武漢地區(qū)預(yù)拌混凝土用回彈法檢測(cè)抗壓強(qiáng)度的探討

楊家華，周結(jié)旺，向禹，張露

（武漢明華商品混凝土有限責(zé)任公司,武漢 430074）

1 概述

武漢地區(qū)的預(yù)拌混凝土行業(yè)發(fā)展迅速，預(yù)拌混凝土的年需求用量已經(jīng)從1998年的100多萬(wàn)立方米發(fā)展到今天近3000萬(wàn)立方米?；炷良夹g(shù)的應(yīng)用也發(fā)生了很大的變化，多摻合料技術(shù)和新型外加劑應(yīng)用技術(shù)在實(shí)際生產(chǎn)中已經(jīng)被廣泛應(yīng)用。由于行業(yè)門檻低，競(jìng)爭(zhēng)異常激烈，政府部門為了加強(qiáng)預(yù)拌混凝土的質(zhì)量管理出臺(tái)了一系列的管理規(guī)定，其中包括在工程驗(yàn)收中對(duì)使用預(yù)拌混凝土的結(jié)構(gòu)物必須進(jìn)行一定比例實(shí)體檢測(cè)的規(guī)定。在武漢地區(qū)，混凝土結(jié)構(gòu)物的強(qiáng)度檢測(cè)絕大部分使用回彈法，執(zhí)行的標(biāo)準(zhǔn)是《回彈法檢測(cè)混凝土抗壓強(qiáng)度技術(shù)規(guī)程》（JGJ/T 23-2001）。

回彈法在混凝土的無(wú)損檢測(cè)中雖然有一定的局限性但是應(yīng)用還是最為廣泛的，這是因?yàn)槠鋬x器簡(jiǎn)單、操作方便、費(fèi)用低廉?；貜椃z測(cè)混凝土抗壓強(qiáng)度的主要原理是用肖氏強(qiáng)度原理測(cè)定材料表面硬度，然后推斷混凝土的強(qiáng)度?；貜椫岛蛷?qiáng)度值的關(guān)系是通過(guò)大量實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，建立統(tǒng)一的回彈曲線。由于測(cè)定曲線的工作量很大，在標(biāo)準(zhǔn)JGJ/T 23的附錄A里附有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)回彈曲線供參考，目前很多地方都是引用該附錄的回彈曲線數(shù)據(jù)。

近年來(lái)，特別是礦渣粉和粉煤灰雙摻技術(shù)在預(yù)拌泵送混凝土中的使用，用回彈法檢測(cè)預(yù)拌泵送混凝土抗壓強(qiáng)度產(chǎn)生了很多爭(zhēng)議。

北京地區(qū)有數(shù)據(jù)表明[1]：某工程結(jié)構(gòu)實(shí)體驗(yàn)收用同條件養(yǎng)護(hù)600℃·d預(yù)拌混凝土強(qiáng)度試塊的強(qiáng)度以及鉆芯強(qiáng)度與混凝土結(jié)構(gòu)實(shí)體現(xiàn)場(chǎng)回彈檢測(cè)強(qiáng)度相比，鉆芯強(qiáng)度較同測(cè)區(qū)回彈強(qiáng)度高14%～48%。推測(cè)回彈強(qiáng)度偏低的主要原因是預(yù)拌混凝土中摻有一定比例的外加劑、摻合料等，建議今后在“統(tǒng)一回彈曲線”中引入不同外加劑、摻合料等修正系數(shù)。廣州地區(qū)有研究表明[2]：采用回彈值計(jì)算推測(cè)強(qiáng)度時(shí)，當(dāng)強(qiáng)度等級(jí)大于C50時(shí)，用JGJ／T23—2001標(biāo)準(zhǔn)回彈計(jì)算強(qiáng)度與實(shí)測(cè)強(qiáng)度偏差較大，對(duì)試驗(yàn)檢測(cè)結(jié)果的評(píng)定應(yīng)慎重考慮，并建議通過(guò)大量的工程試驗(yàn)，分析總結(jié)出當(dāng)?shù)馗鞣N原材料的修正系數(shù)，為回彈法發(fā)揮更大的作用進(jìn)行必要的技術(shù)積累。太原地區(qū)有研究表明[3]：混凝土表面早齡期碳化情況將引起回彈法檢測(cè)結(jié)構(gòu)混凝土強(qiáng)度偏低，從而影響回彈法測(cè)強(qiáng)精度。因此，當(dāng)早齡期碳化深度超過(guò)0.5mm時(shí)，宜采用鉆芯—回彈綜合法來(lái)檢測(cè)結(jié)構(gòu)混凝土的強(qiáng)度。安徽地區(qū)有研究表明[4]：混凝土表面濕度對(duì)回彈值以及混凝土強(qiáng)度產(chǎn)生顯著影響，由于混凝土表面濕度使回彈值減小，使混凝士實(shí)際強(qiáng)度增大，對(duì)碳化深度影響較小，因此，混凝土表面濕度對(duì)回彈法測(cè)強(qiáng)產(chǎn)生顯著的影響，應(yīng)另立測(cè)強(qiáng)曲線。浙江省已經(jīng)在2008年頒布了地方標(biāo)準(zhǔn)《回彈法檢測(cè)泵送混凝土抗壓強(qiáng)度技術(shù)規(guī)程》。

