建立回彈法檢測農(nóng)田水利混凝土強(qiáng)度專用測強(qiáng)曲線的實踐分析

岳亮亮 安徽省建筑工程質(zhì)量監(jiān)督檢測站

1 前言

近年來，國家對農(nóng)田水利建設(shè)日益重視。作為農(nóng)田水利建設(shè)的重點投入領(lǐng)域，農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施其建設(shè)得到了全面的推進(jìn)。為了保證工程項目的質(zhì)量，減少安全隱患，必須要選擇科學(xué)合理的檢測技術(shù)。回彈法作為一種常用的檢測混凝土抗壓強(qiáng)度的無損檢測方法已廣泛應(yīng)用在農(nóng)田水利工程的檢測中，取得了良好的成效，但是由于農(nóng)田水利施工特點、混凝土配合比控制情況等往往與JGJ/T 23—2011《回彈法檢測混凝土抗壓強(qiáng)度技術(shù)規(guī)程》適用條件有所出入再加上工作人員的操作不規(guī)范，導(dǎo)致檢測結(jié)果的精確度不高。因此，為了充分發(fā)揮回彈法在農(nóng)田水利工程混凝土強(qiáng)度檢測中的作用，提高其檢測精度，必須要加強(qiáng)對該技術(shù)的研究工作，以期建立符合地方施工條件的專用測強(qiáng)曲線。

2 試驗方案分析

試驗的目的是利用回彈法檢測混凝土的抗壓強(qiáng)度，結(jié)合室內(nèi)試塊的抗壓強(qiáng)度結(jié)果，以期建立農(nóng)田水利工程專用測強(qiáng)曲線。試驗中根據(jù)地方農(nóng)田水利具體施工條件及技術(shù)，利用具有代表性的材料以及成型工藝，然后制成強(qiáng)度不同的混凝土試件，在開展回彈試驗以及抗壓試驗的基礎(chǔ)上，逐步構(gòu)建出適合當(dāng)?shù)剞r(nóng)田水利施工情況的專用測強(qiáng)曲線。為了確?；炷猎噳K可以代表該地區(qū)的水利工程，應(yīng)對當(dāng)?shù)剞r(nóng)田水利工程的一些具有代表性的施工項目進(jìn)行試驗，在具體的試驗過程中，選擇了該地區(qū)工程中常用的水泥、砂石以及摻合料等。

3 制樣分析

3.1 混凝土試塊的尺寸分析

混凝土試塊的尺寸規(guī)格利用的是150mm×150mm×150mm的立方混凝土試塊，由于混凝土的表面積較大。因此，在試塊成型時，必須要控制好變形，避免在試驗過程中由于壓力導(dǎo)致數(shù)據(jù)離散增加[1]。另外，在制作混凝土試塊的過程中，需要令其處于檢測期限內(nèi)，并且還需要遵守相關(guān)的管理規(guī)定。在對混凝土試塊強(qiáng)度進(jìn)行等級分析時，根據(jù)當(dāng)?shù)厮O(shè)施混凝土強(qiáng)度設(shè)計調(diào)查情況，通?？刂破鋸?qiáng)度范圍為C15～C50。

3.2 混凝土原材料的配比分析

按照回彈法檢測混凝土的抗壓強(qiáng)度的相關(guān)管理規(guī)定，其中對不同地區(qū)的測強(qiáng)曲線具有明確的要求，為了保證曲線的精確性，工作人員就需要根據(jù)當(dāng)?shù)鼗炷两Y(jié)構(gòu)或者是工程的具體情況，選擇最佳的混凝土配比，如表1所示，必須要保持該工程使用的原材料以及配合比一致，將初始的坍落度控制在120mm～220mm之間。另外，混凝土中的拌合物中的含氣量也應(yīng)低于5%。本試驗中選用混凝土試塊的齡期是14d、28d、60d、180d以及365d。

