淺談回彈法推定抗壓強(qiáng)度誤差的影響因素

沈明煒

中鐵城市發(fā)展投資集團(tuán)有限公司 四川 成都 610000

正文：

引言

回彈法是工程實(shí)體結(jié)構(gòu)混凝土強(qiáng)度檢測(cè)中應(yīng)用最廣泛的一種無(wú)損檢測(cè)方法，該方法具有操作簡(jiǎn)便，測(cè)試迅速，檢測(cè)費(fèi)用低廉，且不會(huì)破壞混凝土構(gòu)件的優(yōu)點(diǎn)。回彈測(cè)量是在混凝土表面進(jìn)行，是通過(guò)表面硬度和碳化深度，應(yīng)用測(cè)強(qiáng)曲線(xiàn)推定抗壓強(qiáng)度的一種方法。回彈法在工程檢測(cè)中迅速推廣的同時(shí)，也出現(xiàn)對(duì)檢測(cè)結(jié)果的一些質(zhì)疑聲，存在實(shí)體結(jié)構(gòu)回彈檢測(cè)強(qiáng)度低于同條件試件或芯樣抗壓強(qiáng)度的現(xiàn)象，且相對(duì)誤差較大。

JGJ/T 23-2011《回彈法檢測(cè)混凝土抗壓強(qiáng)度技術(shù)規(guī)程》對(duì)回彈法檢測(cè)的精確度已有明確的說(shuō)明，指出使用統(tǒng)一測(cè)強(qiáng)曲線(xiàn)推定抗壓強(qiáng)度時(shí)存在±15.0%以?xún)?nèi)的平均相對(duì)誤差。在工程實(shí)際回彈檢測(cè)時(shí)，由于結(jié)構(gòu)混凝土表面質(zhì)量狀況不佳，或結(jié)構(gòu)所處環(huán)境、養(yǎng)護(hù)及齡期的差異，可能出現(xiàn)更高的誤差率。通常，在出現(xiàn)回彈推定的抗壓強(qiáng)度小于混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)強(qiáng)度時(shí)，需要采取鉆芯法或同條件試件再做校核檢測(cè)，最后才能下定結(jié)論。

對(duì)此，采用標(biāo)準(zhǔn)試件的對(duì)比檢測(cè)試驗(yàn)，對(duì)回彈法推定抗壓強(qiáng)度偏差的存在進(jìn)行了論證，分析了偏差出現(xiàn)的規(guī)律及其影響因素，供檢測(cè)人員參考。

1 回彈推定強(qiáng)度的偏差試驗(yàn)

1.1 試驗(yàn)原材料

試驗(yàn)所用原材料均與企業(yè)生產(chǎn)用料保持一致。水泥采用四川峨勝水泥有限公司生產(chǎn)的P.O42.5級(jí)普通硅酸鹽水泥，石膏摻量5.5%，粉煤灰摻量6%，石灰石摻量6%。粉煤灰為成都熱電廠(chǎng)的F類(lèi)II級(jí)粉煤灰,細(xì)度21%，需水量比98%，燒失量4.8%。特細(xì)砂產(chǎn)自岷江，細(xì)度模數(shù)1.0，含泥量1.0%。機(jī)制砂和碎石均為汶川石料廠(chǎng)生產(chǎn)，機(jī)制砂壓碎指標(biāo)19%，細(xì)度模數(shù)3.4，MB值1.0，石粉含量8%。碎石采用二級(jí)配，5-16mm和20-31.5mm級(jí)，碎石壓碎指標(biāo)9.5%，含泥量0.5%，泥塊含量0。外加劑為北京中安遠(yuǎn)大外加劑有限公司生產(chǎn)的聚羧酸系高效減水劑,固含量11%，摻量2%時(shí)砂漿減水率為24.5%。

1.2 試驗(yàn)原理及方法

試驗(yàn)依據(jù)GB/T 50081-2002《普通混凝土力學(xué)性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)試件的制作和立方體抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)，依據(jù)JGJ/T 23-2011《回彈法檢測(cè)混凝土抗壓強(qiáng)度技術(shù)規(guī)程》對(duì)標(biāo)準(zhǔn)試件進(jìn)行回彈法檢測(cè)。試驗(yàn)采用本企業(yè)所生產(chǎn)的各類(lèi)泵送混凝土制作標(biāo)準(zhǔn)試件，置于標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)室養(yǎng)護(hù)。通過(guò)對(duì)不同齡期的標(biāo)準(zhǔn)試件進(jìn)行回彈法檢測(cè)和立方體抗壓強(qiáng)度檢測(cè)，分析立方體抗壓強(qiáng)度與回彈推定強(qiáng)度是否存在偏差，計(jì)算偏差率，并對(duì)偏差的規(guī)律及影響因素進(jìn)行分析。

試驗(yàn)采用新試模進(jìn)行試件制作，尺寸為150mm×150mm×150mm的立方體。混凝土入模坍落度控制在160～200mm，采用Φ25mm的插入式振搗棒振實(shí)。試件在室內(nèi)20±5℃的環(huán)境下靜置24小時(shí)后拆模，進(jìn)入標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)室養(yǎng)護(hù)。養(yǎng)護(hù)室溫度控制在20±2℃，濕度控制在95%以上。

