Silver Schmidt回弹仪推定普通混凝土空心砌块抗压强度的研究

罗 虎

（益阳市住房保障服务中心，湖南 益阳 413002）

1 试验准备

1.1 测试设备

Silver Schmidt混凝土回弹仪是由瑞士Proceq公司生产的，第一个集成式数显混凝土回弹仪，允许通过软件由USB上传所有数据。其克服了传统回弹仪的一些缺点，回弹值不受内部摩擦的影响，无须考虑冲击角度对回弹值的影响，且仪器密封紧，不会降低测试结果准确性。同时，仪器小巧、轻便，结合力学测试，可将回弹数值换算成强度。压力测试机采用YE 200A，由红山机厂制造。Silver Schmidt回弹仪部分技术参数如表1所示，设备如图1所示。压力试验机如图2所示。

表1 Silver Schmidt回弹仪部分技术参数信息

图1 Silver Schmidt回弹仪

图2 压力试验机

1.2 试块制作

根据《混凝土小型空心砌块试验方法》（GB/T 4111—1997）规定，按照要求采用座浆法，将砌块制作成试件。该次试验共制作空心砌块抗压强度试件91块，如图3所示。

图3 砌块抗压强度试件

2 试验测试

2.1 回弹

砌块的抗压强度试验件制作完成并按要求在室内养护后，在执行抗压强度测试时，将测试件放在测试机的压力板上，置于压力板的中心，以使测试机的压力板的压力中心与测试块的轴线重合；使试件处于40～90kN的压力下，避免发生冲击或振动，用Silver Schmidt回弹仪在砌块2个相对长侧面上均匀布置8个测点，进行弹击，记录每个测点的值；在砌块回弹的16个值中，除去3个最大值和3个最小值，求剩下10个回弹数值的平均值，精确到0.1，即得到该砌块的回弹平均值。注意点与砌块边缘、点与点之间的距离应符合要求，在外露石子上不得弹击，如图4所示。

图4 Silver Schmidt回弹测试

2.2 抗压强度测试

在测试砌块的抗压强度之前，应先测量每个试块的宽度和长度，并精确至lmm，如图5所示。将试块以10～30kN/s的速度加载放置在试验机压板上，直至其开裂和破坏，如图6所示。记录最大破坏载荷值，每个试样的抗压强度是破坏荷载除以受压面的面积，精度为0.1MPa。

图5 砌块尺寸测量

图6 砌块抗压试件被压坏

3 回归分析

在测试中总共获得了91组回弹数值-抗压强度数据。使用Origin数据处理软件将数据绘制成散点图，并根据不同函数形式对原始测试数据分组前、后进行回归分析。

3.1 原始试验数据分析

根据所取得的91组数据，采用Origin软件分析（该次试验不考虑砌块混凝土碳化深度影响），得到以幂函数、指数函数等表达的回归公式，并计算各回归公式的相关参数，计算结果如表2所示。

表2 91组原始数据回弹值-抗压强度数据的拟合结果

为了确保实验的准确性，已严格选择了该测试中使用的砌块，并且在测试过程中尽可能保证了测试件的完整性，但抗压强度试验中加荷速度不好控制等不利因素，仍然会对试验结果产生一定影响。根据原始数据，对于基本相同回弹值的试块（2～6个块），它们中测得的抗压强度值之间的差异可以达到12.3MPa。从表2可以看出，原始数据的相关系数r仅为0.5左右，表明4个回归方程的拟合优度较差，且拟合不可靠。

3.2 分组后数据分析

对于实验中某些指标的测量，可以重复测量，找到多个测量数据的平均值。由于平均值与测量的实际值之间差的方差最小，在某些条件下，测试数据的平均值可以全面反映测试值的一般水平。因此，该平均值用作真值的近似值。

为了从实际原始数据中获得更准确的相关性，根据等距分组（回弹值之差不大于0.5），对原始实验数据按从最小值到最大值进行排序，即取相近的1～14块为一组，分别计算回弹值和抗压强度的平均值作为每组中的代表值（共获得23组代表值）。将数据分组后，每组中计算的回弹平均值和抗压强度平均值的规律性将更易于显示，获得每组回弹平均值和抗压强度平均值的相关系数r增加，并且系数接近0.9，如表3所示。表明4个回归方程具有很好的拟合度，其中线性和抛物线拟合曲线的相关性较好。

表3 23组分组数据回弹值-抗压强度数据的拟合结果

4 结束语

通过文章研究，得到以下结论：（1）在分组数据之前，先拟合原始数据，4个方程的相关系数r都很低，拟合度很差，且拟合度不可信。（2）将原始数据分组后，对平均值进行数据拟合，4个回归方程的相关系数r接近0.9，远大于分组前的相关系数，表明4个回归方程具有较好的拟合效果。由此可知，将回弹法应用到空心砌块中，可为相关标准等编制提供参考。