建立回彈法檢測農田水利混凝土強度專用測強曲線的實踐分析

岳亮亮 安徽省建筑工程質量監督檢測站

1 前言

近年來，國家對農田水利建設日益重視。作為農田水利建設的重點投入領域，農業基礎設施其建設得到了全面的推進。為了保證工程項目的質量，減少安全隱患，必須要選擇科學合理的檢測技術。回彈法作為一種常用的檢測混凝土抗壓強度的無損檢測方法已廣泛應用在農田水利工程的檢測中，取得了良好的成效，但是由于農田水利施工特點、混凝土配合比控制情況等往往與JGJ/T 23—2011《回彈法檢測混凝土抗壓強度技術規程》適用條件有所出入再加上工作人員的操作不規范，導致檢測結果的精確度不高。因此，為了充分發揮回彈法在農田水利工程混凝土強度檢測中的作用，提高其檢測精度，必須要加強對該技術的研究工作，以期建立符合地方施工條件的專用測強曲線。

2 試驗方案分析

試驗的目的是利用回彈法檢測混凝土的抗壓強度，結合室內試塊的抗壓強度結果，以期建立農田水利工程專用測強曲線。試驗中根據地方農田水利具體施工條件及技術，利用具有代表性的材料以及成型工藝，然后制成強度不同的混凝土試件，在開展回彈試驗以及抗壓試驗的基礎上，逐步構建出適合當地農田水利施工情況的專用測強曲線。為了確保混凝土試塊可以代表該地區的水利工程，應對當地農田水利工程的一些具有代表性的施工項目進行試驗，在具體的試驗過程中，選擇了該地區工程中常用的水泥、砂石以及摻合料等。

3 制樣分析

3.1 混凝土試塊的尺寸分析

混凝土試塊的尺寸規格利用的是150mm×150mm×150mm的立方混凝土試塊，由于混凝土的表面積較大。因此，在試塊成型時，必須要控制好變形，避免在試驗過程中由于壓力導致數據離散增加[1]。另外，在制作混凝土試塊的過程中，需要令其處于檢測期限內，并且還需要遵守相關的管理規定。在對混凝土試塊強度進行等級分析時，根據當地水利設施混凝土強度設計調查情況，通常控制其強度范圍為C15～C50。

3.2 混凝土原材料的配比分析

按照回彈法檢測混凝土的抗壓強度的相關管理規定，其中對不同地區的測強曲線具有明確的要求，為了保證曲線的精確性，工作人員就需要根據當地混凝土結構或者是工程的具體情況，選擇最佳的混凝土配比，如表1所示，必須要保持該工程使用的原材料以及配合比一致，將初始的坍落度控制在120mm～220mm之間。另外，混凝土中的拌合物中的含氣量也應低于5%。本試驗中選用混凝土試塊的齡期是14d、28d、60d、180d以及365d。

表1 配合比實驗方案分析

3.3 混凝土試塊成型以及養護方式分析

在利用回彈法檢測農田水利工程的混凝土強度時，應令成型工藝以及養護條件與工程現場的混凝土施工以及養護條件保持一致，并盡可能在同一天內澆筑完成，采用自然養護方式，然后對各個混凝土試塊進行單獨編號，編號完成后，將其放入養護室，各個側面均必須要暴露在空氣中，經過14天的養護工作后再利用回彈法進行測試，工作人員需要采用合理的措施，防止混凝土試塊被暴曬和雨淋。

4 利用回彈法檢測農田水利工程混凝土強度的數據分析

4.1 回彈法測試混凝土強度的原理分析

現階段混凝土強度檢測的基本方式為回彈法、鉆芯法以及超聲法。鉆芯法為直接檢測方法，檢測結果較為準確，但是由于會對混凝土結構產生破壞，因此，此種方法不適合大范圍開展，往往結合回彈法及超聲法綜合使用。而回彈法以及超聲法屬于無損檢測，檢測儀器攜帶方便，流程也較為簡單。因此，當前回彈法以及超聲法被廣泛應用在混凝土強度的檢測工作中，在農田水利工程中利用率較高。回彈法通常是利用回彈儀彈擊混凝土表面得到回彈值，利用酒精酚酞測試混凝土碳化值，最后結合回彈測強曲線得到混凝土抗壓強度的換算值。但由于影響回彈法的因素較多，因此，為了保證結果的準確性，往往使用鉆芯法進行修正。