武漢地區(qū)目前沒(méi)有回彈法的地方回彈曲線，引用行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)附錄A里的全國(guó)統(tǒng)一回彈曲線。近年來(lái)，武漢地區(qū)的混凝土結(jié)構(gòu)驗(yàn)收應(yīng)用回彈法引起很多的爭(zhēng)議，本文結(jié)合武漢地區(qū)的試驗(yàn)數(shù)據(jù)和工程實(shí)例對(duì)用回彈法檢測(cè)混凝土抗壓強(qiáng)度的問(wèn)題進(jìn)行探討。

2 試驗(yàn)過(guò)程及結(jié)果分析

2.1 針對(duì)標(biāo)養(yǎng)試塊試驗(yàn)及數(shù)據(jù)分析

（1）試驗(yàn)設(shè)計(jì)

用本公司實(shí)際生產(chǎn)的預(yù)拌混凝土，強(qiáng)度從20MPa到70MPa，制備150mm×l50mm×l50mm的抗壓試塊144塊，經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)后，進(jìn)行回彈試驗(yàn)和抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)。

回彈法測(cè)定試驗(yàn)方法：按照《回彈法檢測(cè)混凝土抗壓強(qiáng)度技術(shù)規(guī)程》（JGJ/T 23-2001）的要求，試驗(yàn)選擇試塊相對(duì)的兩個(gè)側(cè)面(除去成型時(shí)的底面和頂面)作為測(cè)區(qū)面，每個(gè)面選取四個(gè)均勻分布的測(cè)點(diǎn)。并且，需將試塊置于壓力機(jī)的兩承壓板之間，加壓到30～80kN(低強(qiáng)度試塊取低值加壓)，回彈后加壓至破壞。共測(cè)定144組數(shù)據(jù)。

（2）數(shù)據(jù)原始記錄

見(jiàn)表1。

（3）數(shù)據(jù)分析

1）實(shí)測(cè)強(qiáng)度與全國(guó)回彈曲線[5]和浙江回彈曲線[6]比較

分別根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)JGJ/T 23-2001和浙江標(biāo)準(zhǔn)，引用相應(yīng)的回彈曲線，碳化值為0，并加上泵送修正，推斷出來(lái)每個(gè)試塊的強(qiáng)度，并和相應(yīng)的實(shí)測(cè)強(qiáng)度差值比較，如表2。

上述數(shù)據(jù)看出：數(shù)值離散性較大， 表明回彈值不適合用根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)JGJ/T 23或浙江標(biāo)準(zhǔn)來(lái)推斷。

2）回彈值和實(shí)測(cè)強(qiáng)度的相關(guān)系數(shù)和散點(diǎn)圖

用spss軟件處理，得回彈值和實(shí)測(cè)強(qiáng)度的pearson相關(guān)系數(shù)為0.969，表明回彈值和實(shí)測(cè)強(qiáng)度有很強(qiáng)的正線性相關(guān)。

表1 試塊的回彈值和實(shí)測(cè)值一覽表 MPa

表2 實(shí)測(cè)強(qiáng)度與全國(guó)回彈曲線[5]和浙江回彈曲線[6]比較實(shí)測(cè)強(qiáng)度差值

圖1 散點(diǎn)圖

散點(diǎn)圖如圖1。

從圖1直觀看出回彈值和實(shí)測(cè)強(qiáng)度呈線性關(guān)系。

3）回彈值和實(shí)測(cè)強(qiáng)度的關(guān)系建模

以回彈值為自變量，實(shí)測(cè)強(qiáng)度為因變量，用spss軟件建模，十一個(gè)模型的參數(shù)輸出如表3。

上表說(shuō)明：回彈值和實(shí)測(cè)強(qiáng)度的關(guān)系用二次曲線（Quadratic）， 解析程度最為顯著，判定系數(shù)R2值為0.942。標(biāo)準(zhǔn)JGJ/T 23推薦的冪函數(shù)（Power）模型其判定系數(shù)R2值為0.936，其解析程度不如二次曲線。具體的方程式如下：

上述十一個(gè)模型的擬合曲線圖如2。

（4）試驗(yàn)結(jié)論

表3 模型輸出的參數(shù)

1）回彈值和實(shí)測(cè)強(qiáng)度密切相關(guān)，但不適合用全國(guó)曲線或浙江的地方曲線；

2）用二次曲線（Quadratic）擬合回彈值和實(shí)測(cè)強(qiáng)度的關(guān)系比標(biāo)準(zhǔn)JGJ/T 23推薦的冪函數(shù)（Power）更佳。

圖2 十一個(gè)模型標(biāo)養(yǎng)試塊的擬合曲線

2.2 工程實(shí)體檢測(cè)結(jié)果分析

（1）數(shù)據(jù)原始記錄

武漢地區(qū)某三個(gè)工程驗(yàn)收時(shí)的回彈數(shù)據(jù)和對(duì)應(yīng)的鉆芯數(shù)據(jù)如表4。

表4 回彈數(shù)據(jù)和對(duì)應(yīng)的鉆芯數(shù)據(jù)

