回弹法测各强度混凝土数据函数及测强曲线分析.pdf

2 0 1 5年第 4期( 总 2 0 4期 ) 安徽建筑 l I一I = 检 测 试 验 与 测 量 技 术 D OI ： 1 0 1 6 3 3 0 j c n k i 1 0 0 7 7 3 5 9 2 0 1 5 0 3 0 9 0 回弹法测各强度混凝土数据函数及测强曲线分析 Re b o u n d Me t h o d Me a s u r i n g t h e Fu n c t i o n o f a l l K i n d s o f I n t e n s i t y o f Co n c r e t e Da t a a n d i t s Tr a c i n g An a l y s i s 陶毓先 ， 桑伟宁 ( 1 安徽省建筑科学研究设计院 ， 安徽合肥2 3 0 0 0 9； 2 合肥工业大学土木工程学院 ， 安徽合肥2 3 0 0 0 9 ) 摘 要： 根据 回弹法检测混凝土抗压强度技术规程 ( I qT 2 3 2 0 1 1 ) 的要求分别对 1 O9 0 MP a 混凝土结构件进行 强度测 量， 分别采取幂函 数 、 指 数函数 、 对数 函数 、 线性 函数 、 二次 函数 和三次 函数分析 其相 关 系数及误差 ， 建立相 关测强曲线。 关键词： 回弹法； 函数分析； 测强曲线 中图分类号 ： T U 5 o 2 文献标识码 ： A 文章编号： 1 0 0 7 7 3 5 9 ( 2 0 1 s ) o 4 - o l 9 6 0 3 0 引 言 回弹法是一种无损检测技术， 它具有非破损、 简便、 快速、 便于大量测试等优点，经过多年发展，在工业与民用建筑、 水 利、电力等工程建设项目的混凝土质量检测中得到广泛应用， 取得了良好的效果， 并在工程实践中不断总结、 完善和改进。 回 弹法是通过测定结构或构件混凝土表面的回弹值和碳化深度 参数并通过测强曲线来评定其强度， 回弹性的关键是建立测强 曲线， 即建立混凝土强度与回弹值、 碳化深度参数的关系曲线， 通常以测区混凝土强度值换算表的形式给出。 测强曲线的精度 决定了回弹性的测试精度。 回弹法检测混凝土抗压强度技术 规程) J G J T 2 3 2 0 1 1国家标准中给出的测强曲线是： A= o 0 3 4 4 8 8尺 。姗1 统一测强曲线适用的范围为 1 0 O M P a 6 0 0 MP a的抗压强度 ， 不 适用高强度混凝土， 国家标准对强度的推定情况( 见表 1 o 国家标准对强度的推定情况 表 1 国家标准虽给出了全国通用 回弹法检测的测强曲线并由 此得到测定混凝土强度值换算表， 但因我国幅员辽阔， 各地的 材料情况均不同， 回弹值换算强度的关系也应有所差异。 测强曲线的建立依赖于统计方法。 本文通过对大量试件做 碳化深度和回弹试验进行数据收集， 再利用最小二乘法， 分别 采用线性函数、 二次函数、 三次函数、 对数函数、 幂函数和指数 函数形式建立测强曲线并加以分析。 本实验严格按照 回弹法检测混凝土抗压强度技术规程 ( J G J T 2 3 2 0 1 1 ) 国家标准的要求进行试验， 混凝土试件为标准 试件( 1 5 0 m m1 5 0 m m1 5 0 mm) ， 强度范围为 I O M P a 一9 0 MP a ， 龄期范围为 1 4 d 3 6 0 d ， 混凝土中型回弹仪( H T 2 2 5型， 冲击动 能 2 2 0 7 J 1 和高强混凝土回弹仪( H T 1 0 0 0型， 冲击动能 9 8 J ) ， 所 用回弹仪均符合标准要求， 使用前均进行率定 ， 保证试验数据 的准确。 