表1 配合比實驗方案分析

3.3 混凝土試塊成型以及養(yǎng)護(hù)方式分析

在利用回彈法檢測農(nóng)田水利工程的混凝土強(qiáng)度時，應(yīng)令成型工藝以及養(yǎng)護(hù)條件與工程現(xiàn)場的混凝土施工以及養(yǎng)護(hù)條件保持一致，并盡可能在同一天內(nèi)澆筑完成，采用自然養(yǎng)護(hù)方式，然后對各個混凝土試塊進(jìn)行單獨編號，編號完成后，將其放入養(yǎng)護(hù)室，各個側(cè)面均必須要暴露在空氣中，經(jīng)過14天的養(yǎng)護(hù)工作后再利用回彈法進(jìn)行測試，工作人員需要采用合理的措施，防止混凝土試塊被暴曬和雨淋。

4 利用回彈法檢測農(nóng)田水利工程混凝土強(qiáng)度的數(shù)據(jù)分析

4.1 回彈法測試混凝土強(qiáng)度的原理分析

現(xiàn)階段混凝土強(qiáng)度檢測的基本方式為回彈法、鉆芯法以及超聲法。鉆芯法為直接檢測方法，檢測結(jié)果較為準(zhǔn)確，但是由于會對混凝土結(jié)構(gòu)產(chǎn)生破壞，因此，此種方法不適合大范圍開展，往往結(jié)合回彈法及超聲法綜合使用。而回彈法以及超聲法屬于無損檢測，檢測儀器攜帶方便，流程也較為簡單。因此，當(dāng)前回彈法以及超聲法被廣泛應(yīng)用在混凝土強(qiáng)度的檢測工作中，在農(nóng)田水利工程中利用率較高。回彈法通常是利用回彈儀彈擊混凝土表面得到回彈值，利用酒精酚酞測試混凝土碳化值，最后結(jié)合回彈測強(qiáng)曲線得到混凝土抗壓強(qiáng)度的換算值。但由于影響回彈法的因素較多，因此，為了保證結(jié)果的準(zhǔn)確性，往往使用鉆芯法進(jìn)行修正。

表2 部分標(biāo)準(zhǔn)測強(qiáng)曲線

4.2 回彈值的測定分析

首先，在測定回彈值時，本試驗所采用的是北京海創(chuàng)高科科技有限公司生產(chǎn)的中型回彈儀，該儀器的沖擊能量約為2.207J。新回彈儀使用前應(yīng)進(jìn)行檢定。回彈儀在檢測前后，應(yīng)在鋼砧上進(jìn)行率定試驗。具體的實踐過程如下：率定試驗采用的鋼砧必須要穩(wěn)固地平放在剛度大的物體上，然后再記錄三次穩(wěn)定的回彈值，最后進(jìn)行平均值的運(yùn)算，確保回彈儀的率定值控制在80±2以內(nèi)[2]。另外，在使用回彈儀進(jìn)行測量的過程中，應(yīng)盡量令其表面保持干燥，這是由于混凝土表面的潮濕狀態(tài)，對于回彈值的影響較大。因此，必須要在干燥的狀態(tài)下，對工程的混凝土試塊展開回彈檢測。

其次，回彈值的采集過程中回彈測區(qū)宜選在能使回彈儀處于水平方向的混凝土澆筑側(cè)面，測區(qū)宜布置在構(gòu)件的兩個可對稱的可側(cè)面上[3]，同時盡可能令測區(qū)表面保持清潔、平整，減少混凝土表面灰塵對強(qiáng)度測試的影響。在具體的測定過程中，必須要對混凝土試塊予以預(yù)壓力控制。通常來說，預(yù)加壓力應(yīng)該控制在60kN到80kN。具體的測量環(huán)節(jié)如下：先用中型回彈儀對混凝土試塊中兩個成型較好的側(cè)面展開測量，在每個側(cè)面上分別測量8個測點，即共需測量16個測點，在測量的過程中，盡可能不要選取骨料外露或者是氣泡較多的位置。

最后，回彈值的計算分析。在這一環(huán)節(jié)中，由于共得出16個測點的回彈值，為了確保計算結(jié)果的精確性，應(yīng)先去除其中3個最大值以及3個最小值，然后對剩余的數(shù)值展開運(yùn)算，可以利用以下公式進(jìn)行運(yùn)算，即，其中Qm表示該測區(qū)的平均回彈值，Qi表示第i個點的回彈值。

