回弹法检测泵送混凝土专用测强曲线研究

张 毅

中铁十六局集团第三工程有限公司

1 前言

在桥梁结构施工过程中，回弹法是质监站、监理单位、业主单位等试验检测机构对桥梁结构实体质量检测最常用的一种无损检测方法。其操作简单、灵活、快捷，被检测部门广泛采用。但大多数检测机构使用的全国统一测强曲线，由于混凝土的配合比、原材料、掺合料、养护环境条件及施工工艺等因素的不同，其检测结果有所差异，精度不高。不能真实反映构件的实际强度。本文针对预制T梁混凝土所在部位施工条件、环境特点,通过采用与预制T梁混凝土相同的材料、成型工艺制作，并随T梁同条件下养护的多组混凝土试件进行回弹、立方体抗压强度试验检测，以T梁回弹值和芯样抗压强度值为参数，建立回弹法专用测强曲线应用于工程实践，并用推定值与本曲线进行验证，取得了满意的效果。

2 原材料及配合比

2.1 原材料

C50预制T梁混凝土原材料选用与普通混凝土原材料基本相同，其检验项目符合《公路桥涵施工技术规范》（JTJ/TF 50—2011）要求。本标段预制T梁混凝土，采用宁海强蛟海螺有限公司生产的P.O42.5水泥，张家港S95级矿粉，掺量为20%，武汉苏博生产的PC100-R外加剂，掺量为1.1%，其减水率为25%，砂为福建闽江砂，细度模数2.9，表观密度2600g/cm3,碎石为本标段大湾岗隧道宕渣破碎加工而成的4.75mm～26.5mm连续级配，压碎值13.7%，表观密度2600g/cm3。以上原材料各项指标均符合规范及施工要求。

2.2 混凝土配合比

本项目庙山弄桥和中管庙大桥均为25m预应力混凝土T梁,高度为1.65m。由于T型梁负弯矩部位钢筋比较密集间距小、施工时间较长，设计为C50泵送混凝土，设计坍落度为160cm～200cm,混凝土基准配合比见表1。

3 专用测强曲线的建立

3.1 混凝土立方体试件的制作

按照《公路工程水泥及水泥混凝土试验规程》（JTG E30—2005）规范要求，制作标准立方体试件（150mm×150mm×150mm），不同龄期的试件，成型前应测定坍落度，振捣方式宜采用与现场结构相同方式进行（振动台、插入式振捣棒），试压试件成型后标明样品唯一性编号，在成型24h后，将试件移至与被测结构物相同条件下养护，试件拆模日期应与T梁的拆模日期相同。

3.2 混凝土立方体试件测试

回弹仪、碳化深度测量仪器统一标定。测量前后均应记录回弹仪钢钻率定值。将已到期的同条件养护试件，先进行回弹测试，再进行抗压试验，具体测定方法按《回弹法检测混凝土抗压强度技术规程》（JGJ/T 23—2011）附录E进行，将试块放在试验机上预压100kN的压力。在试件保持压力下，对每个试块两个对立侧面进行回弹，一个测试面8个点共获得16个测定值。回弹测试完成后，按规范进行数据处理，并计算该试件相应龄期的回弹值。回弹值测定后按照《公路工程水泥及水泥混凝土试验规程》（JTG E30—2005）技术规范要求将试块压至破坏，记录并计算其抗压强度值。在压破的试块断面按规范进行碳化深度测试，不小于5次，取平均值作为该试块的碳化值。

3.3 试验结果分析

本试验试件采用与预制T梁混凝土相同的材料、相同的工艺成型，并随T梁同条件下养护，其龄期分别为7d、14d、28d、60d共40组试件进行回弹、立方体抗压强度检测，其回弹值与立方体试件抗压强度结果见表2。将全部试验检测结果，按线性回归方法进行拟合，绘制混凝土抗压强度与回弹值关系图，如图1所示。由图1可见混凝土试件抗压强度与回弹值呈曲线关系。

表2 混凝土试件回弹值与抗压强度

3.4 数据回归分析

按《回弹法检测混凝土抗压强度技术规程》（JGJ/T 23—2011）规范进行数据回归分析，利用最小二乘法原理对不同龄期的混凝土试件进行抗压与回弹试验，并对试验检测数据进行统计和回归分析。由于本工程中试验龄期较短，通过对混凝土试件碳化深度的测定，发现试件碳化深度小于0.5mm,对拟合的测强曲线影响较小。因此，不考虑碳化深度的影响情况下建立混凝土回弹法专用测强曲线方程为ccu=0.1918Rm1.4933，其ccu混凝土强度换算值，Rm为平均回弹值。通过计算得出测强曲线相关系数为0.9759，说明混凝土试件抗压强度与平均回弹值之间的曲线相关关系高度显著.同一个混凝土回弹值对应的抗压强度在一定范围内的波动符合正态分布.相对标准差为2.3%,平均相对误差为1.8%.根据《回弹法检测混凝土抗压强度技术规程》（JGJ/T 23—2011）规范的规定,专用测强曲线的相对标准差小于等于14%,平均相对误差小于等于12%，由本试验推定的专用测强曲线均满足规范规定的测强曲线的精度要求。

4 专用测强曲线校核

对所建立的专用测强曲线,抽取了6组预制T梁回弹法和钻芯试件进行校核.回弹强度分别采用建设部标准、浙江省地方标准和本篇中的回弹专用测强曲线方法推定的强度值进行对比，其推定结果如表3所示。

表3 专用测强曲线验证

通过对不同测强曲线的比较可以看出，按浙江地区碎石泵送混凝土测强曲线、建设部规程《回弹法检测混凝土抗压强度技术规程》（JGJ/T 23—2011）以及本篇推定的专用测强曲线计算修正系数平均值，结果发现按《回弹法检测混凝土抗压强度技术规程》（JGJ/T 23—2011）计算的修正系数平均值为1.03，按浙江地区碎石泵送混凝土测强曲线计算的修正系数平均值为1.04，按本篇推定的测强曲线计算的修正系数平均值为1.01。结果表明按照建设部规范和浙江地区测强曲线推定出的碎石泵送混凝土强度明显低于混凝土芯样强度值。从表3还可以得出按照建设部规范和浙江地方测强曲线计算得出的平均相对误差与相对标准差都大于本篇推定的专用测强曲计算的误差。从而得出结论本篇的回弹专用测强曲线所得结果比国标和地方标准更为接近钻芯试件抗压强度。

5 结语

在工程施工中,本文结合原材料情况、施工工艺、自然气候等，针对预制梁场C50混凝土建立了专用测强曲线。其建立专用测强曲线的方法是科学的,可靠度能够满足要求。经现场回弹结果推定的混凝土强度更接近于实际钻芯试件抗压强度。本文所建立的C50预制T梁专用测强曲线，更符合施工现场的实际情况，同时有效地提高回弹法测强精度。因此，建立测强曲线是一种既简便又精准的混凝土强度推定措施，能够有效提高试验精度和工作效率。