1 测强曲线的初步建立与分析 徽 建 1 1建立单一的测强 曲线 筑 _ 觚 籼恰 肌 1 1 1 I O M P a 一 6 o MP a 混凝 土 参照国家标准 ， 对于 I O M P a 6 0 MP a 采用单一测强曲线 ， 对于已有数据分析， 分别采取幂函数、 指数函数 、 对数函数 、 线 性函数 、 二次函数和三次函数分析( 见表 2 ) 。 1 O MPa 6 0 MP a拟合函数 表 2 由表 2 可知， 幂函数拟合出的测强曲线所得出的平均相对 误差和相对标准差相对较小， 而且相关系数大一些 ， 因此采用 幂函数拟合曲线是合适的。测强曲线为： f ：o 0 2 3 3 1 R ， 1 O 国 将幂函数拟合曲线与国家标准推定情况进行对比，结果 ( 见表 3 ) 。由表 3可知， 拟合函数 比国家标准在精度上有所提 高。 1 1 2 6 0 M P a 9 0 MP a 混凝 土 对于 6 0 MP a 9 0 MP a 高强混凝土同样采用单一测强曲线， 对于已有数据分析， 分别采取幂函数、 指数函数 、 对数函数 、 线 性函数、 二次函数和三次函数分析( -见表4 ) 。 由表 4可知， 综合考虑相关系数、 平均相对误差和相对标准 差， 幂函数形式的测强曲线拟合较好， 因此采用指数函数拟合 曲线是合适的。测强曲线为： f ：3 3 9 8 7 7 e 蚴 1 2建立分段测强 曲线 对 I O MP a 6 O MP a 强度的混凝土， 用中型回弹仪， 以 4 5 MP a 为分段点， 分段建立测强曲线。 对于已有数据， 分别采取幂函数、 指数函数、 对数函数 、 线 性函数、 二次函数和三次函数分析( 见表 5和表 6 ) 。 由表 5和 6可以得出， 对于强度在 I O M P a 一 4 5 MP a 范围内， 幂函数拟合出的测强曲线所得出的平均相对误差和相对标准 差较小。 因此采用幂函数拟合曲线。测强曲线为： 两种函数的对 比 表 3 安徽建筑 2 0 1 5年第 4期( 总 2 0 4期 ) 6 0 MP a 9 0 MP a拟合函数 表 4 |： 0 0 3 0 5 3 R l l 0 枷 ( 1 0 MP a 4 5 MP a ) 对于强度在 4 5 MP a 一 6 0 MP a 范围内，指数函数拟合出的测 强曲线所得出的平均相对误差和相对标准差较小， 因此采用指 数函数拟合曲线。测强曲线为： =3 3 3 8 1 舵 帆 ( 4 5 MP a 6 O MP a ) 对比分段测强曲线与统一测强曲线 ，在现有数据的基础 上。 比较得表 7 。 从表中可以看出对 1 0 MP a 6 0 MP a进行 l 0 MP a 4 5 MP a 、 4 5 MP a 6 0 MP a 分段建立测强曲线的效果不如 1 0 MP a 6 0 M P a 统一建立测强曲线的效果好。 1 3中型和重型回弹仪分别建立测强曲线 对 4 5 V P a 6 0 MP a 强度的混凝土， 分别用中型和重型回弹 仪所得到的回弹值， 建立测强曲线。 重型回弹仪 4 5 M P a 6 0 1 I P a 拟合函数( 见表 8 ) ， 中型回弹仪 4 5 M P a 6 0 MP a拟合函数( 见表 6 ) 。中弹和重型回弹仪测强曲线的对比( 见表 9 ) 。 对于重型回弹仪强度在 4 5 MP a 6 0 MP a 范围内，幂函数拟 合出的测强曲线所得出的平均相对误差和相对标准差相对较 小， 而且相关系数相对较大， 因此采用幂函数拟合曲线。 