回彈法檢測混凝土抗壓強(qiáng)度的不確定度評定

陳仕坤

（廣東惠和工程檢測有限公司 廣東廣州 510410）

1 前言

回彈法是通過回彈儀檢測混凝土表面硬度從而推算出混凝土抗壓強(qiáng)度的方法。重錘以一定沖擊動能撞擊頂在混凝土表面的沖擊桿后，測出重錘被反彈回來的距離，以回彈值作為強(qiáng)度的相關(guān)指標(biāo)來推定混凝土強(qiáng)度的。其適用于自然養(yǎng)護(hù)、評定強(qiáng)度在10～50MPa的普通混凝土，不適用于內(nèi)部有缺陷或遭化學(xué)腐蝕、火災(zāi)、冰凍的混凝土和其他品種的混凝土。回彈法檢測技術(shù)具有多項優(yōu)點(diǎn)，特別是因其檢測方法便捷、檢測技術(shù)易于掌握，操作方法簡便，對結(jié)構(gòu)和構(gòu)件無任何損傷，抽檢構(gòu)件數(shù)量較多，使回彈法檢測混凝土抗壓強(qiáng)度得到廣泛應(yīng)用。但是由于回彈法在使用過程中存在較多的操作不規(guī)范、隨意性大、計算方法不當(dāng)?shù)葐栴}，造成了較大的誤差。因此評定回彈法測量混凝土抗壓強(qiáng)度的不確定度在實(shí)際檢測工作中具有重要作用。

2 檢測條件

檢測依據(jù)為《回彈法檢測混凝土抗壓強(qiáng)度技術(shù)規(guī)程》（JGJ/T23-2011）。檢測對象是一棟剪力墻結(jié)構(gòu)住宅，構(gòu)件位置為2層墻2×A～B軸。

3 測量儀器

一體式觸屏數(shù)字回彈儀、數(shù)字式碳化深度測量儀。

4 數(shù)學(xué)模型的建立

式中：

fcu，e——混凝土構(gòu)件強(qiáng)度推定值（MPa）；

Rij——第i測區(qū)第j個測點(diǎn)回彈值；

dij——第i測區(qū)第j個測量的碳化深度值（mm）。

5 測量數(shù)據(jù)

在檢測墻柱構(gòu)件混凝土澆筑側(cè)面的強(qiáng)度時，盡量將回彈儀保持水平，每個測區(qū)測16個回彈值，去掉其中最大值和和最小值各3個，則該測區(qū)的平均回彈值即為余下10個回彈值的算術(shù)平均值。回彈值測量完畢后，應(yīng)在有代表性的測區(qū)上測量碳化深度值，測點(diǎn)數(shù)不應(yīng)少于構(gòu)件測區(qū)數(shù)的30%，應(yīng)取其平均值作為該構(gòu)件每個測區(qū)的碳化深度值，當(dāng)測區(qū)的碳化深度平均值極差值大于2.0mm時，應(yīng)在每一測區(qū)分別測量碳化深度值。回彈法檢測混凝土抗壓強(qiáng)度回彈值及碳化深度值見表1，構(gòu)件混凝土強(qiáng)度計算見表2。

6 標(biāo)準(zhǔn)不確定度來源的分析

測量不確定度的主要來源是：被測對象、測量儀器設(shè)備、測量環(huán)境、測量方法等。不確定度的來源見表3。

7 不確定度的評定

7.1 回彈值讀數(shù)重復(fù)性引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u1R

A類評定方法，試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)差為：

表2 構(gòu)件混凝土強(qiáng)度計算

表3 回彈法檢測混凝土抗壓強(qiáng)度的不確定度來源

7.2 彈擊方向偏離引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u2R

由實(shí)際操作經(jīng)驗(yàn)，回彈儀的彈擊偏離角度對回彈值的影響在±1分度值之內(nèi)，這一誤差在此區(qū)間內(nèi)均勻分布，采用B類評定方法，則標(biāo)準(zhǔn)不確定度為

7.3 回彈儀系統(tǒng)性能引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u3R

回彈儀系統(tǒng)性能引入的不確定度為1個分度值之內(nèi)，這一誤差在此區(qū)間內(nèi)均勻分布，采用B類評定方法，則標(biāo)準(zhǔn)不確定度為u3R=

表1 回彈法檢測混凝土抗壓強(qiáng)度回彈值及碳化深度值

7.4 碳化深度讀數(shù)重復(fù)性引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u1d

A類評定方法，試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)差為：

7.5 數(shù)字式碳化深度測量儀系統(tǒng)性能引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u2d

數(shù)字式碳化深度測量儀由校準(zhǔn)證書給出u=0.05mm，k=2按不確定度B類評定，其標(biāo)準(zhǔn)不確定度為

8 靈敏系數(shù)

8.1 測區(qū)回彈值的靈敏系數(shù)

令碳化深度值不變?nèi)ˉ=2.0mm，平均回彈值Rm變化一個微小的單位0.1，對混凝土構(gòu)件強(qiáng)度推定值fcu，e的影響。回彈值微小變化后構(gòu)件混凝土強(qiáng)度計算見表4。

表4 回彈值微小變化后構(gòu)件混凝土強(qiáng)度計算

8.2 碳化深度值的靈敏系數(shù)

令回彈值不變，平均碳化深度變化一個最小單位0.5mm，對混凝土構(gòu)件強(qiáng)度推定值fcu，e的影響。碳化深度值微小變化后構(gòu)件混凝土強(qiáng)度計算見表5。

表5 碳化深度值微小變化后構(gòu)件混凝土強(qiáng)度計算

9 計算構(gòu)件混凝土抗壓強(qiáng)度推定值的合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度以及擴(kuò)展不確定度

合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度：

擴(kuò)展不確定度 U=kufcu，e=2×2.84=5.68MPa。

10 小結(jié)

不確定度是測量結(jié)果質(zhì)量的指標(biāo)。不確定度越小，所述結(jié)果與被測量的真值愈接近，質(zhì)量越高，水平越高，其使用價值越高；不確定度越大，測量結(jié)果的質(zhì)量越低，水平越低，其使用價值也越低。通過本文不確定度分析，提高回彈法檢測混凝土抗壓強(qiáng)度檢測數(shù)據(jù)的可信度，應(yīng)注意不確定度的主要來源，提高一體式觸屏數(shù)字回彈儀以及數(shù)字式碳化深度測量儀的準(zhǔn)確度級別，嚴(yán)格按照規(guī)范控制檢測流程。