高性能混凝土实体强度回弹检测

姚利郎，昝 娜

（山西省交通建设工程监理总公司，山西 太原 030012）

1 概述

高性能混凝土于20世纪90年代发展起来一种新型复合材料，它强调的是混凝土性能，主要包括高工作性、高体积稳定性、高耐久性。高性能混凝土以耐久性为主要设计指标，材料的特征组成成分为高效减水剂和活性矿质掺合料。随着高性能混凝土作为专门章节列入2011版《公路工程桥涵施工技术规范》，其在公路桥梁尤其结构复杂、大跨径体系中的应用渐趋普遍，对其质量控制及结果确认尤显重要。梁志勇[1]我国目前对混凝土工程质量检测的标准，主要针对普通混凝土结构，由于高性能混凝土材料组成与普通混凝土有大的不同，导致其物理力学性能发生显著变化，因此，采用现行规范规程检测高性能混凝土时，应注意检测方法的适用性及推定强度准确性。

回弹法是通过混凝土硬化后的表面硬度与抗压强度之间的相关关系来推定混凝土强度。高性能混凝土因为需添加矿物质掺合料、减水剂等,使混凝土表面硬度与抗压强度相关关系发生变化,因此不能直接使用回弹法统一测强曲线,须另行制定检测范围及专用测强曲线[2]。

笔者参与了山西省交通运输厅2011年度科技项目（2011-1-37）：回弹法检测高性能混凝土强度方法的研究，项目系统研究了回弹测强方法对高性能混凝土体系的适用性，在此基础上，通过试验回归出山西公路工程高性能混凝土回弹检测地区测强曲线y=0.039 1x1.9013，该项目已通过山西省科学技术厅成果鉴定。

本次试验主要为该测强曲线在山西高速项目应用实践，验证完善相关技术参数。

2 试验方案

2.1 工程概况及配合比

2.1.1 寺沟口大桥

山西某高速寺沟口大桥，布置形式为（71+130+71）m连续刚构，分左右两幅，位于分离式路基与整体式路基变化段，单幅桥宽12 m，最大墩高70 m。主桥上部采用C50预应力混凝土连续刚构，主墩采用C50双薄壁墩，浇筑采用泵送工艺。

a）设计配合比：水泥∶粉煤灰∶矿渣粉∶砂∶碎石∶水∶减水剂=400∶28∶43∶707∶1 107∶165∶4.71=0.85∶0.06∶0.09∶1.50∶2.35∶0.35∶0.01.

b）主要技术参数：W/B=0.35，W/C=0.41，mb=476 kg/m3，βs=39%，βa=1.0% ，mw=165 kg/m3.

c）塌落度 T=150～180 mm.

2.1.2 柳壕大桥

柳壕大桥上部结构左线采用10-40 m装配式预应力混凝土连续T梁，右线采用11-40 m装配式预应力混凝土连续T梁，T梁采用C50混凝土单独预制、简支安装、现浇连续接头的先简支后连续结构体系。浇筑采用罐车运输吊斗卸料工艺。

a）设计配合比：水泥∶粉煤灰∶矿渣粉∶砂∶碎石∶水∶减水剂=400∶28∶43∶707∶1 107∶165∶4.24=0.85∶0.06∶0.09∶1.50∶2.35∶0.35∶0.009.

b）主要技术参数：W/B=0.35，W/C=0.41，mb=476 kg/m3，βs=39% ，βa=0.9%，mw=165 kg/m3，塌落度T=120～150 mm.

本项目试验与上次回归测强曲线不同，水泥为威顿 P.O42.5，比表面积As为 338 m2/kg，fe.28=54.1 MPa；活性胶凝材料为粉煤灰与矿渣粉复合，上期试验采用硅粉与粉煤灰复合，试验龄期增加5 d。

2.2 龄期及养护条件

试验试件采用150×150×150立方体试件，试验龄期分别采用 3 d、5 d、7 d、28 d、56 d；养护条件分标准养护和施工结构同条件养护；组批试件数量取10个，每种条件备用件2个。总共试验试件数量为 5×2×（10+2）=120个。

2.3 数据采集

试件到规定龄期后，养生地点取出，擦水阴干表面，置于压力机预加荷载50～80 kN，回弹仪在两相对成型侧面各弹击8点，点间距20 mm，剔除3个最大和3个最小，中间10数平均作为试件回弹值；继续加荷至破坏，计算试件抗压强度。

2.4 数据处理

同批试件，数据有效性用肖维娜法则判定，试件抗压强度与平均值偏差，超过1.96倍标准偏差时，该试件数据作为异常值舍弃，用备用件试验替代至满足要求。

2.5 结果整理

以回弹值为自变量，用统一测强曲线、专用测强曲线、泵送测强曲线分别计算回弹推定强度，按数理统计计算回弹推定代表值和标准差。与抗压强度比较，求得相对偏差、修正系数。

3 试验结果汇总

表1 标准养生条件试验结果 MPa

表2 同养条件试验结果 MPa

4 试验结论

a）高性能混凝土回弹专用曲线y=0.039 1x1.9013适用龄期为5 d及以上，其回弹推定强度与抗压强度相对偏差不大于10%。

b）专用回弹曲线，介于现行国家混凝土统一测强曲线和泵送测强曲线[2]之间，更接近于泵送测强曲线。对精度要求不高的定性判定，可直接采用泵送测强曲线。

c）高性能混凝土属于多相复合材料，其回弹强度受到原材料特性、龄期、养生方式及气候条件多种因素影响，在施工控制过程，需要定量确定强度，宜采用专用测强曲线，并首先建立修正系数。

d）高性能混凝土地区测强曲线早龄期（28 d以前），回弹推定强度偏低，28 d以后，随养生方式而不同，就标准养护条件，回弹推定强度大于试件抗压强度。

e）高性能混凝土在定性判定中，浇筑不论是否泵送，都宜选用泵送测强曲线，这由其高工作性，体系胶凝材料多所决定。