，以期建立农田水利工程专用测强曲线。试验中根据地方农田水利具体施工条件及技术，利用具有代表性的材料以及成型工艺，然后制成强度不同的混凝土试件，在开展回弹试验以及抗压试验的基础上，逐步构建出适合当地农田水利施工情况的专用测强曲线。为了确保混凝土试块可以代表该地区的水利工程，应对当地农田水利工程的一些具有代表性的施工项目进行试验，在具体的试验过程中，选择了该地区工程中常用的水泥、砂石以及掺合料等。

3 制样分析

3.1 混凝土试块的尺寸分析

混凝土试块的尺寸规格利用的是150mm×150mm×150mm的立方混凝土试块，由于混凝土的表面积较大。因此，在试块成型时，必须要控制好变形，避免在试验过程中由于压力导致数据离散增加[1]。另外，在制作混凝土试块的过程中，需要令其处于检测期限内，并且还需要遵守相关的管理规定。在对混凝土试块强度进行等级分析时，根据当地水利设施混凝土强度设计调查情况，通常控制其强度范围为C15～C50。

3.2 混凝土原材料的配比分析

按照回弹法检测混凝土的抗压强度的相关管理规定，其中对不同地区的测强曲线具有明确的要求，为了保证曲线的精确性，工作人员就需要根据当地混凝土结构或者是工程的具体情况，选择最佳的混凝土配比，如表1所示，必须要保持该工程使用的原材料以及配合比一致，将初始的坍落度控制在120mm～220mm之间。另外，混凝土中的拌合物中的含气量也应低于5%。本试验中选用混凝土试块的龄期是14d、28d、60d、180d以及365d。

表1 配合比实验方案分析

3.3 混凝土试块成型以及养护方式分析

在利用回弹法检测农田水利工程的混凝土强度时，应令成型工艺以及养护条件与工程现场的混凝土施工以及养护条件保持一致，并尽可能在同一天内浇筑完成，采用自然养护方式，然后对各个混凝土试块进行单独编号，编号完成后，将其放入养护室，各个侧面均必须要暴露在空气中，经过14天的养护工作后再利用回弹法进行测试，工作人员需要采用合理的措施，防止混凝土试块被暴晒和雨淋。

4 利用回弹法检测农田水利工程混凝土强度的数据分析

4.1 回弹法测试混凝土强度的原理分析

现阶段混凝土强度检测的基本方式为回弹法、钻芯法以及超声法。钻芯法为直接检测方法，检测结果较为准确，但是由于会对混凝土结构产生破坏，因此，此种方法不适合大范围开展，往往结合回弹法及超声法综合使用。而回弹法以及超声法属于无损检测，检测仪器携带方便，流程也较为简单。因此，当前回弹法以及超声法被广泛应用在混凝土强度的检测工作中，在农田水利工程中利用率较高。回弹法通常是利用回弹仪弹击混凝土表面得到回弹值，利用酒精酚酞测试混凝土碳化值，最后结合回弹测强曲线得到混凝土抗压强度的换算值。但由于影响回弹法的因素较多，因此，为了保证结果的准确性，往往使用钻芯法进行修正。

表2 部分标准测强曲线

4.2 回弹值的测定分析

首先，在测定回弹值时，本试验所采用的是北京海创高科科技有限公司生产的中型回弹仪，该仪器的冲击能量约为2.207J。新回弹仪使用前应进行检定。回弹仪在检测前后，应在钢砧上进行率定试验。具体的实践过程如下：率定试验采用的钢砧必须要稳固地平放在刚度大的物体上，然后再记录三次稳定的回弹值，最后进行平均值的运算，确保回弹仪的率定值控制在80±2以内[2]。另外，在使用回弹仪进行测量的过程中，应尽量令其表面保持干燥，这是由于混凝土表面的潮湿状态，对于回弹值的影响较大。因此，必须要在干燥的状态下，对工程的混凝土试块展开回弹检测。