（2）鉆芯強(qiáng)度與全國(guó)曲線和浙江曲線比較

根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)JGJ/T 23和浙江標(biāo)準(zhǔn)，引用相應(yīng)的曲線，碳化值為0.5，并加上泵送修正，推斷出每個(gè)試塊的強(qiáng)度，并和相應(yīng)的實(shí)測(cè)強(qiáng)度（鉆芯強(qiáng)度）差值比較，如表5。

從表5數(shù)據(jù)看出：數(shù)值離散性較大， 表明實(shí)體工程的回彈值同樣不適合根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)JGJ/T 23，或浙江標(biāo)準(zhǔn)來(lái)推斷。

表5 鉆芯強(qiáng)度與全國(guó)曲線和浙江曲線比較

（3）用spss軟件對(duì)上述數(shù)據(jù)建模，尋找回彈值和鉆芯強(qiáng)度的關(guān)系，十一個(gè)常用模型的參數(shù)輸出如表6。

表6說(shuō)明：回彈值和鉆芯強(qiáng)度不存在關(guān)系。

各種模型的擬合曲線如圖3。

圖3 十一個(gè)模型（工程實(shí)例）的擬合曲線

表6 十一個(gè)常用模型的參數(shù)輸出（回彈值和鉆芯強(qiáng)度）

（4）結(jié)果分析

從上述數(shù)據(jù)分析看出，回彈推斷的強(qiáng)度比鉆芯強(qiáng)度低，并且回彈值和鉆芯強(qiáng)度相關(guān)程度很低，不能找到合適的曲線來(lái)擬合它們的關(guān)系。也就是說(shuō)，在武漢地區(qū)用回彈法檢測(cè)實(shí)體工程幾乎沒(méi)有意義。造成這樣的結(jié)果可能是因?yàn)椋汗こ痰幕炷琉B(yǎng)護(hù)不到位，早期表面嚴(yán)重失水造成混凝土強(qiáng)度內(nèi)外差異過(guò)大，此外，數(shù)據(jù)量并不足夠大，難以尋找出規(guī)律。

我們進(jìn)一步調(diào)研發(fā)現(xiàn)：武漢地區(qū)的預(yù)拌泵送混凝土工程大部分不能按照施工要求養(yǎng)護(hù)，特別是豎向結(jié)構(gòu)的混凝土，脫模過(guò)早，脫模后很少覆蓋，難以澆水保持濕度，混凝土的表面具體表現(xiàn)為顏色泛白?；貜椃ǖ氖褂们疤崾且蟊粶y(cè)混凝土的內(nèi)外質(zhì)量基本一致,當(dāng)混凝土表層與內(nèi)部質(zhì)量有明顯差異,如遭受化學(xué)腐蝕、火災(zāi)、凍傷,或內(nèi)部存在缺陷時(shí),不能直接采用回彈法檢測(cè)混凝土強(qiáng)度。因此建議：在武漢地區(qū)的混凝土工程實(shí)體檢測(cè)中，慎用回彈法。

3 結(jié)語(yǔ)

武漢地區(qū)的預(yù)拌混凝土，如果養(yǎng)護(hù)到位，其回彈值和實(shí)際的強(qiáng)度有很強(qiáng)的正相關(guān)關(guān)系，但不適合引用全國(guó)統(tǒng)一的回彈曲線；武漢地區(qū)應(yīng)建立自己的回彈曲線，用二次曲線來(lái)建立模型比標(biāo)準(zhǔn)JGJ/T 23推薦的冪函數(shù)（Power）更佳；對(duì)于實(shí)體工程，混凝土的表面回彈值和結(jié)構(gòu)的實(shí)際強(qiáng)度沒(méi)有明顯的模型關(guān)系，慎用回彈法來(lái)判斷工程混凝土強(qiáng)度。

由于采集的數(shù)據(jù)有限，還有許多問(wèn)題有待深入探討和研究。

[1]周心林等.泵送預(yù)拌混凝土回彈強(qiáng)度的探討[J].建筑技術(shù), 2007，1（38）.

[2]鄭建洪等.回彈值與實(shí)測(cè)強(qiáng)度相關(guān)性的試驗(yàn)研究[J].廣東建材，2007（11）.

[3]吳德義.養(yǎng)護(hù)濕度對(duì)回彈法檢測(cè)混凝土強(qiáng)度的影響[J].山東建材，2005（5）.

[4]吳植安.早齡期碳化對(duì)回彈法檢測(cè)混凝土強(qiáng)度的影響分析[J].工程質(zhì)量，2003（4）.

[5]回彈法檢測(cè)混凝土抗壓強(qiáng)度技術(shù)規(guī)程JGJ/T 23-2001[S].

[6]浙江工程標(biāo)準(zhǔn)回彈法檢測(cè)泵送混凝土抗壓強(qiáng)度技術(shù)規(guī)程[S].2008(4).