回弹法检测高强混凝土抗压强度试验研究

回弹法检测高强混凝土抗压强度试验研究　彭泽杨　，杨　曜　，何　欣　，黎颖聪。　（１．Ｉ￣ｌｌｆｌ省建筑科学研究院，ＮＪ　Ｊｌ成都６１００８１；２，华西绿舍建材有限公司，ＮＪｌｌ成都６１００８１；　３．成都建工成新混凝土工程有限公司，四川成都６１００００）　【摘要】　结合四川地区高强混凝土的实际使用情况，选用了成都、南充、宜宾和乐山四个地区具有代　表性的原材料进行试验研究。配制了强度等级为Ｃ５０、Ｃ６０、Ｃ７０、Ｃ８０和Ｃ９０的混凝土标准试件，自然养护至　１４　ｄ、２８　ｄ、６０　ｄ、９０　ｄ和１８０　ｄ五个龄期后进行回弹及抗压强度试验。按照最小二乘法原理，拟合出三种不同　形式的回归曲线。优选相关系数最大、平均相对误差和相对标准差最小的曲线作为四川地区回弹法检测高　强混凝土抗压强度测强曲线。经验证表明，该测强曲线强度换算值相对误差较小，检测精度高，可用于实际　构件检测，填补了四川地区回弹法检测高强混凝土抗压强度技术的空白。　【关键词】　回弹法；　测强曲线；　抗压强度；检测精度　【中图分类号】ＴＵ　５０２　．６　２０世纪以来，随着城市的发展以及大量高层建筑、公路　和桥梁的设计需求，高强混凝土技术得以迅速发展，配制技　术和施工技术已经趋于成熟　Ｉ３　Ｊ。目前回弹法检测混凝土　抗压强度方法只有国家行业标准ＪＧＪ／Ｔ　２３—２０ｌ　１《回弹法检　一【文献标志码】Ｂ　龄期：１４　ｄ、２８　ｄ、６０　ｄ、９０　ｄ和１８０　ｄ；　试件数量：每个强度等级混凝土试件分别制作５组，同　龄期的试块在同一天制作完成。　养护：为了尽可能与混凝土工程的实际施工、养护情况　测混凝土抗压强度技术规程》，该规程给出的回弹测强曲线　只适用于推定１０～６０　ＭＰａ范围内的混凝土抗压强度，当混　凝土强度大于６０．０　ＭＰａ时就不再适用　］。本研究结合四　相似，在混凝土试块脱模后，做好标记呈“品”字形放置在户　外，底面朝下，成型面朝上，侧面能充分接触空气并保证不受　雨淋和暴晒。每天浇水２、３次，连续养护３　ｄ后进行自然　养护。　１．３试验测试　川Ｉ地区的实际情况，选用了成都、南充、宜宾和乐山地区具有　代表性且使用范围较广的原材料，分别成型制作强度等级为　Ｃ５０一Ｃ９０的混凝土试件进行了大量试验并采集数据分析对　比。建立了强度范围为５０．０～１００．０　ＭＰａ的混凝土回弹测　１．３．１测区布置　在试块两个相对浇筑侧面上个布置８个测试点，测试点　—　强曲线，填补了四川地区采用回弹法检测高强混凝土抗压强　度技术的空白。　宜在测区范围内均匀分布，相邻测试点的间距一般不小于３０　ｍｍ，测试点离试块的边缘尽量不小于３０　ｍｍ，共１６个测点如　图１所示。　１试验概况　１．１试验原材料　为使本研究在四川地区具有一定的代表性，并建立四川Ｉ　地区高强混凝土回弹测强曲线，分别采集了成都、南充、宜宾　和乐山地区具有代表性的材料配制高强混凝土。试验原材　料品种和规格为：　嗣点分布　水泥：普通硅酸盐水泥（Ｐ・Ｏ　４２．５　Ｒ）；　细骨料：河砂、机砂和混合砂，细度模数２．５—３．０；　粗骨料：碎石，粒径５～２５　ｍｍ；　１．３．２回弹测试　图１测点分布　掺合料：粉煤灰（Ｆ类一级或者二级）、矿粉（￥７５及　ｓ９５），硅粉；　试块浇筑侧面清理干净，按要求将无测点布置的两个浇　筑侧面置于压力机的上、下承压板之间，加压８Ｏ一１００　ｋＮ并　￣＇ｂ；０ｔｌ剂：高性能外加剂；　保持此压力。回弹测试时要求回弹仪的轴线与试块的侧面　保持垂直，不应弹击在气孔或外露石子上，同一测试点只允　脱模剂：混凝土试块成型所用的脱模剂应为中性或偏碱　性（ｐＨ值ｔ＞７），避免因酸性脱模剂而引起的“假性碳化”。　１．２混凝土试件制备　许弹击一次。