回彈法檢測(cè)混凝土抗壓強(qiáng)度的不確定度分析

黃祖榮

（佛山市順德區(qū)建設(shè)工程質(zhì)量安全監(jiān)督檢測(cè)中心）

回彈法檢測(cè)混凝土抗壓強(qiáng)度的不確定度分析

黃祖榮

（佛山市順德區(qū)建設(shè)工程質(zhì)量安全監(jiān)督檢測(cè)中心）

隨著我國(guó)建筑行業(yè)快速的發(fā)展，對(duì)于混凝土的質(zhì)量有了更高的要求，而施工過(guò)程中混凝土強(qiáng)度檢測(cè)一直有著重要的地位，混凝土強(qiáng)度檢測(cè)的進(jìn)行離不開(kāi)回彈法的有效應(yīng)用。在采用回彈法對(duì)混凝土的抗壓強(qiáng)度進(jìn)行分析的過(guò)程中，存在著一定的不確定度，本文將簡(jiǎn)要分析回彈法檢測(cè)混凝土抗壓強(qiáng)度的不確定度。

回彈法；檢測(cè)；混凝土；抗壓強(qiáng)度；不確定度

引言

在混凝土的抗壓強(qiáng)度檢測(cè)的過(guò)程中，回彈法屬于一種非破損的檢測(cè)方法，其能夠有效反映混凝土實(shí)際的硬性，還能表現(xiàn)混凝土的塑性；不僅能夠表現(xiàn)混凝土的表層狀態(tài)，還可反映其內(nèi)部構(gòu)造，因此得到了廣泛的應(yīng)用。但是回彈法的實(shí)際應(yīng)用中存在著一定的不確定度，因此需要對(duì)其進(jìn)行分析。

1　回彈法檢測(cè)混凝土抗壓強(qiáng)度要點(diǎn)

1.1確認(rèn)回彈法的適用條件

確認(rèn)回彈法的適用條件是對(duì)這一方法應(yīng)用的第一要點(diǎn)。在確認(rèn)回彈法的適用條件時(shí)，工作人員應(yīng)當(dāng)根據(jù)不同的測(cè)試方向和混凝土品種以及工程施工條件、具體碳化深度來(lái)界定回彈法的使用范圍，從而能夠在回彈值出現(xiàn)誤差之后對(duì)其進(jìn)行合理的修正。在修正完畢之后通過(guò)查找相應(yīng)的混凝土強(qiáng)度關(guān)系圖表來(lái)更好地判定混凝土的具體強(qiáng)度，從而能夠快捷、精確的促進(jìn)混凝土抗壓強(qiáng)度得到有效的測(cè)量。而在回彈值的測(cè)量工作結(jié)束之后，工作人員應(yīng)當(dāng)在具有代表性的位置上來(lái)進(jìn)行碳化深度值的測(cè)量工作，并且需要確保測(cè)量的精確性。

1.2正確選擇測(cè)試區(qū)間

①工作人員在對(duì)測(cè)試的區(qū)間進(jìn)行選擇時(shí)，需要保證每個(gè)結(jié)構(gòu)構(gòu)件區(qū)間大于5個(gè)。而且應(yīng)當(dāng)根據(jù)測(cè)試的實(shí)際需要來(lái)進(jìn)行測(cè)區(qū)的布置，每一個(gè)測(cè)區(qū)的面積不宜大于0.04m2，與此同時(shí)，對(duì)于長(zhǎng)度大于3m的構(gòu)件，應(yīng)當(dāng)確保測(cè)區(qū)數(shù)在10個(gè)以上；而長(zhǎng)度小于3m且高度在0.5m以下的構(gòu)件，工作人員可以將其測(cè)區(qū)數(shù)量進(jìn)行合理的減少，但是其總數(shù)不應(yīng)少于5個(gè)。②測(cè)區(qū)應(yīng)當(dāng)選在能使回彈儀處于水平方向的混凝土澆筑側(cè)面，而當(dāng)實(shí)際的情況無(wú)法滿足這一條件時(shí)，應(yīng)選在使回彈儀處于非水平方向的混凝土澆筑表面或底面；測(cè)區(qū)也可以選在構(gòu)件的兩個(gè)對(duì)稱的可測(cè)面上，當(dāng)不能布置在對(duì)稱側(cè)面上時(shí)，也可以布置在同一可測(cè)面上，并且應(yīng)當(dāng)確保其分布的均勻性。③每?jī)蓚€(gè)相鄰的測(cè)區(qū)的直接間距不應(yīng)大于2m，且測(cè)區(qū)應(yīng)當(dāng)離構(gòu)件的端部或者是施工縫的邊緣距離在0.5m之內(nèi)并且大于0.2m。④工作人員應(yīng)當(dāng)確保檢測(cè)面沒(méi)有污垢等雜質(zhì)的存在，必要時(shí)工作人員可以使用砂輪來(lái)對(duì)疏松層和其他雜質(zhì)進(jìn)行有效的清掃與打磨，最終確保測(cè)區(qū)表面的整潔、光滑。

