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關于砼強度的回彈測強曲線的建立和分析

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混凝土強度的回彈測強曲線的建立和分析

    我國建筑工程中混凝土的使用量大面廣,因此檢測混凝土的強度對控制工程質量的意義相當重大;炷量箟簭姸仁枪こ淌┕ぶ锌刂坪驮u定混凝土質量的主要指標,國內對混凝土抗壓強度進行檢測評定的主要方法有:回彈法、超聲法、超聲-回彈綜合法、取芯法等,其中回彈法以其操作簡便靈活、測試結果較為準確可靠的優點而被廣泛采用,我國建設部已制定出《回彈法評定混凝土抗壓強度,技術規程》[1],但其僅適用于現場拌制的混凝土結構測試,且混凝土強度不超過C50。隨著混凝土質量的進一步提高,高強混凝土在工程中的大量應用,此《規程》已暴露出適應性不強的弱點。為此,以河南省商品混凝土澆注而成的,齡期分別為14d、28d的試塊及構件為主要研究對象,采用回彈法確定混凝土抗壓強度與混凝土表面回彈值之間的統計相關關系,在大量試驗結果的基礎上,分別建立適用于齡期為14d、28d的商品混凝土地區回彈測強曲線,并與相應混凝土構件的回彈試驗作對比來驗證所建立的回彈測強曲線精度。結果表明,該曲線更接近試驗數據,為更好地推算本地區混凝土檢測提供了有關依據。

試驗方案 

    回彈法是通過建立混凝土抗壓強度與混凝土表面回彈值之間存在的統計相關關系,來檢測建筑結構中的混凝土抗壓強度的。其優點是儀器構造簡單;測試工作的靈活性,可以在結構物的任何部位迅速進行;適用于施工現場對混凝土工程的強度進行隨機的、大量的檢測。本次試驗所采用的儀器為山東省樂陵市回彈儀廠生產的回彈儀,型號為HT225A,標號為2441,2443,率定值為80。

1.1  商品混凝土構件及試塊的制作

商品混凝土生產廠家:共計3個,其中:

廠家1:鄭州市鑫;炷翑嚢枵,設計的混凝土強度等級為:C20,C30,C40,C50,C60;

    廠家2:鄭州市金峰混凝土攪拌站,設計的混凝土強度等級為:C20,C30,C40;

    廠家3:河南省五建,設計的混凝土強度等級為:C50,C60。

    商品混凝土齡期:2種,分別為14d,28d。

    采用3個生產廠家的不同混凝土強度等級的商品混凝土各制作一個構件,構件尺寸1 200mm×l500mm×600mm,構件共計10個。每個構件預留12組試模,每組3個試塊,試塊尺寸為100 mm×100mm×l00mm,這12組試模中。根據養護方法、混凝土齡期的不同分為4種情況:(1)標準養護條件下,齡期為14 d;(2)標準養護條件下,齡期為28d[3];(3)與構件同條件養護,齡期為14d;(4)與構件同條件養護,齡期為28 d。每種情況對應有3組試模。本次試驗用的試模共計10組,300個試塊。

1.2  試塊的測點布置

    塊進行回彈試驗時,需預壓力固定。在壓力試驗機上將試塊與試模側板相接的2個表面置于壓力機上下兩承壓板之間,在30~50 kN的壓力下用回彈儀按規定操作程序,在試塊的2個相對測試面上選擇均布的2×8=16個點進行彈擊,測出16個回彈值,讀數精確至一度。相鄰兩測點的凈距一般不小于20mm,測點距構件邊的間距離不得小于30mm。試件回彈后將其回彈面置于壓力機上下承壓板之間,用壓力試驗機測得試塊的抗壓強度值。

地區回彈測強曲線的建立

    采用回彈法測回彈值時,應以試塊的2個相對測試面的16個回彈值中,分別剔除3個最大值和3個最小值,然后將剩下的10個回彈值按下式計算

            (i=1,…,10)                                   

(1)

 

式中,為測區平均回彈值,計算精確至0.1;為第i個測點的回彈值。

    本試驗中,根據不同的混凝土齡期(14 d和28d),對360個試塊分別進行回彈及抗壓試驗,測得它們的混凝土表面平均回彈值與混凝土的抗壓平均強度,力求找出二者的統計相關關系。在測得的大量試驗數據的基礎上,經回歸分析,可分別得出齡期為14d、28d商品混凝土的地區回彈測強曲線及相應的回歸方程式,見圖1和圖2。(試驗中因混凝土齡期較短,未考慮碳化深度的影響)

 

圖1   齡期為14d回彈測強曲線圖及相應的回歸方程式

 

圖2   齡期為28d回彈測強曲線圖及相應的回歸方程式

3  地區回彈測強曲線的驗證和分析[2],

    一般要求地區測強曲線的平均相對誤差占不大于14.0%,相對標準差δ不大于17.0%。

 

式中,fcu.i為由第i個試件抗壓強度得出的混凝土抗壓強度值(MPa);fcu.j為由第j個試件按測強回歸方程式計算出的混凝土強度值(MPa);n為制定回歸方程式的試件數量。

    本試驗建立的測強曲線精度是通過在混凝土構件上進行回彈試驗來驗證的。在到達齡期(14 d,28d)的構件上進行回彈試驗,在每個構件上布置了5個200 200測區,每個測區16個測點,按公式(1)計算出構件的回彈平均值,代人上述的回彈測強曲線,計算出,而則通過在構件上進行取芯試驗來確定,從而可計算出如下結果:

    齡期為14d的地區回彈測強曲線:

    曲線1    δ1=±14.0%,σ1=17.2%

    曲線2    δ2=±13.8%,σ2=17.0%

    曲線3    δ3=±14.0%,σ2=17.1%

    齡期為28d的地區回彈測強曲線:

    曲線1    δ1=±9.2%,σ1=11.9%

    曲線2    δ2=±9.0%,σ1=11.3%

    曲線3    δ3=±8.1%,σ1=10.0%

    從上述計算可以得出,對于齡期為14 d的商品混凝土回彈測強曲線,應選用曲線2,5其回歸方程式為;對于齡期為28 d的商品混凝土回彈測強曲線,應選用曲線3,其回歸方程式為y=0.092 8x2-5.324 4x+109.73。

     

    根據不同齡期(14d、28d)的360個商品混凝土試塊回彈及抗壓試驗所測得大量的試驗結果,建立適用于齡期為14d、28d的地區回彈測強曲線,并得到相應商品混凝土構件上的回彈試驗驗證。建議齡期為14d的商品混凝土回彈測強曲線取為;齡期為28 d的商品混凝土回彈測強曲線取為。

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