回弹法混凝土测强的应用分析.pdf

誊 2 山 西 冶 品 S H A N X I M E T A I I U R G Y T otal 1 3 7 N o 3， 201 2 文章编号： 1 6 7 2 1 1 5 2 ( 2 0 1 2 ) 0 3 0 0 7 4 0 3 回弹法混凝土测强的应用分析 孙 曼莉 ( 山西工程职业技术学院， 山西太原0 3 0 0 0 9 ) 摘要： 就现行 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 ， 利用回弹法检测混凝土的强度， 以及 什么条件下需要进行钻芯法修正作了深入的分析， 指出了回弹法检测技术规程应用过程中存在的几个问题 ， 并 提 出了若干想法和建议。 关键词 ： 混凝土强度回弹值碳化深度钻芯修 正强度推 定 中图分类号 ： T U3 7 5 文献标识码 ： B 收稿 日期 ： 2 0 1 2 0 2 2 4 随着我国对建筑工程质量要求的不断提高， 混 凝土无损检测技术在建设工程质量管理中的应用E t 趋广泛，目前无损检测的方法主要有非破损的回弹 法、超声法、超声回弹综合法以及局部破损的钻芯 法、 拔出法和射钉法等 。 回弹法 即采用标准能量为 2 2 0 7 J 的混凝土回弹 仪，检测混凝土结构或构件的混凝土抗压强度的一 种方法。尽管近年来国内外已研制出了许多进行混 凝土非破损检测的仪器，且对混凝土的检测技术亦 进行了广泛深入的研究，但回弹法则以其仪器操作 简单、 检测费用较低、 测试精度较高的众多优点， 始 终是混凝土非破损检测技术在工程中应用的优先选 择。2 0 1 1 年我国 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 ( 以下简称本规程 ) ， 经住房 和城乡建设部以公告第 1 0 0 0 号批准、 发布， 自2 0 1 1 年 l 2月 1日起实施 。 1 回弹法检测混凝土强度分析 1 1 混凝土强度检测抽样构件数量与测区确定 检测混凝土强度 时，有针对单个构件的检测及 构件的批量检测。 当构件的混凝土强度等级、 原材料 及配 比、 混凝土成型工艺 、 养护方法相 同， 且构件 的 混凝土龄期相近 ， 可采用批量检测。 对同一检验批 的 构件抽样数量要求不少于构件总数的3 0 ，且至少 为 1 0 个 。 如同检验批构件数量大于 3 0个时 ， 抽样构 件数量可适当调整 ，但不得少于国家现行有关标准 的最小样本数量。 关于测区数量本规程规定 ：同一构件上测区数 作者简介： 孙曼莉 ( 1 9 6 3 一 ) ， 女， 现在山西工程职业技 术学院从事建筑实验教学工作，实验师。T e l ： 1 3 8 3 4 5 4 8 0 5 2 ， E-ma i h 50 31 70 0 07qq c o m 至少为 l 0 个， 相邻测区的距离不得超过 2 m， 端部 测 区距构件或施工缝边缘不 超过 O 5 m及 不小 于 0 2 m； 当构件长向尺寸小于 4 5 111 ， 且某一短向尺寸 小于 0 3 in 时， 构件的测区数量可适当减少， 但至少 选取 5 个 。每个测区的面积不宜超过 0 0 4 m 2 。测区 位置应尽量选在使回弹仪处于水平方向检测，测试 面为混凝土的两个对称浇筑侧面。 当无法满足时， 测 区可分布在构件的一个浇筑测面上，构构件的重要 或薄弱部位须布置测区，同时对有可能造成强度检 测较大误差检测面应依据规程做适当处理，以免检 测结果与实际情况不符。 1 2 回弹仪 回弹值与碳化深度的测量 测量混凝土的回弹值时 ，测点选择应距外露钢 筋及预埋件不宜小于 3 c m， 不应将回弹点放在混凝 土的气孔或外露石子上 ， 且同一个测点只能弹一次。 一 个测区应记录 1 6 个精确到 1 的回弹值， 以作回弹 值计算用。 混凝土的碳化深度值 的测量 ，是在测量完混凝 土 回弹值后进行的。测量碳化值选取的测点数应不 少于测量 回弹值测区数的 3 0 ，但当测得的数值极 差超过 2 0 m m时， 则取测点数为全部测区数， 测点 是在测区表面利用工具形成直径 1 5 m m的孔洞。 每 个测点测量 3 次， 读数精确至 0 2 5 m m， 取 3 次测量 数值平均值作为该测点的碳化值，精确至 0 5 m m。 最后取所有测点所测数值的平均值作为该构件的碳 化深度值。 1 3 混凝土回弹值的计算方法 在每个测区测得的 1 6个 回弹值 中， 去掉 3 个最 大值和 3 个最小值， 取其余 1 0 个回弹值的平均值作 为该测区的回弹值。另外， 回弹值计算时， 以下几种 2 0 1 2 年第 3 期 孙曼莉： 回弹法混凝土测强的应用分析 情况须对回弹值进行修正： 1 )回弹仪非水平方向检测混凝土浇筑侧面。 