4.3 農(nóng)田水利構(gòu)件混凝土強(qiáng)度的測試分析

在測試農(nóng)田水利構(gòu)件混凝土強(qiáng)度時，通常使用是液壓式的試驗機(jī)，除了需要遵守相關(guān)的測量標(biāo)準(zhǔn)外，還需要盡可能使被測試件承載能力介于測力系統(tǒng)全程量的20%與80%之間?；貜棞y試結(jié)束后就可以進(jìn)行試件抗壓強(qiáng)度的測試，可以利用以下公式展開計算，即Fcu=F/A，其中Fcu為混凝土試塊的抗壓強(qiáng)度，而F為破壞荷載，A表示該混凝土試塊的承壓面積[4]。

除此之外，在對農(nóng)田水利構(gòu)件混凝土強(qiáng)度測試后，就可以利用酚酞指示劑對其進(jìn)行碳化深度測試，當(dāng)已碳化與未碳化之間的界線較為明確時，就可以碳化深度測試儀或游標(biāo)卡尺測定界線處和混凝土表面之間的數(shù)值距離，務(wù)必保證讀數(shù)精確度在0.25，當(dāng)碳化深度大于6mm時，可以將其記錄為6mm。

4.4 試驗測量數(shù)據(jù)的處理分析與專用測強(qiáng)曲線的建立

回彈值與混凝土試件抗壓強(qiáng)度值并不是一一對應(yīng)的線性關(guān)系，但兩者之間存在著正相關(guān)?；炷猎嚰箟簭?qiáng)度值高的試件往往回彈值也較高。在分析回彈區(qū)間以及強(qiáng)度區(qū)間時，經(jīng)過大量的計算分析與比較后后發(fā)現(xiàn)當(dāng)混凝土試塊的強(qiáng)度在20MPa至25MPa，對應(yīng)的回彈值區(qū)間為25至35，試塊的強(qiáng)度值在45MPa至50MP時，與該區(qū)間相對應(yīng)的回彈值區(qū)間在40至49。通過回彈值、碳化深度值與試件強(qiáng)度值之間的統(tǒng)計關(guān)系，可以制定適用于當(dāng)?shù)剞r(nóng)田水利工程的測強(qiáng)曲線。測強(qiáng)曲線的回歸方程式應(yīng)按每一試件測得的Rm、dm和?cu，采用最小二乘法原理計算，測強(qiáng)曲線往往以冪函數(shù)曲線方程，其表達(dá)形式多為：f ccu=aRbm?10cdm，如表2 所示[3]、[5]、[6]。專用測強(qiáng)曲線平均相對誤差δ不應(yīng)大于±12.0%，相對標(biāo)準(zhǔn)差er不應(yīng)大于14.0%。

從數(shù)理統(tǒng)計知識來分析，在對其進(jìn)行樣本數(shù)據(jù)的統(tǒng)計過程中發(fā)現(xiàn)，由于觀測、記錄以及計算結(jié)果對于統(tǒng)計值存在較大的影響，而且一旦試驗環(huán)境以及試驗方法發(fā)生改變，也經(jīng)常會發(fā)生統(tǒng)計值偏離的問題，其也被稱之為離群值。總之，在對農(nóng)田水利構(gòu)件混凝土強(qiáng)度進(jìn)行試驗的過程中，必須要對同一批混凝土試塊的回彈值以及抗壓強(qiáng)度展開分析，最后根據(jù)相關(guān)的規(guī)范，對該離群值進(jìn)行判斷。

5 結(jié)束語

由于農(nóng)田水利混凝土往往與普通建筑混凝土配合比、施工養(yǎng)護(hù)等條件不同，采用JGJ/T 23—2011《回彈法檢測混凝土抗壓強(qiáng)度技術(shù)規(guī)程》作為檢測農(nóng)田水利工程混凝土強(qiáng)度的依據(jù)往往會與鉆芯法檢測結(jié)果有較大出入。為充分發(fā)揮回彈法的作用，將其應(yīng)用在測試農(nóng)田水利混凝土構(gòu)件的檢測中，有必要建立適合當(dāng)?shù)厍闆r的專用測強(qiáng)曲線，并應(yīng)規(guī)范操作，盡可能減少誤差，以求減少誤判或錯判?？傊?，將回彈法應(yīng)用在農(nóng)田水利構(gòu)件的混凝土強(qiáng)度檢測中，有助于提升檢測效率和質(zhì)量，確保工程的質(zhì)量。