試件的立方體抗壓強(qiáng)度使用TSY-2000型電液壓力試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行檢測(cè)，并采用樂(lè)陵ZC3-A型回彈儀對(duì)試件同時(shí)進(jìn)行回彈法測(cè)量。檢測(cè)時(shí)，擦凈試塊表面，以澆筑側(cè)面的兩個(gè)相對(duì)面置于壓力機(jī)的上下承壓板之間，加壓60～100KN(低強(qiáng)度試件取低值)，在試塊的兩個(gè)側(cè)面上分別弾擊8個(gè)點(diǎn)。從每個(gè)試件的16個(gè)回彈值中剔除3個(gè)最大值和3個(gè)最小值，以余下的10個(gè)回彈值的平均值作為該塊試件的平均回彈值。回彈彈擊完后將試件加荷直至破壞，計(jì)算試件的立方體抗壓強(qiáng)度值。對(duì)已破壞的試件進(jìn)行碳化深度測(cè)量，采用濃度為1%～2%的酚酞酒精溶液噴滴于破損部位，當(dāng)已碳化與未碳化的混凝土交界線(xiàn)清晰時(shí)用碳化深度測(cè)量?jī)x測(cè)量交界面的垂直距離，測(cè)量3個(gè)點(diǎn)取平均值。立方體抗壓強(qiáng)度值fcu、平均回彈值Rm及平均碳化深度值dm再取3個(gè)試件的平均值。回彈法推定抗壓強(qiáng)度值fccu采用統(tǒng)一測(cè)強(qiáng)曲線(xiàn)方程f=0.034488R1.940010（-0.0173dm）計(jì)算，

10～60MPa的推定值可通過(guò)查表取值。

1.3 試驗(yàn)結(jié)果

標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)狀態(tài)的試件檢測(cè)前需室外放置4小時(shí)以上，確保達(dá)到干燥狀態(tài)。對(duì)試件分別進(jìn)行7、28、90、360d齡期的立方體抗壓強(qiáng)度檢測(cè)和回彈法檢測(cè)。并依據(jù)統(tǒng)一測(cè)強(qiáng)曲線(xiàn)的推定強(qiáng)度計(jì)算出回彈偏差率C

公式：C=100%*（ fccu- fcu）/ fcu

立方體抗壓強(qiáng)度值fcu/MPa、平均回彈值Rm/MPa、平均碳化深度值dm/mm、推定抗壓強(qiáng)度值fccu/MPa、回彈偏差率C/%，對(duì)應(yīng)的試驗(yàn)數(shù)據(jù)見(jiàn)表1和表2。

表1 回彈檢測(cè)試驗(yàn)數(shù)據(jù)

表2 回彈推定偏差率計(jì)算表

2 回彈推定偏差分析

根據(jù)表1、表2的試驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，回彈法推定的抗壓強(qiáng)度與立方體抗壓強(qiáng)度存在一定偏差，偏差的大小受配合比、齡期、碳化深度的影響，且呈一定規(guī)律發(fā)展。

2.1 配合比對(duì)偏差率的影響

配合比不同，回彈推定偏差率不同，且偏差率隨齡期發(fā)展的趨勢(shì)也不同。配合比設(shè)計(jì)的水泥用量越高，或砂率越低，混凝土表面的密實(shí)度就越高，表面質(zhì)量越好強(qiáng)度越高，早期回彈偏差率就越小。

2.2 齡期對(duì)偏差率的影響

隨著齡期的增長(zhǎng)，回彈推定的偏差率呈逐漸增大的趨勢(shì)，長(zhǎng)齡期的混凝土甚至超越±15.0%的最大推定誤差。不同等級(jí)混凝土的最佳回彈齡期是不同的，且受到養(yǎng)護(hù)環(huán)境的影響。

2.3 表面質(zhì)量對(duì)偏差率的影響

回彈推定強(qiáng)度多小于實(shí)際立方體抗壓強(qiáng)度，即回彈偏差率多為負(fù)值，且齡期越長(zhǎng)出現(xiàn)負(fù)值的可能性越大，該現(xiàn)象在實(shí)體結(jié)構(gòu)中表現(xiàn)的更為明顯。由于混凝土表面受到環(huán)境、振搗或外力的直接影響，容易出現(xiàn)裂縫、氣泡和碳化等侵蝕，導(dǎo)致表面混凝土的硬度受損，加大回彈值偏低的可能。

3 結(jié)論

我國(guó)地域遼闊，資源分布及氣候環(huán)境差異較大，混凝土配合比設(shè)計(jì)更是以企業(yè)為單位各不相同。混凝土中的原材料組成，化學(xué)成分及含量，齡期及強(qiáng)度設(shè)計(jì)都存在較大的差異。實(shí)際混凝土結(jié)構(gòu)的表面質(zhì)量在施工過(guò)程中很難得到足夠的重視，表面質(zhì)量受到模板、振搗及養(yǎng)護(hù)等工藝的影響，尤其是養(yǎng)護(hù)環(huán)節(jié)的忽視，容易導(dǎo)致較短齡期內(nèi)出現(xiàn)較大的碳化深度。且構(gòu)件檢測(cè)的隨機(jī)性較大，很難做到在最佳回彈齡期內(nèi)進(jìn)行檢測(cè)。加上統(tǒng)一測(cè)強(qiáng)曲線(xiàn)本身存在的±15.0%的推定偏差。都決定了現(xiàn)場(chǎng)回彈檢測(cè)的偏差要高于統(tǒng)一測(cè)強(qiáng)曲線(xiàn)制定過(guò)程中的偏差率。