重庆地区回弹法检测高强混凝土抗压强度试验研究

2016-03-21ExperimentalStudyonCompressiveStrengthofHighStrengthConcretewithReboundMethodinChongqing

重庆建筑 2016年2期

关键词：重庆地区行业标准试块

Experimental Study on Compressive Strength of High Strength Concrete with Rebound Method in Chongqing

颜丙山，林文修，李建茹（重庆市建筑科学研究院，重庆　400020）

重庆地区回弹法检测高强混凝土抗压强度试验研究

Experimental Study on Compressive Strength of High Strength Concrete with Rebound Method in Chongqing

颜丙山，林文修，李建茹
（重庆市建筑科学研究院，重庆400020）

摘要：建立重庆地标《高强混凝土强度检测技术规程》DBJ50-057-2014的回弹法测强曲线，并通过与行业标准曲线的对比和工程验证，得出重庆地区高强混凝土测强曲线的特点，以利于回弹法检测高强混凝土强度技术的推广。

关键词：测强曲线；抗压强度；地方标准；高强混凝土

Abstract：This article introduces the process of creating the strength measuring curve with the rebound method in Technical specification for strength testing of high strength concrete（DBJ50-057-2014）. And based on the comparison with industrial standard curve, the characteristics of the concrete strength measuring curve in Chongqing are obtained, helping the popularization of the rebound method for compressive strength testing of high strength concrete.

Keywords：strength measuring curve；compressive strength；provincial standard；high-strength concrete

1　概述

回弹法以其操作方便、检测周期短、对构件无破损等特点深受广大工程质量检测人员的欢迎，是工程检测、鉴定中评定混凝土强度的一个重要方法。目前，回弹法的评定范围也从以前的普通混凝土扩展到现在的高强混凝土。规程编制组根据大量的回弹对比试验，确定了回弹法测强曲线，为制定重庆地标《高强混凝土强度检测技术规程》[1]提供了依据。

2　试验方案

试验工作主要分为两个阶段，第一阶段完成试块的试验数据采集774对，第二阶段增加了3个试验小组分别独立进行试验验证。为了保证检测试验数据的准确性，尽量减小系统误差，检测设备必须进行计量检定。同时，为了使混凝土试块具有代表性，根据实际情况拟定混凝土配合比，养护方式均为自然养护[3]。

2.1试验仪器及设备

回弹仪采用标称动能为4.5J的GH450型高强回弹仪，其性能和规格要求符合《回弹仪检定规程》JJG817-2011的要求，且应进行过检定并处于标准状态。试验前均需在洛氏硬度为（HRC）60±2的钢砧上进行率定，率定合格后方能使用。

试验机采用量程为3000kN的液压试验机，试验前须进行计量检定且处于标准状态[4]。

2.2混凝土试块的制作

第一阶段、第二阶段制作的试块数量见表1（括号中数量为第二阶段制作的试块数量）。

表1　试块制作数量（单位：组）

2.3试验方法及要点

2.3.1回弹值测试

采用GHT450型回弹仪进行回弹值测试，按图1所示分别在试块2个相对的浇筑侧面各测试8点回弹值。测试回弹值前，用试块的另一对浇筑侧面为受压面，将试块放置于压力机中心位置，施加80kN预压力后再进行回弹值测试。

图1　试块侧面回弹测点布置示意图

2.3.2抗压强度试验及碳化深度测试

试块抗压强度测试在完成回弹检测后即可进行。所有试块抗压应在同一台压力机上进行，以减小使用不同压力机可能产生的抗压强偏差。试验时应注意控制好压力机加荷速度，原则上应慢速加荷，尤其在试块将达到极限荷载时，更应降低加荷速率。

试块抗压强度试验后及时采用酒精酚酞试剂测试回弹检测面上的混凝土碳化深度，测试方法参照现行的《回弹法检测混凝土抗压强度技术规程》JGJ/T23-2001进行。

3　测强曲线的建立

编制组共采集了试验数据1612组，混凝土试块均由四个试验小组按各自的配合比独立制作而成，因此检测数据具有一定的广泛性和代表性，回弹法与抗压强度值点位分布情况见图2。

图2　混凝土试块回弹值—抗压强度值点位分布图

从图2可以看出，各试验小组试验数据汇总后，点位绝大部分较一致，分布具有较明显的规律性。试验过程中对试块的碳化深度进行了测量，根据测试结果，截止到最长龄期730d，设计强度等级为C40的试块碳化深度区间0.5~1.5mm，C50及以上等级的试块碳化深度均小于0.5mm，且强度越高、碳化深度越小。结合地方标准拟定的强度测试区间为C50~C80，故在拟合测强曲线时可不考虑混凝土碳化深度的影响。

根据测试结果，将回弹值—抗压强度值的对应关系按幂函数、指数、对数、二次多项式、线性五种类型函数分别配制了回归曲线，其中二次多项式曲线相关性最好，且相对标准差为13.1%，满足国家行业标准《高强混凝土强度检测技术规程》JGJ/T294—2013中地区测强曲线相对标准差不应大于17%的规定[2]，故地方标准中将二次多项式回归曲线作为地区测强曲线。

表2　各类型回归曲线公式及相对标准差一览表

表2中相对标准差（er%）计算公式为：

式中：fcu,i为第i个试块的抗压强度值，精确到0.1MPa；

fcｅcu,i为由同一个抗压试块的回弹平均值按回归公式计算得到的混凝土强度换算值，精确到0.1MPa；

n为误差计算的试块数量。

4　与行业标准曲线的对比及工程验证

行业标准JGJ/T294—2013中根据高强回弹仪标称动能的不同，分为标称动能为4.5J的测强曲线和标准动能为5.5J的测强曲线[2]，重庆地区的测强曲线为采用标称动能为4.5J的高强回弹仪获得的，故在对比时应相应的采用行业标准中标称动能为4.5J的测强曲线，两种测强曲线的走势见图3。

图3　地方标准与行业标准曲线比较（标称动能4.5J）

两种测强曲线类型均为二次多项式，从图3中可以看出两种曲线并不是平行的关系，而是在回弹值为63的时候有交点。当回弹值小于63的时候，地标测强曲线的换算强度值高于行业标准曲线的换算强度值，而当回弹值大于63的时候，则正好相反。

将试验所得的1612对数据代入行业标准曲线公式中计算其相对标准差，计算结果为er=14.1%，大于地方标准曲线的相对标准差，说明地方标准曲线相对于行业标准曲线更加精确，适合于重庆地区高强混凝土强度的推定。

为了验证地方标准曲线的准确性，选择一处在建的高层混凝土框架—剪力墙结构，采用回弹法及钻芯法对底层设计强度等级为C50的竖向构件进行了对比检测[5]，回弹法采用标称动能为4.5J的回弹仪，钻芯法钻取的芯样为直径100mm的标准芯样，钻取位置与回弹测区位置重合，检测结果见表3。

从表3中可以看出，按地方标准计算出的测区换算强度明显高于按行业标准计算出的测区换算强度，其间相差约一个强度等级，但前者更接近于钻芯法检测的混凝土抗压强度值，地方标准、行业标准测区强度总体修正量分别为+1.3MPa和+ 7.1MPa。通过两者的对比发现，按重庆地方标准中的测强曲线计算出的强度与钻芯法检测的混凝土抗压强度值比较一致，总体修正量也较小，说明测区换算强度值相对于按行业标准计算出的换算强度值更为准确，更能反映构件的真实情况。