摘要：在结构工程检测中，混凝土强度的评定是其中一项重要的内容，因此选择一种适当的方法对混凝土抗压强度进行检测就显得十分重要。本文就介绍了一种回弹-钻芯法，阐述了建立回弹-钻芯专用曲线需考量的因素，以及测试步骤与专用测强曲线的建立，并通过具体工程的应用，证明该方法应用效果理想，可为有关方面的需要提供参考。
关键词：混凝土；抗压强度；因素；建立；应用效果
引言
混凝土是目前最常用的建筑工程材料，应用越来越广泛，且有良好的发展前景。混凝土结构是工程施工质量验收最重要的一部分工程，其质量将直接影响工程的质量与安全，所以有必要对混凝土强度进行检测和鉴定，以便保证工程的质量与安全。现场检测混凝土强度的方法主要有钻芯法、回弹法、超声回弹综合法和后装拔出法，根据各自的特点、适用范围等各有优点，但也有一定的局限性。
回弹法是一种无损检测方法，是以构件混凝土表面的回弹值来间接地推算混凝土强度，当混凝土表面质量和内部质量有差异时，或者混凝土使用的原材料与规程不同时，测试结果误差较大。而钻芯法能够直观、可靠的反映混凝土构件的内部实际情况。对于有些特殊的混凝土是不能通过无损检测法检测出来的，这时可以运用钻芯法检测。钻芯法能够观察到混凝土的内部结构，比如裂缝、骨料。这种方法适宜检测遭受火灾、化学腐蚀、表面油污导致的内外质量不一或者龄期过长的混凝土。但钻芯法的缺点是对混凝土结构会造成伤害，并且钻芯法有很大的劳动强度。
基于此，本文就将回弹法与钻芯法这两种方法结合起来，利用钻芯结果修正回弹值，可大大提高检测精度，并通过具体工程阐述回弹法-钻芯法专用测强曲线法的建立。
1 现行规程中对回弹法测强的规定
水利、电力行业规程及建筑规范回弹法测强计算公式：
1）SL352-2006《水工混凝土试验规程》
fccNo=0.02497mN2.0108fccN=fccNoC（1）
式中：fccNo——混凝土抗压强度，MPa；mN——测区平均回弹值；fccN——碳化深度修正后的混凝土抗压强度，MPa；C——混凝土碳化修正值。
2）DL/T5150-2001《水工混凝土试验规程》普通混凝土强度：
fccNo=0.02497mN2.0108（2）
引气型混凝土强度
fccNo=1.5mN-15.2fccN=fccNoC
3）JGJ/T23-2011《回弹法检测混凝土抗压强度技术规程》
f’cu，e=ηfcu，eη=
（3）
式中：f’cu，e——修正后混凝土强度推定值，MPa；fcu，e——混凝土强度推定值，MPa，与碳化修正均查表求得；η——修正系数；fcor，i——第i个混凝土立方体（边长150mm）试块强度值，MPa；fccu，i——对应于第i个试件或芯样部位回弹值和碳化深度值的强度换算值，MPa。
在行业规程SL352—2006和DL/T5150—2001中，针对现场检测混凝土抗压强度都给出了回弹法和钻芯法的具体检测步骤及数据处理方法。
在JGJ/T23—2011中4.1.6条款提出“当检测条件与测强曲线的适用条件有较大差异时，可采用同条件试件或钻取混凝土芯样按修正量法进行修正，试件或钻取芯样数量不应少于6个。钻取芯样时每个部位应钻取一个芯样，计算时测区混凝土强度换算值加上修正量”，规程中给出了修正量的具体计算方法。
2 回弹-钻芯法测试专用曲线
2.1 建立专用曲线需考量的因素
回弹-钻芯专用曲线法，是充分利用回弹法进行大面积扩展检测的优势和钻芯法检测精度高的特点，将这两种方法综合运用，针对具体工程建立回弹-钻芯法专用测强曲线，以达到提高检测精度的目的。其优点有：①针对性强，修正后更加科学、合理，精度高；②只要表面具备回弹法测试条件，可以不受混凝土龄期限制；③以实体强度建立曲线，可以排除通用曲线中未考虑到的其他影响因素。
规范中给出以混凝土标φ试件抗压强度值-回弹值作为建立曲线的基础。结合具体工程，研究以实体混凝土构件回弹法检测强度值与钻芯法检测强度值为基础建立关系曲线，用以提高回弹法检测精度，但需考量以下基本因素和条件：①建筑物建造时间早，没留有同期混凝土试块，运行时间长、碳化等多方面综合因素影响，导致通用曲线回弹法推定的混凝土强度与结构实体强度偏差相对较大；②水工混凝土大体积、大尺寸构件。如水库、水电站的混凝土重力坝、溢洪道，引输水工程隧洞混凝土衬砌，混凝土面板坝及河、渠迎水侧混凝土衬砌、防洪墙等；③有足够的回弹测区数量，足够的芯样样本数量，经计算复核相关性足够好；④要按规程合理考虑异常值剔除。
