高强混凝土强度检测技术试验分析

张雅倩

中铁七局集团郑州工程有限公司

高强混凝土强度检测技术试验分析

张雅倩

中铁七局集团郑州工程有限公司

高强混凝土是应用最为广泛的一种建筑材料，其强度性能直接影响到工程建设的整体质量。超声回弹综合法作为混凝土强度无损检测的主要方式，其选取两种非破损检测方法，很大程度上可对单一检测方法存在的不足进行相互补充，能够降低检测误差，提高检测精确度。为此，本文主要对高强混凝土强度检测相关内容进行了分析与探究。

高强混凝土；强度检测；试验分析

一、超声回弹综合法测强的基本原理

超声回弹综合法的基础为混凝土抗压强度和表面回弹值、超声声速值相关关系，通过混凝土试块抗压强度和非损坏检测参数共同建立的相关关系曲线，也就是我们所说的测强曲线。随后按照回弹值、声速值等条件，将混凝土强度推算出来。工程实践中，可在结构混凝土内相同测区内对声时值、回弹值进行测量，并通过建立的关系时，对此测区混凝土强度进行计算。

材料应力、应变行为及强度关系为超声法、回弹法实施的主要依据。但超声速度能够将材料弹性性质充分反映出来。且其能从材料穿过，以此将材料内部结构的相应信息传递出来。因此，有机结合超声法和回弹法，不仅能够将混凝土弹性、塑性性能反映出来，还能将混凝土表层、内部结构状态展现出来，通过这种方式才能更准确、更全面地反映出混凝土的强度，才能确保强度值的精确性。

二、试验分析

1、试块制作

一般选取泵送混凝土的方式进行高强混凝土施工，根据试验要求，应选取泵送与非泵送两种方式进行混凝土试块试验。其中可在试验室内制作非泵送混凝土，根据最佳配合比进行不同强度等级的混凝土试块，分别为C50C60C70C80，各个等级需进行立方体试块的制作，其长度为150mm，每个等级为12组，共需48组。同时，选取多家商品混凝土搅拌站进行泵送混凝土制作，选取和非泵送混凝土强度等级、试块数量相同的试块，完成试块制作后，按照相同标准统一养护，测试龄期也需划分为四个阶段，即：14d28d60d90d。选取普通硅酸盐水泥作为水泥材料，强度等级分别为32.542.5，选取当地河砂作为细骨料，主要为中砂。选取碎石作为粗骨料，其粒径可控制在5到20mm，水选取一般自来水即可。

2、试验仪器

混凝土中型回弹仪、高强回弹仪为试验所需回弹仪；NYL-2000D型为混凝土压力试验机型号。ZBL-U150A非金属超声检测仪为试验超声仪。要求定期对以上仪器进行计量鉴定，设备性能应与施工规范规定相符。

3、试验方法

试块养护至龄期之后，可通过试块光滑侧面对回弹值进行分别测量。试验机受压承压面以试块浇筑方向两个相对面为主，按照试块强度进行30到80KN预压。完成测试回弹值工作后，应先将荷载卸除，随后采用一对光滑相对侧面对试块三个声速值进行测量，试块声速测试值以声速平均值为准。

三、综合测强曲线的建立及误差分析

1、建立综合测强曲线

在取得的试验数据和计算分析软件的基础上，通过多种回归模型分析两批试验数据，利用对比分析法，最后高强混凝土强度测试选取较高相关系数的幕函数回归模型。选取普通回弹仪综合测强曲线的模型公式如下，0.76为其相关系数。

其中，第i个测区混凝土抗压强度换算值可由fcCN，i表示；

第i个测区混凝土声速平均值可由Vi表示；

第i个测区平均回弹值可由Rm，i表示。

选取高强回弹仪综合测强曲线的模型公式如下，0.85为其相关系数。

2、两种测强曲线的计算误差分析

为验证测强曲线的精确度，可通过对比分析，对平均相对误差、平均相对标准差进行探讨。误差如表1所示。

表1 普通回弹仪和高强回弹仪测强曲线的计算误差(%)

通过试验分析得出，与实测强度误差百分比相比，普通回弹仪测强曲线计算强度集中于-20%到+20%之间。在不断提升实测强度的同时，误差将逐步从+误差转变为-误差，且属于分散式误差分布。高强回弹仪测强曲线实测强度误差集中区间为-15%到+15%之间。由此可见，检测精度方面高强回弹仪效率更好。

3、检测验证

在实验室、商品混凝土搅拌站进行不同强度等级高强混凝土构件的制作，共24个，构件尺寸为1200mmX600mmX300mm，完成制作构件工作后，可统一在试验室进行养护，满足预定实测龄期后进行测试。要求选取构件2个侧面，分别选取普通与高强回弹仪进行测试，测试内容包含回弹测试、超声声速测试。构件相应无损检测部位的实测强度可通过测试芯块抗压强度获取，一般检测位置以各个构件上中下3处为主。最后通过检测数据验证两种回弹仪测强曲线，结果为普通回弹仪曲线平均相对误差范围为-14.2%～+14.2%，平均相对标准差为16.1%；高强回弹曲线平均相对误差为-10.3%～+10.3%，平均相对标准差为12.7%。由此可见，检测误差较小的仪器为高强回弹仪，在高强混凝土综合法测强中，高强回弹仪更具优势。

四、结束语

综上所述，作为目前工程建设主要材料，混凝土质量的优劣直接影响到工程结构的安全性。传统混凝土质量检验方式，都以规定取样制作的立方体试件作为前提，因施工质量监管不到位，将加大试件试验测试性能指标和结构物实际混凝土性质误差，进而引发大量安全事故。为此，必须科学检测、控制结构混凝土的施工质量，这也是全面提升工程质量的主要方式。本文选取超声回弹综合法对混凝土强度进行检测，作为一种混凝土无损检测方法，其可准确测试试件回弹值与声时值，与其他单一的参数法相比，此方式可有效补偿其存在的不足，操作便捷，并具有较高测试精度，目前在混凝土强度检测试验中得到了广泛应用及推广。