江西地區(qū)回彈測強(qiáng)曲線的試驗(yàn)研究

■洪一粟，習(xí)海平 ■江西省建筑材料工業(yè)科學(xué)研究設(shè)計(jì)院，江西 南昌 330001

1 前言

回彈法是混凝土無損檢測的最常用方法之一，也是現(xiàn)階段采用最為普遍的現(xiàn)場檢測混凝土抗壓強(qiáng)度的技術(shù)，由于其使用儀器構(gòu)造簡單、操作簡便、測試值在一定條件下與混凝土強(qiáng)度有較好的相關(guān)性、測試費(fèi)用低廉等特點(diǎn)，但誤差較大，對測試條件、測試對象以及測試結(jié)果的某些局限性，顯著影響了其測試結(jié)果的準(zhǔn)確性。在現(xiàn)行《回彈法檢測混凝土抗壓強(qiáng)度技術(shù)規(guī)程》JGJ/T23-2011 標(biāo)準(zhǔn)6.1.2 條“有條件的地區(qū)和部門，應(yīng)制定本地區(qū)的測強(qiáng)曲線或?qū)Ｓ脺y強(qiáng)曲線。檢測單位宜按專用測強(qiáng)曲線、地區(qū)測強(qiáng)曲線、統(tǒng)一測強(qiáng)曲線的順序選用測強(qiáng)曲線?！辈捎脟医y(tǒng)一測強(qiáng)曲線顯然不如地區(qū)測強(qiáng)曲線精確可靠。［1］目前已建立的地方回彈曲線的城市有:北京、上海、浙江、陜西、福建、遼寧、山東、貴州等。為了掌握江西省統(tǒng)一回彈測強(qiáng)曲線在江西地區(qū)混凝土強(qiáng)度檢測中的適用性情況，我們通過聯(lián)合江西省各地區(qū)十余家大型攪拌站，制作試塊并且按照規(guī)程要求進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行了驗(yàn)證并建立了江西地區(qū)混凝土回彈法測強(qiáng)曲線。

2 測試數(shù)據(jù)的收集

在南昌市各個(gè)區(qū)域選定10 余家具有代表性的混凝土企業(yè)，采用各個(gè)混凝土企業(yè)實(shí)際生產(chǎn)所用原材料(包括水泥、粉煤灰、礦粉、砂、石、外加劑等)，采用企業(yè)實(shí)際生產(chǎn)使用的配合比，分別成型C20-C55 共9個(gè)標(biāo)號的標(biāo)準(zhǔn)混凝土試塊，試塊拆模后采用模擬施工地點(diǎn)的養(yǎng)護(hù)環(huán)境養(yǎng)護(hù)，在7d，14d，28d，60d，90d 和180d 六個(gè)齡期點(diǎn)分別采集其回彈值、碳化值、試塊抗壓強(qiáng)度。

試塊回彈及碳化值采集按照標(biāo)準(zhǔn)JGJ/T 23-2011 中附錄E 要求，在試塊到達(dá)指定齡期時(shí)，以澆筑側(cè)面的兩個(gè)相對面置于壓力機(jī)的上下承壓板之間，加壓至60～100kN，采用海創(chuàng)高科HT-225T 型回彈儀在試塊的兩個(gè)側(cè)面上分別彈擊8 個(gè)點(diǎn)，按照要求計(jì)算平均回彈值Rm。

試塊抗壓強(qiáng)度值按照標(biāo)準(zhǔn)GB/T 50081-2002 對混凝土進(jìn)行抗壓強(qiáng)度數(shù)據(jù)采集。并對抗壓后的試塊按照標(biāo)準(zhǔn)JGJ/T 23-2011 中4.3 節(jié)的規(guī)定在破壞后的試塊邊緣測量該試塊的平均碳化深度值。

上述回彈儀、壓力機(jī)都定期進(jìn)行計(jì)量鑒定，設(shè)備性能符合國家最新的相關(guān)規(guī)程的要求，回彈儀每天使用前后均按JGJ/T 23-2001 的規(guī)定進(jìn)行檢定，以保證檢測數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。最后將明顯異常的檢測數(shù)據(jù)刪除后，共獲得3000 組有效檢測數(shù)據(jù)。

3 江西地區(qū)測試數(shù)據(jù)對全國回彈曲線的驗(yàn)證

國內(nèi)各地區(qū)一般采取計(jì)算曲線的平均相對誤差和平均相對標(biāo)準(zhǔn)差兩個(gè)指標(biāo)的大小來對測強(qiáng)曲線的檢測精度進(jìn)行評價(jià)，其中平均相對誤差和平均相對標(biāo)準(zhǔn)差的計(jì)算規(guī)定如下［3］:

式中:fcu，i——第i 個(gè)立方體試件的抗壓強(qiáng)度實(shí)測值(MPa)

n——樣本總量。

用已取得的3000 組江西省本地樣本數(shù)據(jù)對全國回彈測強(qiáng)曲線進(jìn)行驗(yàn)證，平均相對標(biāo)準(zhǔn)差er=22.26%，其平均相對誤差δ=16.88%。驗(yàn)證結(jié)果分析見圖1(a)和圖1(b)。

由圖1 可以看出，全國回彈測強(qiáng)曲線推定值與實(shí)測值偏離較大，在低強(qiáng)度區(qū)域(＜C50)內(nèi)，大部分實(shí)測值要高于計(jì)算值，而在高強(qiáng)度區(qū)域內(nèi)(＞C50)，計(jì)算值與實(shí)測值偏離較大。由此可見，全國回彈測強(qiáng)曲線并不適合應(yīng)用于江西省混凝土回彈測強(qiáng)，應(yīng)該在江西省建立地區(qū)回彈測強(qiáng)曲線。

圖1 全國回彈測強(qiáng)曲線和實(shí)測值的驗(yàn)證結(jié)果

4 回彈測強(qiáng)曲線的回歸計(jì)算與分析

將3000 個(gè)試塊的平均回彈值Rm，平均碳化深度值dm，以及試塊抗壓強(qiáng)度值fcu三個(gè)數(shù)據(jù)一一對應(yīng)，采用最小二乘法原理進(jìn)行回歸計(jì)算，得出的曲線方程為以下回歸方程式:

Rm——測區(qū)平均回彈值;

dm——測區(qū)平均碳化深度值;

經(jīng)計(jì)算，該曲線的平均相對誤差δ=9.97%，平均相對標(biāo)準(zhǔn)差er=12.16%。明顯低于全國回彈測強(qiáng)曲線，并且符合CECS02∶2005 中er≤14%的要求。

江西地區(qū)的回彈測強(qiáng)曲線與實(shí)測值的分析結(jié)果見圖2。江西地區(qū)測強(qiáng)曲線和全國測強(qiáng)曲線的對比分析結(jié)果見圖3。

圖2 江西省地區(qū)測強(qiáng)曲線和實(shí)測值的驗(yàn)證結(jié)果

由圖2 可以看出，江西省地區(qū)測強(qiáng)曲線與實(shí)測強(qiáng)度偏離較小，尤其是低強(qiáng)度區(qū)域(強(qiáng)度等級＜C45)具有較高精度，實(shí)測數(shù)據(jù)均勻分散在45°線附近，在高強(qiáng)度區(qū)域內(nèi)，也能較好表現(xiàn)出混凝土的實(shí)測強(qiáng)度。與全國測強(qiáng)曲線相比，江西地區(qū)測強(qiáng)曲線的精度明顯提高了很多。

圖3 全國曲線和江西省曲線的對比(碳化值為0)

由圖3 可以看出，在低強(qiáng)度區(qū)域(＜C45)江西省回彈曲線的計(jì)算值高于全國測強(qiáng)曲線的計(jì)算值，江西省測強(qiáng)曲線基本從實(shí)測散點(diǎn)中間穿過。因此，江西省地區(qū)應(yīng)及早制定本地區(qū)曲線。

5 結(jié)論

由江西地區(qū)3000 組樣本數(shù)據(jù)對全國回彈曲線的驗(yàn)證結(jié)果表明，全國回彈曲線應(yīng)用在江西地區(qū)混凝土回彈測強(qiáng)的誤差較大，基于這3000組樣本數(shù)據(jù)，計(jì)算出新的江西地區(qū)測強(qiáng)曲線:

該曲線具有較高的計(jì)算精度，滿足規(guī)程對計(jì)算誤差要求，可以作為在江西省內(nèi)進(jìn)行混凝土回彈測強(qiáng)的回歸曲線。

［1］于素健，陳建林，韓明嵐.青島地區(qū)混凝土回彈法測強(qiáng)曲線的試驗(yàn)研究［J］.混凝土，2007(5):106.

［2］董鵬，任權(quán)昌.天津地區(qū)碎石混凝土超聲回彈綜合法測強(qiáng)曲線研究［J］.國防交通工程與技術(shù)，2009(5):14～16.

［3］CECS02∶2005，超聲回彈法檢測混凝土強(qiáng)度技術(shù)規(guī)程［S］.