测强曲 线为： f - 2 1 0 3 1 0 5 R 籀1 0 m 自 由中型回弹仪所得到的回弹值与强度之间的相关系数高 ， 平均相对误差和相对标准差相对较低 ，应考虑使用中型回弹 4 5 MP a 一 6 0MP a拟 合函数 表 6 仪 ， 建立测强曲线 ， 测强曲线为： f = 3 3 3 8 1 4 e 吣 2 试验数据及其相关性分析 设计强度及分布对测强曲线参数的影响 从表 1 0可以看出， 6 0 MP a 9 0 M P a高强部分的平均相对误 差和相对标准差都要 比 1 0 M P a 6 0 MP a 低强部分的小得多， 更 重型回弹仪 4 5 MP a 一 6 0 MP a 拟合函数 表 8 检 测 试 验 与 测 量 技 术 安 徽 建 筑 _ 匡 2 0 1 5年第 4 期( 总2 0 4 期 ) 安徽建筑 一 一 - 一J = 一 检 钡 q 试 验 与 测 量 技 术 中弹和重型回弹仪测强曲线 表9 数低的最主要原因。 1 0 6 0 MP a和 6 0 9 o MP a 的相关系数、 平均相对误差和相对标准差表 1 0 接近规范标准所要求的取值范围。 以上测强曲线的强度平均相 对误差 8的计算由如下公式计算 ： n l f I J J 1 0 0 n l 1 其中： 8为回归方程式的强度平均相对误差( ) ， 精确到 0 1 ；为 由第 i 个试块抗压试验得 出的混凝土抗压强度值 ( M P a ) ， 精确到 0 1 M P a ； 为由同一试块的平均 回弹值 R m及平 均碳化深度值 d m按回归方程式算出的混凝土的强度换算值 ( M P a ) ， 精确到 0 1 MP a ； n为制定回归方程式的试件数。 上式中绝对值内的丌 k 丐 X l 是一个强度等级值， 其与混凝土的 设计强度值接近， 当分子在 1 06 0 MP a 和 6 09 0 MP a 范围内 所取值相同时， 混凝土的设计强度越高， 则其测强曲线的误差 就越小， 所以为建立测强曲线所取的混凝土强度范围对误差影 响很大 。 3 结论 从以上测强曲线建模分析看， 几种方法建立的测强曲线 的相关系数均比较低 ， 试验数据的离散性较大， 是导致相关系 对 1 0 M P a 一 6 0 MP a统 一 建 立测 强 曲线 效 果 较 对 1 0 M P a 一 6 0 MP a 进行 l 0 MP a 4 5 MP a 、 4 5 MP a 一 6 0 MP a分段建 立 测强曲线好。 高强部分的平均相对误差和相对标准差都要比低强部 分的小得多， 更容易达到所要求的取值范围。 混凝土的设计强度越高，其测强曲线的误差就越小， 为 建立测强曲线所取的混凝土强度范围对误差影响很大。 参考文献 1 陈飞飞 回弹法检测泵送混凝土专用 测强 曲线研究 叨 中国西 部科 技 ， 2 0 1 1 ( 2 9 ) 2 J G J T 2 3 201 1 ， 回弹法检测混 凝土抗压 强度技术 规程【 S 】 北京 ： 中 国建筑工业 出版社 ， 2 0 1 1 【 3 J G J f r 2 9 4 2 0 1 3 ， 高强混凝土强度检测技术规程【 s 】 北京： 中国建筑 工业 出版社 2 0 1 3 4 严太勇 影响回弹法检测混凝土强度准确性的因素f J 资源环境与 工程，2 0 1 0 ) 【 5 裘炽昌 影响回弹法测定混凝土强度的因素与建立测强曲线的探 讨 J 】 混凝土及建筑构件， 1 9 8 0 ) f 6 6 陈海彬， 周鹤 ， 陆辉东 高强混凝土回弹法地方测强曲线的研究 J 1 混凝土， 2 0 1 2 ( 6 ) 【 7 张旭晨， 曾艳， 王隽， 等 泵送混凝土回弹专用测强曲线的建立与研 究【 J 1 建材世界， 2 0 0 9 ( 8 】 吕晶晶， 姚金杰 基于最小二乘法和牛顿迭代法的空中 目标定位f J 1 微电子学与计算机， 2 0 1 1 ( 9 ) 【 9 9 聂小明 回弹法地 区测强 曲线的建立 