1.3注重對(duì)混凝土的回彈值進(jìn)行修正

眾所周知，要想保證測(cè)試的準(zhǔn)確度，就需要對(duì)測(cè)試的數(shù)值進(jìn)行有效的修正。因此在進(jìn)行混凝土強(qiáng)度的檢測(cè)過(guò)程時(shí)，其回彈儀的軸線應(yīng)當(dāng)始終是垂直于結(jié)構(gòu)或者是構(gòu)件之上，并且能夠緩慢施壓準(zhǔn)確讀數(shù)。除此之外，在進(jìn)行回彈值的修正過(guò)程中，工作人員應(yīng)當(dāng)確保計(jì)算出的平均回彈值的誤差應(yīng)當(dāng)在0.2MPa以下，如果其誤差較大，則應(yīng)當(dāng)重新進(jìn)行測(cè)試，然后對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行合理的修正。另外，在混凝土強(qiáng)度值的修正過(guò)程中，應(yīng)當(dāng)將修正后的數(shù)值精確至±0.1，因?yàn)檫@一數(shù)值與測(cè)區(qū)的平均回彈值和相應(yīng)的平均碳化數(shù)值有著密切的聯(lián)系，所以需要將混凝土強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)差精確到0.01，最終促進(jìn)其測(cè)試精確性的有效提升。

2　回彈法檢測(cè)混凝土抗壓強(qiáng)度的不確定性分析實(shí)例

2.1現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)的成果

為了采集相關(guān)數(shù)據(jù)，選取了某在建建筑進(jìn)行試驗(yàn)，試驗(yàn)主體為該建筑中框架結(jié)構(gòu)的柱。按照相關(guān)規(guī)范，沿著柱的側(cè)面分布10個(gè)測(cè)區(qū)，每個(gè)測(cè)區(qū)的回彈法檢測(cè)點(diǎn)為16個(gè)，且布置3個(gè)測(cè)點(diǎn)以測(cè)量聲速值（具體檢測(cè)結(jié)果如表1）。因?yàn)樵搶?shí)驗(yàn)是水平的方向進(jìn)行的，所以其聲速值與回彈值都不需要進(jìn)行修正。

表1　

2.2分析聲速的代表值ναi的不確定度

（1）讀數(shù)重復(fù)性的引入標(biāo)準(zhǔn)的不確定度u1ν。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)的不確定度A類評(píng)定方法，由實(shí)測(cè)的聲速代表值獲得合并的試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)差為公式（1）。

計(jì)算讀數(shù)重復(fù)性的引入標(biāo)準(zhǔn)不確定度公式（2）為：

通過(guò)計(jì)算，該構(gòu)件的實(shí)際聲速代表值合并的試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)差是s （）結(jié)果為0.085km/s，讀數(shù)的重復(fù)性引入標(biāo)準(zhǔn)的不確定度u1ν結(jié)果為0.027km/s。

（2）確定測(cè)距的過(guò)程中讀數(shù)誤差引入標(biāo)準(zhǔn)的不確定度u2ν。檢測(cè)員在對(duì)測(cè)距進(jìn)行確定時(shí)，需將讀數(shù)導(dǎo)致的誤差控制在±0.1cm內(nèi)，分析聲時(shí)平均值在61.5μs，也就是測(cè)距讀數(shù)的誤差不確定度U的數(shù)值是1/61.5km/s。按照有關(guān)數(shù)據(jù)分析概率分布的情況，假設(shè)該誤差在區(qū)間內(nèi)均勻的分布，其包含因子數(shù)值為，以B類評(píng)定法進(jìn)行評(píng)定，那么在對(duì)測(cè)距進(jìn)行確定時(shí)引入標(biāo)準(zhǔn)的不確定度是u2ν=U/k=0.01km/s。

（3）超聲儀的系統(tǒng)性能引入標(biāo)準(zhǔn)的不確定度u3ν。檢測(cè)所用的超聲儀已鑒定合格，在其有效期內(nèi)進(jìn)行保養(yǎng)且測(cè)量率定合格。按照計(jì)量監(jiān)督的檢測(cè)中心校準(zhǔn)證書，因超聲儀的系統(tǒng)性能導(dǎo)致的示值誤差大約在±0.05μs，聲時(shí)的平均值大約在61.5μs，可見(jiàn)系統(tǒng)性能導(dǎo)致的標(biāo)準(zhǔn)不確定度U屬于微小量，因此可將其定為u3v= 0.00km/s。

