回彈法檢測(cè)混凝土強(qiáng)度專用測(cè)強(qiáng)曲線的建立與應(yīng)用

劉長(zhǎng)海

[摘要]混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度通常達(dá)到C60或C50，而回彈法檢測(cè)各級(jí)混凝土抗壓值間存在誤差。本文通過計(jì)算機(jī)對(duì)多種數(shù)學(xué)模型進(jìn)行擬合回歸，檢驗(yàn)和比較了多種回歸方程的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)差和平均相對(duì)誤差，建立了某高層建筑混凝土測(cè)強(qiáng)專用曲線，進(jìn)而獲得快速測(cè)強(qiáng)曲線的簡(jiǎn)便方法。

[關(guān)鍵詞]混凝土；回彈法；專用測(cè)強(qiáng)曲線；建立

文章編號(hào)：2095-4085（2016）09-0107-02

在高層建筑和公路橋梁建設(shè)中，混凝土結(jié)構(gòu)強(qiáng)度無損檢測(cè)已非常普遍。常用的檢測(cè)方法有超聲脈沖法、回彈法及回彈-超聲綜合應(yīng)用法等，其中應(yīng)用最為廣泛的是回彈法，這是因?yàn)榛貜椃ú粌H操作方便、靈活，而且設(shè)備簡(jiǎn)單[1]?；炷量箟簭?qiáng)度回彈法檢測(cè)技術(shù)規(guī)程（JGJ/T23-2001）盡管對(duì)全國(guó)通用的混凝土強(qiáng)度回彈法檢測(cè)的測(cè)強(qiáng)曲線進(jìn)行了明確規(guī)定，并且也因此獲得了混凝土強(qiáng)度值的測(cè)定換算表，但由于混凝土組成物質(zhì)不同、養(yǎng)護(hù)條件及施工工藝等存在差異，通過回彈值換算所獲得的強(qiáng)度關(guān)系差異性較大，精確度較小[2]。因此，建立精確度高和針對(duì)性強(qiáng)的專用測(cè)強(qiáng)曲線顯得非常必要，尤其是工程的檢測(cè)，更為明顯?？梢?，建立專用混凝土測(cè)強(qiáng)曲線能夠更好地維護(hù)鑒定處理工程。本文以某高層建筑工程為例，對(duì)回彈測(cè)強(qiáng)曲線的使用情況進(jìn)行驗(yàn)證分析，以建立專用測(cè)強(qiáng)曲線并實(shí)現(xiàn)其精確性。

1某高層建筑工程的基本概況

為某高層建筑工程混凝土建立專用測(cè)強(qiáng)曲線，首先應(yīng)按照此高層建筑實(shí)際施工用料情況，從施工現(xiàn)場(chǎng)選取該高層建筑工程所需要的混凝土材料，制作30個(gè)尺寸為100mm×100mm×100mm的立方體試件，在該高層建筑施工現(xiàn)場(chǎng)，隨施工混凝土一起進(jìn)行自然養(yǎng)護(hù)。

1.1獲取數(shù)據(jù)

以工程混凝土抗壓強(qiáng)度的技術(shù)規(guī)程進(jìn)行檢測(cè)，將達(dá)到齡期的試件按照混凝土抗壓強(qiáng)度回彈法檢測(cè)技術(shù)規(guī)程進(jìn)行試驗(yàn)，在壓力機(jī)承板間放入貼試模的相對(duì)側(cè)面，約加壓50kN，并確保彈回儀水平，測(cè)試試件相對(duì)的兩個(gè)側(cè)面回彈值。測(cè)試前對(duì)兩個(gè)側(cè)面進(jìn)行抹平，每個(gè)側(cè)面選8個(gè)分布均勻的測(cè)點(diǎn)，分別在每個(gè)待測(cè)試件立方體上均勻選取16個(gè)測(cè)試點(diǎn)，回彈值以ZC3-A型回彈儀進(jìn)行檢測(cè)，在每個(gè)檢測(cè)區(qū)對(duì)3個(gè)最小值和3個(gè)最大值進(jìn)行剔除，取剩余10個(gè)回彈值的平均值，然后得出平均回彈值，即該試件回彈值的平均數(shù)Rm；而后以其為標(biāo)準(zhǔn)分別對(duì)30個(gè)構(gòu)件的抗壓強(qiáng)度進(jìn)行測(cè)試，對(duì)壓力試驗(yàn)及以上試件的破壞極限荷載進(jìn)行測(cè)定，即得其抗壓強(qiáng)度，具體數(shù)據(jù)見下表1。