考虑到试验中检测的误差，将１６个回弹值的３　个最大值和３个最小值舍去，取余下１Ｏ个回弹值的平均值　作为该试块的回弹代表值Ｒ，计算精确至０．１。　混凝土试件制备具体要求如下：　强度等级：Ｃ５０、Ｃ６０、Ｃ７０、Ｃ８０和Ｃ９０；　试件尺寸：１５０　ｍｒｎ×１５０　ｍｍ×１５０　ｍｍ标准立方体试块；　［定稿日期］２０１４—０１—２１　四川建筑第３４卷２期２０１４．０４　１９５　１．３．３抗压强度试验　准（ＪＧＪ／Ｔ　２３—２０１１）的要求。其中幂函数的相关系数最大，　相对平均误差和相对标准差最小。故可将幂函数曲线优选　回弹数值测试完毕后卸荷，依据（ＧＢ／Ｔ　５０　０８１—２００２）　《普通凝土力学性能试验方法标准》，以０．８～１．０　ＭＰａ／Ｓ的　加载速率测试混凝土试件抗压强度，抗压强度值精确到　０．１　ＭＰａ。　为四川地区回弹法检测高强混凝土抗压强度的回弹测强　曲线：　ｆｃ．：０．２４４０２　Ｒ　１０一。　｜ｄ苫、靼越鹱避辖　１．４试验仪器与设备　３　回弹测强曲线验证　为验证回弹测强曲线在实际混凝土构件检测中的精度、　适用性和客观性，本研究在四ＪｉＩ省邛崃市ＸＸ工地进行验证　试验。考虑碳化因素，利用上述幂函数测强曲线计算测区混　混凝土抗压试验机：型号ＹＡＷ　４　３０６液压式压力试　验机；　高强混凝土测强回弹仪：标称能量５．５　Ｊ，型号为ＺＣ１　一Ａ。　凝土强度换算值。回弹检测后在对应的测区上钻取直径１００　ｍｍ芯样检测混凝土实际抗压强度值。对比回弹换算值与芯　样的直接抗压强度值，计算相对误差。验证试验共取得ｌ６　组数据，验证结果见表３。　表３　回弹测强换算值与芯样抗压强度值对比　序号　１　２　２回弹测强曲线建立　根据各地区采集到的数据及分析结果，对明显异常的数　据进行剔除处理后，本次各参加试验单位共取得高强泵送混　凝土实验数据共２８１个，其回弹值一抗压强度值的对应如图　２示。　回弹测强　换算值／ＭＰａ　５３．６　５７．０　芯样强度值　／ＭＰａ　５９．８　６２．１　相对误差　／％　—１０．３７　—８．２ｌ　３　４　５　６　７　８　９　６０．１　６３．４　６８．５　７６．６　７４．５　８３．９　７８．９　６３．９　６６．４　６９．８　７４．８　７７．４　７８．８　８３．２　—５．９５　—４．５２　一１．８６　２．４１　—３．７５　６．４７　—５．１７　图２回弹值一抗压强度值对应散点图　１０　１１　１２　１３　７１．２　８１．２　８７．６　９２．３　８４．９　８６．４　８９．３　９６．１　—１６．１４　—６．Ｏ２　—１．９Ｏ　—３．９５　图２中，数据的总体分布较均匀且规律性也比较明显，　离散性突出的数据较少。按照最小二乘法的原理，对数据进　行回归分析得到幂函数、线性函数和指数函数三种回归曲　线，见表１。　表１回弹测强曲线方程　回归曲线　测强曲线回归方程　１４　１５　１６　９９．４　１００．０　１００．０　９７．７　９９．７　１０１．３　１．７４　０．３０　—１．２８　幂函数　线性函数　指数函数　，：　＝０．２４４０２　Ｒ　１０　。　，：　＝２．９２９３　Ｒ一４．１８４４６　ｄ一３７．７８６３　厂：ｕ＝１６．６４＿４ｌ　ｅ。　由表３分析对比可得，１６组对比数据中回弹测强换算值　与芯样直接抗压强度值差在±１０％内的误差数据占总量的　８７．５％，达到±１５％误差数据占总量的９３．８％，总体数据　表中　：　为测区混凝土强度换算值，ＭＰａ；Ｒ为测区平均回弹　值；ｄ为平均碳化深度值，ｍｍ。　三种不同函数曲线的相关系数、相对标准差和平均相对　误差见表２。　表２回归曲线的相关系数、平均相对误差和　相对标准差　误差幅度较小，且符合正态分布的规律，验证了该回弹测强　曲线的可靠性。表３中负误差数据较多，即大部分回弹测强　换算值略低于芯样的直接抗压强度值，但相对误差均较小。　