与应用研 究【 D 天津 ： 河北工 业大学， 2 0 1 1 1 O 】 张豫川，王亚军， 王茂杰， 等 泵送混凝土回弹测强曲线试验研究 J 】 混凝土， 2 0 1 3 ( 7 ) 【 l 1 】 魏连雨， 马腾飞， 魏凯， 冯雷 高强混凝土回弹仪检测混凝土抗压强 度的试验研究【 D 】 天津 ：河北工业大学， 2 0 1 5 【 1 2 刘兴远， 王跃文 回弹法检测混凝土抗压强度讨论【 D 】 重庆 ： 重庆 建筑科学研究院， 2 0 0 5 【 1 3 】 L i a n g Mi n g t e ， A n S h e n t y n i n Ma t h e m a t i c a l mo d e l i n g a n d a p p l i c a t i o n s f o r c o n c r e t e c a r b o n a t i o n J J o u rna l o f Ma r i n e S c i e n c e a n d T e c h n o l o g y ， 2 0 0 3 ( I ) 【 1 4 】 S a n j u a n M A， A n d r a d e C， C h e y r e z y M C o n c r e t e c a r b o n a t i o n t e s t s i n n a t u r al and a c c e l e r a t e d c o n d i t i o n s J 】 A d v anc e s i n C e me n t R e s e a r c h 2 o 0 3 ( 4 ) I I 业 I ； 业 j I 业 j j jI j j j j j 奄 ； j - j j 9k ； ( 上接 第 9 2页) 执行 建筑给水排水及采暖工程施工质量验收规范 ( G B 5 0 2 4 2 2 0 0 2 ) 相关规定。 所使用的管材和管件应符合现行的国家标准 建筑排水 用硬聚氯乙烯管材) ( G B f I 5 8 3 6 ) 及设计要求。且必须使用同一 厂家、 同一品牌相匹配的管材和管件。 套管固定后应逐一进行检查，必须与设计用管道直径、 规格相匹配， 位置准确， 安装稳固、 竖直， 底口与板面接触紧密。 管道施工时， 套管内的管道不得有接口。 5 安全措施 贯彻“ 安全第一， 预防为主” 的方针， 成立安全管理小组 ， 建立健全各级安全岗位责任制， 加强安全监督 ， 进行安全技术 交底和安全培训， 提高施工人员安全意识和防范能力。 凡患有高血压 、 心脏病、 癫痫症、 恐高症及其他不适应 高处作业的人， 一律不准从事高处套管安装作业。 施工现场防护用品要穿戴整齐， 戴好安全帽， 不准穿光 滑 的硬底 鞋 。 高处作业人员不准从高处往地面抛掷物件。 严禁在高处作业时嬉戏打闹， 严禁在高处作业区睡觉。 在使用硬聚氯乙烯塑料胶合剂时 ，施工现场严禁与明 火接触， 并注意通风。 6 结语 U P V C排水管穿楼板 自防水一次成型的施工技术 ，与传 统预留管洞施工工艺相比， 位置准确 ， 操作简便， 安装牢 固， 无 需进行二次托模补洞 ， 因而无修补痕迹， 外观质量较好 ， 避免 了由于封堵洞口引起管道周围渗漏的质量问题 ，同时减少了 用户使用过程中的维修。 仅就预埋施工与传统施工工艺相比， 直接费用可节约大约 4 0 ， 同时也节约资源 ， 节省工期 ， 满足 建筑设计功能要求， 具有一定的经济效益和社会效益 ， 值得大 力推 广应 用。 参考文献 G B 5 0 2 4 2 2 0 0 2 ，建筑给水排水及采暖工程施工质量验收规范 【 s 北 京： 中国建筑工业出版社 ， 2 0 1 2 _