表2 部分標準測強曲線

4.2 回彈值的測定分析

首先，在測定回彈值時，本試驗所采用的是北京海創高科科技有限公司生產的中型回彈儀，該儀器的沖擊能量約為2.207J。新回彈儀使用前應進行檢定。回彈儀在檢測前后，應在鋼砧上進行率定試驗。具體的實踐過程如下：率定試驗采用的鋼砧必須要穩固地平放在剛度大的物體上，然后再記錄三次穩定的回彈值，最后進行平均值的運算，確保回彈儀的率定值控制在80±2以內[2]。另外，在使用回彈儀進行測量的過程中，應盡量令其表面保持干燥，這是由于混凝土表面的潮濕狀態，對于回彈值的影響較大。因此，必須要在干燥的狀態下，對工程的混凝土試塊展開回彈檢測。

其次，回彈值的采集過程中回彈測區宜選在能使回彈儀處于水平方向的混凝土澆筑側面，測區宜布置在構件的兩個可對稱的可側面上[3]，同時盡可能令測區表面保持清潔、平整，減少混凝土表面灰塵對強度測試的影響。在具體的測定過程中，必須要對混凝土試塊予以預壓力控制。通常來說，預加壓力應該控制在60kN到80kN。具體的測量環節如下：先用中型回彈儀對混凝土試塊中兩個成型較好的側面展開測量，在每個側面上分別測量8個測點，即共需測量16個測點，在測量的過程中，盡可能不要選取骨料外露或者是氣泡較多的位置。

最后，回彈值的計算分析。在這一環節中，由于共得出16個測點的回彈值，為了確保計算結果的精確性，應先去除其中3個最大值以及3個最小值，然后對剩余的數值展開運算，可以利用以下公式進行運算，即，其中Qm表示該測區的平均回彈值，Qi表示第i個點的回彈值。

4.3 農田水利構件混凝土強度的測試分析

在測試農田水利構件混凝土強度時，通常使用是液壓式的試驗機，除了需要遵守相關的測量標準外，還需要盡可能使被測試件承載能力介于測力系統全程量的20%與80%之間。回彈測試結束后就可以進行試件抗壓強度的測試，可以利用以下公式展開計算，即Fcu=F/A，其中Fcu為混凝土試塊的抗壓強度，而F為破壞荷載，A表示該混凝土試塊的承壓面積[4]。

除此之外，在對農田水利構件混凝土強度測試后，就可以利用酚酞指示劑對其進行碳化深度測試，當已碳化與未碳化之間的界線較為明確時，就可以碳化深度測試儀或游標卡尺測定界線處和混凝土表面之間的數值距離，務必保證讀數精確度在0.25，當碳化深度大于6mm時，可以將其記錄為6mm。

4.4 試驗測量數據的處理分析與專用測強曲線的建立

回彈值與混凝土試件抗壓強度值并不是一一對應的線性關系，但兩者之間存在著正相關。混凝土試件抗壓強度值高的試件往往回彈值也較高。在分析回彈區間以及強度區間時，經過大量的計算分析與比較后后發現當混凝土試塊的強度在20MPa至25MPa，對應的回彈值區間為25至35，試塊的強度值在45MPa至50MP時，與該區間相對應的回彈值區間在40至49。通過回彈值、碳化深度值與試件強度值之間的統計關系，可以制定適用于當地農田水利工程的測強曲線。測強曲線的回歸方程式應按每一試件測得的Rm、dm和?cu，采用最小二乘法原理計算，測強曲線往往以冪函數曲線方程，其表達形式多為：f ccu=aRbm?10cdm，如表2 所示[3]、[5]、[6]。專用測強曲線平均相對誤差δ不應大于±12.0%，相對標準差er不應大于14.0%。

從數理統計知識來分析，在對其進行樣本數據的統計過程中發現，由于觀測、記錄以及計算結果對于統計值存在較大的影響，而且一旦試驗環境以及試驗方法發生改變，也經常會發生統計值偏離的問題，其也被稱之為離群值。總之，在對農田水利構件混凝土強度進行試驗的過程中，必須要對同一批混凝土試塊的回彈值以及抗壓強度展開分析，最后根據相關的規范，對該離群值進行判斷。

5 結束語

由于農田水利混凝土往往與普通建筑混凝土配合比、施工養護等條件不同，采用JGJ/T 23—2011《回彈法檢測混凝土抗壓強度技術規程》作為檢測農田水利工程混凝土強度的依據往往會與鉆芯法檢測結果有較大出入。為充分發揮回彈法的作用，將其應用在測試農田水利混凝土構件的檢測中，有必要建立適合當地情況的專用測強曲線，并應規范操作，盡可能減少誤差，以求減少誤判或錯判。總之，將回彈法應用在農田水利構件的混凝土強度檢測中，有助于提升檢測效率和質量，確保工程的質量。