灌漿料的抗壓強度與其回彈值的相關性研究

黃林青，文杰，廖新雪，龔世豪，秦凌凌

（1 重慶科技學院，重慶 401331； 2 重慶中機中聯(lián)檢測技術有限公司，重慶 400039）

0 引言

混凝土抗壓強度的檢測方法有很多，如超聲回彈法、鉆芯法、回彈法、后拔出法、后錨固法等[1]。 其中回彈法作為一種混凝土結構強度檢測的方法，具有方便、快捷，不影響結構等優(yōu)點，在混凝土結構檢測中發(fā)揮著重要的作用[2]。

隨著時代的進步，水泥基灌漿材料以其優(yōu)越的性能得到飛速發(fā)展，被廣泛用于結構加固等行業(yè)。 水泥基灌漿材料強度前期增長較快，在現(xiàn)場確定強度等級比較困難，并且現(xiàn)在沒有水泥基灌漿料現(xiàn)場檢測其強度的方法和標準[3]，所以需要一種現(xiàn)場快速檢測其強度的方法。 為此本文做了大量水泥基灌漿料的試驗，采集其不同時間點的回彈值和抗壓強度，建立了抗壓強度和回彈值之間的關系曲線[4]，實現(xiàn)了用回彈法便可檢測其抗壓強度的目標。

1 試驗方案設計

1.1 材料選擇與試塊制作

由于不同的水泥基灌漿料有一定的差異，試驗選擇三個品牌的水泥基灌漿料分別進行試驗。三種品牌灌漿料均按73%的灌漿料、18%的石子、9%的水的配比進行試塊制作。

根據(jù) 《混凝土結構工程施工質量驗收規(guī)范》（GB 50204—2015）[5]對試塊制作的要求，試驗采用150mm 立方體試塊。 按不同品牌制作了13 個批次的試塊、每個批次3 組，每組3 個同一強度等級的試塊。 三個品牌共計制作了351 個試塊，一個試驗周期約一個月。

1.2 試驗方案確定

試驗采用先回彈后試壓的方案，依據(jù)《回彈法檢測混凝土抗壓強度技術規(guī)程》（JGJ T23—2011）[6]對試塊進行回彈測試，然后依據(jù) 《普通混凝土力學性能試驗方法標準》（GB/T 50081）[7]的規(guī)定，在壓力機上進行試塊的抗壓試驗。

2 強度與回彈值關系分析

2.1 數(shù)據(jù)收集與整理

該試驗做了三個品牌的水泥基灌漿材料的試塊，根據(jù)《混凝土強度檢驗評定標準》（GB/T 50107—2010）[8]以每組三個試件強度的平均值作為每組試件的強度代表值fccu（MPa）（精確至0.1MPa）。 試塊通過回彈儀測得了16 個回彈值，剔除每一塊試塊測得的回彈值中的3 個最大值和3 個最小值。從每組三個試塊測試出的回彈值中算出平均值，作為每組試件的回彈代表值Rm（計算精確至0.1）。 具體試驗數(shù)據(jù)見圖1。

圖1 試驗數(shù)據(jù)

2.2 擬合曲線

采用兩種擬合方法進行擬合對比， 確定出更準確的擬合方法。 兩種方法分別為采用冪函數(shù)fccu=aRmb進行擬合、與一次多項式fccu=a+bRm 進行擬合。

根據(jù)以上數(shù)據(jù)，分別得到回歸方程，見表1。根據(jù)《回彈法檢測混凝土抗壓強度技術規(guī)程》（JGJ T23—2011），專用測強曲線的平均相對誤差不大于12%，相對標準差不大于14%。 各品牌的回歸方程誤差見表2。

表1 回歸方程

表2 回歸方程誤差

2.3 擬合誤差分析

由以上數(shù)據(jù)可以得出：水泥基灌漿材料的回彈值Rm 與抗壓強度fccu相關關系明顯， 回歸方程的相對誤差δ 和相對標準差er滿足要求，回歸效果顯著。 水泥基灌漿材料回彈值與其抗壓強度之間呈線性關系，相對誤差和相對標準差均滿足《回彈法檢測混凝土抗壓強度技術規(guī)程》（JGJ T23—2011）的要求，且一次多項式回歸方程誤差小于冪函數(shù)回歸方程，所以將采用一次多項式對水泥基灌漿料的通用方程進行擬合。

3 水泥基灌漿料通用關系曲線建立

3.1 擬合曲線

由于采用一次多項式的擬合結果更為準確， 本次擬合采用一次多項式對三種品牌的數(shù)據(jù)同時進行擬合， 最后得到水泥基灌漿材料回彈值與強度的關系。 擬合出的線性回歸方程圖見圖2。擬合出的回歸方程為：fccu=2.5101Rm-40.6459。

圖2 線性回歸方程圖

3.2 誤差分析

由于不同品牌的灌漿料的回彈值與強度與通用回歸方程有著不同的誤差， 為了能夠使本次擬合更具有代表性和準確性，將進行回歸方程的誤差范圍計算。 用公式S={[（x1-x）2+（x2-x）2+......（xn-x）2]/N}0.5計算出數(shù)據(jù)的均方根誤差作為數(shù)據(jù)的波動范圍。

3.3 通用方程波動范圍計算

用公式S={[（x1-x）2+（x2-x）2+......（xn-x）2]/N}0.5計算出數(shù)據(jù)的均方根誤差為5.38MPa。 通用方程的波動上限：fccu=2.5101Rm-35.2659；下限：fccu=2.5101Rm-46.0259。 通用方程的波動范圍見圖3。

圖3 通用方程波動范圍

4 結論

通過試驗和數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析建立了水泥基灌漿料回彈值和強度的關系， 水泥基灌漿料回彈值與強度的回歸方程為fccu=2.5101Rm-40.6459。 誤差波動上限范圍： fccu=2.5101Rm-35.2659；誤差波動下限范圍：fccu=2.5101Rm-46.0259，實現(xiàn)了用回彈值推測水泥基灌漿材料強度值的目標，可為檢測工作提供依據(jù)和參考。