2.3分析回彈的代表值Rαi不確定度

（1）讀數(shù)重復(fù)性的引入標(biāo)準(zhǔn)的不確定度u1R。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)的不確定度A類評(píng)定的方法，其實(shí)際的回彈代表值可按照公式（1）計(jì)算，且得出合并的試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)差，按照公式（2）能得出讀數(shù)重復(fù)性的引入標(biāo)準(zhǔn)的不確定度。通過(guò)計(jì)算，該構(gòu)件的實(shí)測(cè)回彈值合并的試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)差s（）數(shù)值為4.2，讀數(shù)重復(fù)性的引入標(biāo)準(zhǔn)的不確定度u1R數(shù)值為1.33。

（2）確定測(cè)距的過(guò)程中讀數(shù)誤差引入標(biāo)準(zhǔn)的不確定度u2R。檢測(cè)員讀數(shù)的導(dǎo)致的誤差一般于±0.5分度值內(nèi)，也就是讀數(shù)的誤差不確定度U是0.5個(gè)分度值。按照相關(guān)規(guī)范，估計(jì)概率的分布情況。假設(shè)該誤差在區(qū)間內(nèi)均勻的分布，其包含因子數(shù)值為k=，以B類評(píng)定法進(jìn)行評(píng)定，那么在對(duì)測(cè)距進(jìn)行確定時(shí)引入標(biāo)準(zhǔn)的不確定度是

（3）彈擊的方向引入標(biāo)準(zhǔn)的不確定數(shù)u3R。按照實(shí)際的操作經(jīng)驗(yàn)對(duì)彈擊的方向、偏離的角度等，造成回彈值的誤差為±1個(gè)分度值之內(nèi)，假設(shè)該影響在偏離角度的允許誤差范圍內(nèi)均勻的分布，其包含因子數(shù)值為，以B類評(píng)定法進(jìn)行評(píng)定，那么在彈擊的方向偏離而引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度為。

（4）回彈儀的系統(tǒng)性能引入標(biāo)準(zhǔn)的不確定度u4R。檢測(cè)所用的回彈儀已鑒定合格，在其有效期內(nèi)進(jìn)行保養(yǎng)且測(cè)量率定合格。按照計(jì)量監(jiān)督的檢測(cè)中心校準(zhǔn)證書，因回彈儀的系統(tǒng)性能導(dǎo)致的示值誤差大約在±1.5個(gè)分度值左右，假設(shè)該誤差在區(qū)間內(nèi)均勻的分布，其包含因子數(shù)值為，以B類評(píng)定法進(jìn)行評(píng)定，那么在對(duì)回彈儀的系統(tǒng)性能導(dǎo)致的標(biāo)準(zhǔn)不確定度是

2.4靈敏系數(shù)

不確定的靈敏系數(shù)會(huì)導(dǎo)致測(cè)量的過(guò)程中各種不確定度的形成。所以，在測(cè)量系統(tǒng)研制和測(cè)量方案擬定時(shí)，需盡可能的分析其靈敏系數(shù)Ci=0的狀態(tài)。

2.5混凝土抗壓強(qiáng)度的推定值合成標(biāo)準(zhǔn)的不確定度uc=（fcu，e）

因?yàn)闃?biāo)準(zhǔn)的不確定度間各分量之間互不相關(guān)，所以構(gòu)件的混凝土抗壓強(qiáng)度推定值fcu，e合成的標(biāo)準(zhǔn)不確定數(shù)uc=（fcu，e）需進(jìn)行計(jì)算。

2.6總結(jié)

經(jīng)過(guò)對(duì)回彈法檢測(cè)混凝土的抗壓強(qiáng)度不確定性的分析，我們可以知道：不確定度主要是由重復(fù)測(cè)量、讀數(shù)的誤差、操作水平的高低以及儀器的系統(tǒng)性能等而導(dǎo)致的，而降低儀器的示值誤差能夠很大程度的減少最終的不確定度。

3　結(jié)束語(yǔ)

近些年，我國(guó)建筑工程發(fā)展速度持續(xù)提升，混凝土應(yīng)用范圍不斷增加，回彈法檢測(cè)混凝土抗壓強(qiáng)度方法的應(yīng)用具有十分廣闊的前景。對(duì)此，建筑工程測(cè)量人員必須全面掌握回彈法測(cè)量的主要工序，做好精確度控制，以保證混凝土質(zhì)量可控。

[1]楊劍鋒.回彈法檢測(cè)混凝土抗壓強(qiáng)度不確定度評(píng)定報(bào)告[J].城市建設(shè)理論研究（電子版），2015：99～100.

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TU528.1

A

1673-0038（2015）44-0066-02

2015-10-15

黃祖榮（1986-），男，助理工程師，本科，主要從事建設(shè)工程質(zhì)量檢測(cè)工作。