这样既能够反应混凝土构件抗压强度的实际情况，也能确保　结构的安全度，可用于实际构件检测。　回归曲线　幂函数　相关系数　０．９Ｏ　平均相对　误差／％　４－６．８　相对标准差　／％　８．５　４结论　（１）本研究通过大量试验所得数据进行回归分析，得出　三种不同形式的回弹测强曲线。其中幂函数曲线相对标准　差和平均相对误差最小，相关系数最大，测强曲线强度换算　值精度更高。　线性函数　指数函数　０．８９　０．８９　±６．９　±７．０　８．７　８．８　由表２对比可以看出，３种回归曲线函数的相关系数均　（２）提出了四川地区回弹法检测高强混凝土测强曲线，　填补了该地区回弹法检测高强混凝土抗压强度技术的空白，　（下转第１９９页）　较大，则相关性较好，表明曲线的可靠性较高。平均相对误　差不大于１４．０％，相对标准差不大于１７．０％，满足行业标　ｌ９６　四川建筑第３４卷２期２０１４．０４　二　！！ｊ　１　ｎＩ０　。　—ｉ　…　Ｉ　；：：＃　．＾．‘’　矗晨　　Ｉ　Ｉ　■ｔ　■Ｉ　１■Ｉ‘　一　Ｉ　＿　精　■　一　。　圈　鞠　ｂ　－　Ｉ　等—　。　一　●＾●Ｃ椭哪　■Ａ岫＃　’Ⅲ　ｍ　图５基坑有限元计算结果　图４基坑计算剖面Ａ—Ａ　４　结束语　星港街隧道配套（轨道交通）预留工程东方之门站基坑　紧邻已运营的苏州轨道交通ｌ号线东方之门的区间隧道及　出人口通道，并与拟建的星港街公路隧道、过街人行天桥紧　邻并同期实施。设计中有针性的对基坑合理分区，并统筹考　虑各项目之间施工工序，较好的解决了项目同期施工的相互　影响的难题。并对车站三层段端头井基坑分区卸载，在南端　头盾构段采用钢支撑轴力伺服系统等有效措施，可达到有效　控制基坑围护变形，从而保护紧邻运营区间隧道安全。通过　似的工程提供借鉴。　参考文献　中铁第四勘察设计院集团有限公司．星港街隧道配套（轨道交　通）预留工程东方之门站［Ｒ］．２０１４　［２］　贾坚．控制深基坑变形的支撑轴力伺服系统［Ｊ］．上海交通大　学学报，２００９，４３（１０）　　［３］　沈珠江．粘土的双硬化模型［Ｊ］．岩土力学，１９９５，１６（１）［４］　北京金土木软件技术有限公司．ＰＬＡＸＩＳ版本８材料模型手册　『Ｍ１　数值模拟分析，区间隧道各项位移参数均能满足地方轨道保　护要求。该设计方案町为苏州地区后续线路或其他城市类　尔　；　尔　出乖　乖　：’矫　节　！矫　币　筇　　．、　（　、　、￡●　、　０、、０：ｃ　、　０’、　（上接第１９６页）　为提高回弹法检测高强混凝土强度的精　度奠定了基础。　石家庄铁路职业技术学院学报，２００６，（２）：４７—４９　［３］　方瑾．混凝土无损检测常用方法综述［Ｊ］．安徽建筑，２０１ｌ，　（６）：１７５—１７７　（３）经验证试验表明，回弹测强曲线换算出的混凝土强　度值与芯样实际抗压强度值相比，误差较小，检测精度较高，　能够反映出混凝土的实际抗压强度，可用于实际构件检测。　参考文献　船脚蛳蛳埘埘枷斯埘地埘埘船舶船ｍ呲ｒ　．；　Ｉ＿呈＝　№　Ｉ曩冠．　＿；ＬＥ　［４］　陈海彬，周鸥，陆辉东．高强混凝土回弹法地方测强曲线的研　究［Ｊ］．混凝土，２０１２，（６）：１２８一ｌ３０　　［５］　钱晓倩，詹树林．高强混凝土的试件强度及检验［Ｊ］．混凝土，２０００，（６）：７—９　［６］　刘维刚，韩明岚，陈建林，等．超声回弹法检测高强混凝土强　［１］　陈海彬，郑锐，冯少波．回弹一拔出综合法检测混凝土强度的　试验研究［Ｊ］．四川建筑科学研究，２０１３，（５）：９１—９３　度的试验研究［Ｊ］．混凝土，２００７，（１０）：１５—１７　［７］　陈建林，韩明岚，刘君昌．应用高强回弹仪检测高强混凝土强　度的试验研究［Ｊ］．四川建筑科学研究，２００８，（４）：９７—１００　［２］　康会宾，贾隽．高强混凝土在建筑工程中的发展与应用［Ｊ］．　四川Ｉ建筑第３４卷２期２０１４．０４　ｌ９９