R ， 般 其中， 为构件各测区混凝土的平均回 弹值，精确至 0 1 ； R 为回弹仪非水平方向检测所 测回弹值的平均值 ， 精确至 0 1 ； R 。 为回弹仪非水平 方向检测时回弹值的修正值 ， 依据检测角度的不同， 可查询规程附录 c 。 2 ) 回弹仪水平方向检测 ， 但检测面为非混凝土 浇筑侧面。 R 十 R ： ， R R m 十b n b 式中， R 、 1分另 4 为水 平方 向检测构件混凝土浇筑表面、底面时的测区回 弹值平均值； 、 R 汾 别为检测面为构件浇筑表面、 底 面时混凝土回弹值的修正值， 可查询规程附录 D 。 3)当回弹仪为非水平方 向检测非混凝土浇筑 侧面。混凝土回弹值修正时， 应先按 1 ) 所述的方法 修正回弹仪的检测角度， 再按 2 ) 所述的方法修正混 凝土浇筑面。 1 4 混凝土强度换算值 1 4 1 测强曲线选择 符合下列条件的非泵送混凝土与泵送混凝土， 可分别按本规程附录 A 、 B规定的统一测强曲线进 行测 区混凝土强度换算 ： 1 ) 混凝土所采用的原材料 、 成型工艺与成型模 板均符合 国家现行标准。 2 )采用蒸汽养护后完成再自 然养护7 d以上， 且构件混凝土表层已干燥 。 3 ) 采用 自 然养护( 1 4 1 0 0 0 ) d以上。 4) 混凝土抗压强度为 ( 1 0 06 0 0 ) MP a 。 如当地采用的混凝土其材料组成、生产工艺、 混 凝土养护条件与上述条件不符， 且具有成熟的地区测 强曲线或企 业的专用测强曲线时， 可优先考虑采用。 1 4 2 混凝土强度推定值 1 ) 混凝土强度平均值计算。m t = 生 一式中， “ n m ， 为混凝土强度换算值的平均值， 精确到 0 1 M P a 。 n为单个检测构件的测区数或批量检测被抽检构件 的总测区数。 2 ) 混凝土强度标准差计算 。 当构件测 区数在 1 0 个及以上时，须计算混凝土的强度标准差。S ， = 式中， 为混凝土强度换 算值的标准差， 精确到 0 0 1 M P a 。 3 ) 混凝土强度推定值( ) 对于构件现龄期混 凝土， 当测区数少于 1 0个时， 混凝 虽 度推定值 。 ) 取最小的测区混凝土强度换算值( ) 。 当测区数不少于 1 0 个时， 混凝土强度推定值应 按 ； 7 = = mf 一 1 6 4 5 S t 确定 。 2 本规程在工程应用中仍存在的若干问题 2 1 混凝土龄期超规程规定 时检测面临的问题 本 规程 规 定 了统 一 测强 曲线适 用 的龄 期 为 ( 1 4 1 0 0 0 ) d ， 仅有不到 3 a 的时间， 规程中规定超 过此龄期的混凝土强度检测时，须采用钻芯法取芯 样检测，但对于无法取芯的混凝土构件强度检测则 不具有可操作性 ( 如预应力混凝土、 钢管混凝土构 件等 ) 。且对于长龄期混凝土无论其强度的增长或 衰减， 有许多影响因素是不易控制的， 按回弹法检测 可能存在较大误差，使回弹法混凝土测强的应用范 围受到了局限。因此应研究建立混凝土强度与龄期 的关系曲线， 利用此关系曲线来推定混凝土 2 8 d 龄 期 的混凝土强度 ，使 回弹法检测规程与强度检验标 准一致 。 并可利用关系曲线测试混凝土龄期强度 ， 判 定 当前结构是否安全 ， 是否需要加固补强。 2 2 测强 【 牲 j 线选择存在的问题 本 规 程 统 一 测 强 曲线 的适 用 龄 期 为 (1 4 1 0 0 0 ) d ， 不足 3 a 。鉴于商品混凝土在我国普遍使 用的现状以后建立的测强公式不应再采用泵送混 凝土强度换算修正值 ，考虑国内某些省市仍使用普 通混凝土的情况， 规程可制定以商品混凝土为主， 普 通混凝土为辅 的二类测强公式 。 另外 ， 对于该地区所 采用的混凝土原材料、外加剂不 同，混凝土成型工 艺 、 养护方法的差异， 有条件 的尽量选择地 区和专用 测强曲线， 以便检测结果更接近实际。 2 3 混凝土强度取值精确度的问题 本规程混凝土强度推算值表 中的混凝土强度为 ( 1 O 06 0 0) MP a ，曲线对于混凝土抗压强度超过 6 O 0 M P a 时， 虽可以采用钻芯法检测混凝土强度， 但 毕竟是用芯样抗压强度值对其进行修正，混凝土的 强度检测结果精确度肯定有影响。 混凝土中钢筋对所测 回弹值准确度 的影响 ， 混 凝土芯样 中难免取到钢筋 ，芯样中钢筋对芯样混凝 土的强度检测结果必然存在一定偏差 。 因此 ， 必要时 采用小直径芯样， 降低混凝土强度检测的误差。 