1.2建立專用測(cè)強(qiáng)曲線

專用測(cè)強(qiáng)曲線的建立首先應(yīng)考慮碳化深度。在碳化影響消除方面，國(guó)內(nèi)外使用方法各異，國(guó)外一般禁止測(cè)試較長(zhǎng)齡期混凝土或磨去碳化層。因本試驗(yàn)中齡期短，可利用測(cè)定試件碳化深度獲取其平均碳化深度，通常為≯0.5mm，對(duì)擬合結(jié)果影響很小，所以在回歸方程式的建立中不考慮碳化深度，也可以按照需要檢測(cè)長(zhǎng)齡期混凝土來修正碳化深度。其次應(yīng)建立回歸方程式。根據(jù)混凝土回彈法檢測(cè)抗壓強(qiáng)度規(guī)程[3]中所薦可選定回歸方程式fccu=ARmB①?；貧w方程式強(qiáng)度相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)差及相對(duì)誤差均符合相關(guān)規(guī)程要求，為確保回歸精確度，應(yīng)經(jīng)指數(shù)、拋物線及一元線性等函數(shù)來試算，并同規(guī)程所薦冪函數(shù)比較為fccu=BRm+A②；fccu=BRm+ARm2+C③；fccu=ABRm④。利用標(biāo)注差及相對(duì)平均誤差對(duì)曲線精確度進(jìn)行檢驗(yàn)，公式為[3]δ=1n∑1nfcuifccui-1×100⑤；er=1n∑ni=1fcuifccui-12×100⑥；回歸方程式平均強(qiáng)度相對(duì)誤差以δ表示，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)差以er表示，第i個(gè)試件所得抗壓強(qiáng)度值以fcui表示，平均回彈值以fccui表示，試件數(shù)以n表示。而后應(yīng)用二乘法原理對(duì)每個(gè)試件所得的fcu數(shù)據(jù)、Rm進(jìn)行回歸計(jì)算，并用EXCEL軟件來計(jì)算回歸分析數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)處理結(jié)果分別為，冪函數(shù)fccu=0.0989 Rm1.726，相對(duì)平均誤差6.66%，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)差8.59%；拋物線函數(shù)fccu=-0.3915 Rm2-612.47+32.209 Rm，相對(duì)平均誤差6.68%，標(biāo)準(zhǔn)差為8.64%；一元線性函數(shù)fccu=2.362 Rm-37.675，相對(duì)平均誤差6.55%，標(biāo)準(zhǔn)差8.57%；指數(shù)函數(shù)fccu=6.499×1.0559Rm，相對(duì)平均誤差6.88%，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)差8.67%；通用曲線fccu=0.027 Rm20106，相對(duì)平均誤差27.97%，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)差29.33%；該高架橋的允許誤差≤12.0%，允許標(biāo)準(zhǔn)差為≤14.0%。

通過比較上述各函數(shù)值可以發(fā)現(xiàn)，各函數(shù)性能均良好，回歸方程平均強(qiáng)度相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)差及相對(duì)誤差均符合相關(guān)規(guī)程，誤差間的差異較小，均可以為此高層建筑工程的專用測(cè)強(qiáng)曲線，但通用曲線強(qiáng)度相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)差及相對(duì)平均誤差均明顯超出規(guī)程范圍，不可應(yīng)用于此高層建筑工程，依據(jù)相關(guān)規(guī)程可以將冪函數(shù)回歸方程作為此高層建筑工程回彈法檢測(cè)混凝土抗壓強(qiáng)度曲線。建立回彈曲線后再將送檢混凝土試塊進(jìn)行驗(yàn)證，驗(yàn)證結(jié)果顯示，此強(qiáng)度曲線具有較高的精確度，回歸強(qiáng)度平均值相對(duì)誤差僅有6.37%，符合相關(guān)規(guī)程的≤12%，因此此曲線可以作為維護(hù)鑒定處理該高架橋工程的方法。

3結(jié)語

綜上所述，本文利用試驗(yàn)及數(shù)據(jù)處理，對(duì)混凝土強(qiáng)度回彈法檢測(cè)的專用測(cè)強(qiáng)曲線進(jìn)行監(jiān)理，并獲得回歸方程式，證實(shí)該曲線能夠檢測(cè)此工程中C50混凝土質(zhì)量，但冪函數(shù)的精確度并不是一向都很高，需要應(yīng)用多個(gè)方程式進(jìn)行分析比較，選取其精確度最高的回歸結(jié)果作為標(biāo)準(zhǔn)，只有如此才能確?；貜椃ǖ母呔_性。同時(shí)，混凝土質(zhì)量相關(guān)規(guī)程中明確的通用曲線存在較大誤差，僅能對(duì)混凝土質(zhì)量進(jìn)行定性判斷，需要建立專用的測(cè)強(qiáng)曲線進(jìn)行定量分析，以確保其精確度的有效提高。

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