现场检测是需注意的事项如下：①混凝土构件表层和内部质量均匀，差异不大；②钻芯法宜统一采用φ100mm，高径比为1，避免因尺寸不同带来二次误差（但要满足公称直径不宜小于骨料最大粒径的3倍）；③芯样要从回弹测区内钻取，先测定回弹值、碳化深度值，然后再钻取芯样；④要取回弹测区内表层芯件抗压强度值，若芯样内部有裂缝或其他较大缺陷，则要剔除该值。
2.2 测试步骤与专用测强曲线的建立
2.2.1 测试方法
（1）根据检测方案，选定被测混凝土构件，确定具体钻芯取位置，设为i处，并逐一标识清楚；
（2）在标识好的钻芯位置，按规程要求先进行回弹法检测，测区回弹值设为Ni，再根据规程要求计算该部位测区有效回弹值的平均值mNi；当回弹仪在非水平方向测试时，要按相应规程要求修正为水平方向值mNi，该值要与对应位置芯样强度值一一对应；
（3）回弹法测试完毕，在该回弹测区内钻芯取样，并按规程要求在试验室内养护、成型及试验，测得混凝土芯样强度fcor，根据fcor推定结构混凝土抗压强度fccN；
2.2.2 专用测强曲线的建立
（1）建立以混凝土抗压强度值fccN为纵坐标，以回弹值mN为横坐标的直角坐标系，在该坐标系中点绘出fccN-mN散点图，根据散点分布规律选取合适的专用测强曲线方程，宜选用幂函数、指数函数式，也可选用对数函数式。
fccN=AmBN（1）
fccN=AemS（2）
fccN=Aln（mN）+B（3）
式中：fccN——混凝土抗压强度，MPa；mN——测区平均回弹值；A、B——试验常数。
（2）通过计算得到专用测强曲线方程，再将所有测得的回弹值代入该方程，推定所测回弹值对应的混凝土抗压强度值；
（3）根据推定出的混凝土抗压强度值fccN及测区数n，计算结构中混凝土平均抗压强度mfccN，标准差σ和变异系数CV，以此评估结构中混凝土强度和均匀性。
3 实例及分析
3.1 现场测试方法及数据处理
某水库溢洪道建于1969年，为钢筋混凝土结构。共7孔，每孔净宽10m。溢洪道由上游段、闸室和下游段组成。由于建设久远，部分资料（如混凝土强度等级等）不全，为鉴定其安全性开展了现场安全检测：首先选定被测混凝土构件，确定具体钻芯位置并进行标识，然后在拟钻芯位置采用中型回弹仪进行强度测试，并在该测区钻取φ100mm直径的混凝土芯取样，成件深度10～120mm。钻芯位置回弹测区有效回弹平均值mN和对应位置混凝土芯样推定立方体抗压强度fccN，具体结果见表1。
表1 钻芯部位回弹值及推定混凝土抗压强度结果
3.2 专用测强曲线的建立及选择
根据表1中数据，建立fccN-mN直角坐标系，并绘制散点图见图1，根据散点的分布规律，按SL352规程，专用测强曲线选用幂函数式方程，采用最小二乘法计算。
经计算，得专用测强曲线方程为：
幂函数方程fccN=0.00021mN3.1598，R=0.9949（4）
指数函数方程fccN=0.937e0.08081mN，R=0.9947（5）
式中：R——相关系数。
可见幂函数方程和指数函数方程相关性均很好，选择幂函数作为该溢洪道混凝土强度回弹-钻芯法检测专用测强曲线，曲线与散点的拟合程度见图1。
3.3 应用效果分析
利用建立曲线的10个回弹值和芯样强度值，采用不同的计算方法，得到的
混凝土强度推定值见表2，相应曲线见图2。由表中数据和图2可见，针对该工程建立的回弹-钻芯专用测强曲线得到混凝土强度推定值总体偏差较小。
图1 混凝土抗压强度推定值与回弹法检测强度值关系曲线
表2 采用不同计算方法推定混凝土抗压强度值统计结果
4 结语
综上所述，回弹-钻芯法是将钻芯法和回弹法这两种方法综合运用，利用钻芯结果修正回弹值，充分利用了回弹法进行大面积扩展检测的优势和钻芯法检测精度高的特点，不但使得工程的检测精度和效率得到了提高，还避免了钻芯法对建筑结构的损坏，减小了工程量，是一种非常好的检测方法。针对具体工程建立回弹-钻芯法专用测强曲线，可以提高回弹法检测混凝土抗压强度的准确性，还可克服采用通用曲线测试回弹强度与芯样强偏差大导致的评价误差大的因素。但是该方法具有专用性，建议建立曲线时要检验回弹值与芯样强度的相关性，以达到提高检测精度的目的。
参考文献：
[1] 姚楚炎.回弹法和钻芯法在混凝土抗压强度检测中的应用[J].广东建材.2013
[2] 张智.钻芯法与回弹法在隧道衬砌强度检测中的应用分析[J].铁道建筑.2014
[3] 陈国可.回弹法和钻芯法在混凝土结构实体强度检测中的应用[J].工程技术：引文版.2016
论文作者:苏炼枝
论文发表刊物:《基层建设》2016年15期
论文发表时间:2016/11/3
标签：混凝土论文; 抗压强度论文; 强度论文; 曲线论文; 规程论文; 方程论文; 工程论文; 《基层建设》2016年15期论文;