7 6 山西冶金 E - ma i l ：y e j i n s x 1 2 6 c o rn 第 3 5 卷 回弹法检测混凝土强度的另一个重要参数是碳 化深度检测 ， 其作为混凝土测度 中的修正参量 ， 检测 人员在检测时有可能对假性碳化认识不够 ，造成碳 化深度值量测不够准确 ，进而造成混凝土强度推定 值的误差。 2 4 检测技术人员的专业素质问题 随着对建设工程质量管理体系的不断完善， 对于 工程检测人员的专业素质要求也 日 益提高。 回弹法作 为一种无损检测方法与一般试验方法有诸多不同， 回 弹法是用间接的物理量来推定工程结构或构件 的原 位混凝土质量指标， 推定过程中可能存在多种不确定 的影响因素， 且涉及建筑材料性能、 建筑结构知识及 应用物理学等， 因而要求实验人员有较高的专业素质 及认真负责的态度去完成每项检测任务。 3 结语 对于回弹法进行混凝土强度检测 已有多年的工 程实践经验 ，且因此方法具有操作简单、检测费用 低、 检测精度较高， 在混凝土无损检测领域 内得到了 广泛应用，但也应充分认识到其检测方法仍存在一 定的局限性 ， 例如桩基工程。 因而对 回弹法的进一步 完善与创新是我们每个从事混凝土检测人员的责 任， 同时把多种无损检测方法加以综合利用， 如用超 声回弹综合法检测混凝土强度 ，可以进一步提高检 测精度。 ( 编辑 ： 苗运平 ) ( 上接第 6 7页 ) 显然， 在图3中，仅在阴影部分被积函数不为 O ， 而在其余区域均为0 。这样就可以分段积分。在 2 t 5的时段 内， 积分的下上限为 ： 2 ， t ； 在 5 t 6的时段 内， 积分的下上限为 ： 2 ， 5 ； 在 6 9 的时段内， 积分的下上限为： t 一 4 ， 5 ； 其余时间内 因为被积表达式为 0 ， 积分结果为 0 。 综合上述， g ( t ) 的表达式可以列写如下： 2 I 1 0 I ( 5 一 丁 ) & -= l O ( 5 t一 5 t2- 8 ) 2 5 I ： g ( t ) = 1 0 l ( 5 一 r ) d r = 4 5 5 6 ： I 1 0 l ( 5 ) d = 5 ( t2- 1 8 t一 8 1 ) 6 9 j 0 “ g ( t ) 的图形见图 4 。 3 总结 可以看到， 使用此种方法 ， 其实质是借用了数学 重积分中的沿数轴切割的思想，有效解决了卷积积 分中平移区间的复杂性 ， 对于分段函数的卷积积分 的手工计算特别方便。另外此方法还可以应用到概 率与统计的概率分布、 自动控制、 信号处理、 系统分 析等的计算中。 参考文献 1 王宝祥 信号与系统( 第 3 版 ) 【 M 北京 ： 电子工业出版社出 版 2 0 1 0 2 江辑光 电路原理( 下 ) M 北京： 清华大学出版社， 2 0 0 7 ( 编辑 ： 苗运平 ) M e t h o d o f a Vo l u me I n t e g r a l An a l y t i c a l Gr a p h i c ZHAO J i a n g we n ，F AN J u n h u a ( 1 S h a n x i E n g i n e e r i n g V o c a t i o n a l C o l l e g e ，T a i y u a n 0 3 0 0 0 9 ， C h i n a ； 2 T a i y u a n F i n a n c i al S c h o o l T a i y u an 0 3 0 0 0 2 ， C h i n a ) Ab s t r a c t ： T h e c o n v o l u t i o n i s a l i n e a r o p e r a t i o n ， i t i s u s e d p r o b a b i l i t y t h e o r y ， a u t o ma t i c p r o g r a m c o n t r o l ，s i g n a l t r e a t i n g a n d s y s t e m a n a l y s i s a v o l u me i n t e g r al c o mp u t a t i o n a l me t h o d w h i c h t h r o u g h t h e gra p h ， a n d a u x i l i a r y an aly z e s ， s i mp l e b r i g h t ， p r a c t i c al a n d f a s t Ke y wo r d s ： mt e gral c a l c u l u s ，an aly t i c al g r a p h i c s ，me t h o d