回弹法检测高强混凝土抗压强度的研究

回弹法检测高强混凝土抗压强度的研究

何斌誉

肇庆市建设工程质量检测站广东肇庆526000

摘要：目前，高强混凝土在土木工程中得到了广泛的应用，加强高强混凝土抗压强度的测定十分必要。文章通过试验研究，明确了回弹法的检测优势，可供结构实体混凝土强度检测与控制参考。

关键词：高强混凝土；抗压强度；回弹法

高强混凝土作为一种新的建筑材料，以其抗压强度高、抗变形能力强、密度大、孔隙率低的优越性，在高层建筑结构、大跨度桥梁结构以及某些特种结构中得到广泛的应用。对高强混凝土抗压强度的检测方法过去只有钻芯法一种，但这种方法对混凝土结构有一定的破坏作用等原因，不适合大范围推广使用。下面，就回弹法在高强混凝土抗压强度检测中应用情况展开试验探究。

1.试验方案

1.1混凝土原材料及配合比

委托本地区有代表性的某大型商品混凝土搅拌站提供试验混凝土，试验用水泥为52.5级普通硅酸盐水泥，Ⅱ级粉煤灰，S95级矿粉，细骨料为天然细砂（μf=1.5）与机制砂（μf=3.7）组成混合砂，粒径5.0～25.0mm碎石，JF-9型高效泵送减水剂，混凝土拌合及养护用水均为当地用自来水。

混凝土配合比设计以强度为目标，采用复掺粉煤灰、矿粉的方法，以混合砂替代天然中砂并加入适量高效泵送减水剂的方式配制C50、C60、C70、C80共四个强度等级的混凝土。

1.2试验用标准立方体试件

立方体试件用试模符合现行JG237—2008《混凝土试模》的规定，采用同一盘混凝土均匀装模按标准方法成型150mm×150mm×150mm立方体试件，每强度等级各制作12组同条件试件与标准养护28d试件1组。立方体试件成型脱模后，移至室外“品”字型堆放于不受日晒雨淋处，自然养护，裸置备用。各强度等级混凝土标准养护28d立方体试件抗压强度均合格。

1.3试验用仪器设备

试验用标称能量4.5J的GHT450型高强回弹仪技术参数：弹击拉簧刚度K为900N/m，弹击拉簧工作长度l为106mm，冲击长度l0为100mm，弹击锤质量m为526g；试验用压力机量程3000kN，以上仪器设备均在检定校准有效期内。

1.4测试方法

在龄期14d、28d、60d、180d时，从每强度等级试件中随机抽取不少于1组（3个）立方体试件，将被测试件浇筑侧面的尘土、污物等擦拭干净，并将其一对侧面置于试验压力机承压板下，加压至60～100kN，恒荷稳定后，分别在另一对侧面上用回弹仪水平向各测8点回弹值，精确至1；剔除3个最大值和3个最小值，取余下10个有效回弹值的平均值作为该试件的回弹代表值R，精确到0.1。回弹值测试完毕，卸荷将回弹测试面置于压力机承压板正中，按现行GB/T50081—2002《普通混凝土力学性能试验方法标准》加荷至破坏，经计算得到该立方体试件抗压强度值。

2.回弹法检测高强混凝土抗压强度

2.1高强混凝土测强曲线建模

试验得到的回弹值与立方体抗压强度的关系见图1。

图1回弹值与立方体抗压强度关系

由图1可知，回弹值随着混凝土抗压强度的增加而规律性增大。采用最小二乘法由Excel软件，对试验取得的有效数据进行回归。由于高强混凝土碳化深度几乎为零，故本次不考虑碳化深度的影响。拟合测强曲线用线性函数、一元二次函数、幂指数函数等3类数学模型示于式（1）～（3）。

式中：

A、B、C——待回归系数。

Ri——第i测区回弹代表值，精确至0.1。

fccu，i——第i测区混凝土抗压强度换算值，精确至0.1MPa。

拟合得到的回弹法水平向检测高强混凝土浇筑侧面测强曲线及统计指标见表1，表中r表示变量间的相关系数；δ、er分别为经数理统计得到的强度平均相对误差和强度相对标准差，二者的计算公式见式

式中：fccu，i——第i测区混凝土抗压强度换算值，精确至0.1MPa。

n——试件数量。

fcu，i——立方体试件抗压强度，精确至0.1MPa。

δ——经数理统计得到的强度平均相对误差。

er——经数理统计得到的强度相对标准差。

表1回归测强曲线系数及统计指标

由表1可知，拟合所得到的三个测强曲线的相关系数较高，误差统计指标值均较小，且三者的评价指标差别不大，均符合JGJ/T294－2013《高强混凝土强度检测技术规程》所要求的相对标准差er不大于14.0%的专用测强曲线的技术指标规定。择优选取物理意义明确的幂指数数学模型作为本次试验得到的回弹法检测高强混凝土测强曲线，即

（6）

图2国内各地高强混凝土测强曲线的比较

2.2与各地高强混凝土测强曲线的比较

以标称能量4.5J高强混凝土回弹仪为基准，本文所建立的回弹法水平向检测混凝土浇筑侧面测强曲线与相应的国家统一曲线[1]（式7）、河北地区测强曲线[2]（式8）、重庆地区测强曲线[3]（式9）及海工高性能混凝土回弹测强曲线[4]（式10）的比较见图2。由图2可知：随着回弹值变大，混凝土强度换算值增加；河北曲线、重庆曲线与国家统一曲线基本相当，海工曲线在回弹代表值不大于60时，其混凝土强度换算值与上述三者计算结果相差不多，回弹代表值Ri大于60后，该曲线混凝土换算强度逐渐明显低于其他曲线换算值，而本文曲线在回弹代表值Ri不大于70时，其混凝土强度换算值随回弹代表值的变小与其他曲线换算结果相差变大，最大相差两个混凝土强度等级以上，当回弹代表值大于70后，该曲线混凝土换算强度略高于国家统一曲线、河北曲线及重庆曲线换算结果。因此针对试验用混凝土建立专用测强曲线是必要的。

3.结论

随着建筑业的快速发展，混凝土的强度提高是世界各国土木工程界普遍关注的问题。综上，在高强混凝土抗压强度和试验之中，使用回弹法检测高强混凝土可以有效保障测试结果准确度，可作为工程质量管理与控制中常用的检测技术。

参考文献：

[1]瞿素军.回弹法检测高强混凝土强度试验研究[J].商品与质量•建筑与发展，2014.

[2]朱跃武，刘文竞，周宇翔等.回弹法检测高强混凝土抗压强度[J].施工技术，2013（s1）：179-182.

[3]彭泽杨，杨曜，何欣.回弹法检测高强混凝土抗压强度试验研究[J].四川建筑，2014（2）：195-196.

[4]单位四川省建筑科学研究院.回弹法检测高强混凝土抗压强度技术规程[M].西南交通大学出版社，2014.