其次，回弹值的采集过程中回弹测区宜选在能使回弹仪处于水平方向的混凝土浇筑侧面，测区宜布置在构件的两个可对称的可侧面上[3]，同时尽可能令测区表面保持清洁、平整，减少混凝土表面灰尘对强度测试的影响。在具体的测定过程中，必须要对混凝土试块予以预压力控制。通常来说，预加压力应该控制在60kN到80kN。具体的测量环节如下：先用中型回弹仪对混凝土试块中两个成型较好的侧面展开测量，在每个侧面上分别测量8个测点，即共需测量16个测点，在测量的过程中，尽可能不要选取骨料外露或者是气泡较多的位置。

最后，回弹值的计算分析。在这一环节中，由于共得出16个测点的回弹值，为了确保计算结果的精确性，应先去除其中3个最大值以及3个最小值，然后对剩余的数值展开运算，可以利用以下公式进行运算，即，其中Qm表示该测区的平均回弹值，Qi表示第i个点的回弹值。

4.3 农田水利构件混凝土强度的测试分析

在测试农田水利构件混凝土强度时，通常使用是液压式的试验机，除了需要遵守相关的测量标准外，还需要尽可能使被测试件承载能力介于测力系统全程量的20%与80%之间。回弹测试结束后就可以进行试件抗压强度的测试，可以利用以下公式展开计算，即Fcu=F/A，其中Fcu为混凝土试块的抗压强度，而F为破坏荷载，A表示该混凝土试块的承压面积[4]。

除此之外，在对农田水利构件混凝土强度测试后，就可以利用酚酞指示剂对其进行碳化深度测试，当已碳化与未碳化之间的界线较为明确时，就可以碳化深度测试仪或游标卡尺测定界线处和混凝土表面之间的数值距离，务必保证读数精确度在0.25，当碳化深度大于6mm时，可以将其记录为6mm。

4.4 试验测量数据的处理分析与专用测强曲线的建立

回弹值与混凝土试件抗压强度值并不是一一对应的线性关系，但两者之间存在着正相关。混凝土试件抗压强度值高的试件往往回弹值也较高。在分析回弹区间以及强度区间时，经过大量的计算分析与比较后后发现当混凝土试块的强度在20MPa至25MPa，对应的回弹值区间为25至35，试块的强度值在45MPa至50MP时，与该区间相对应的回弹值区间在40至49。通过回弹值、碳化深度值与试件强度值之间的统计关系，可以制定适用于当地农田水利工程的测强曲线。测强曲线的回归方程式应按每一试件测得的Rm、dm和ƒcu，采用最小二乘法原理计算，测强曲线往往以幂函数曲线方程，其表达形式多为：f ccu=aRbm⋅10cdm，如表2 所示[3]、[5]、[6]。专用测强曲线平均相对误差δ不应大于±12.0%，相对标准差er不应大于14.0%。

从数理统计知识来分析，在对其进行样本数据的统计过程中发现，由于观测、记录以及计算结果对于统计值存在较大的影响，而且一旦试验环境以及试验方法发生改变，也经常会发生统计值偏离的问题，其也被称之为离群值。总之，在对农田水利构件混凝土强度进行试验的过程中，必须要对同一批混凝土试块的回弹值以及抗压强度展开分析，最后根据相关的规范，对该离群值进行判断。

5 结束语

由于农田水利混凝土往往与普通建筑混凝土配合比、施工养护等条件不同，采用JGJ/T 23—2011《回弹法检测混凝土抗压强度技术规程》作为检测农田水利工程混凝土强度的依据往往会与钻芯法检测结果有较大出入。为充分发挥回弹法的作用，将其应用在测试农田水利混凝土构件的检测中，有必要建立适合当地情况的专用测强曲线，并应规范操作，尽可能减少误差，以求减少误判或错判。总之，将回弹法应用在农田水利构件的混凝土强度检测中，有助于提升检测效率和质量，确保工程的质量。