徐曉濱，黃 濤，劉少情，郭呼勝

（呼和浩特市四方工程質(zhì)量檢測(cè)試驗(yàn)有限公司，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010020）

0 引言

建筑物結(jié)構(gòu)的質(zhì)量直接影響建筑物的安全性，也關(guān)系著人民的財(cái)產(chǎn)生命安全，混凝土是一種最常見、也運(yùn)用最廣泛的建筑材料之一。影響結(jié)構(gòu)安全性的因素有很多，混凝土的強(qiáng)度對(duì)建筑物結(jié)構(gòu)的整體性和安全起著不容忽視的作用，把控好混凝土的強(qiáng)度是檢測(cè)單位的重要責(zé)任。對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)混凝土強(qiáng)度的檢測(cè)最有效和應(yīng)用最廣泛的就是回彈法。由于我國(guó)地跨 960 萬(wàn) km2，各地的混凝土原料不同，氣候和水質(zhì)也不同，這樣使得國(guó)家統(tǒng)一曲線的運(yùn)用有一定的局限性，不能夠準(zhǔn)確地反映出混凝土的真實(shí)強(qiáng)度。地方曲線的研究是檢測(cè)人員對(duì)檢測(cè)數(shù)據(jù)精準(zhǔn)的迫切要求，也是檢測(cè)單位對(duì)檢測(cè)行業(yè)的責(zé)任和擔(dān)當(dāng)。

1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

1.1 混凝土試塊

2020 年 7 月 20 日～2021 年 8 月 7 日，經(jīng)歷了一年多時(shí)間，呼市地區(qū)地方曲線（某商混 A、某商混 B）研究的數(shù)據(jù)采集工作圓滿收官。本次研究的混凝土強(qiáng)度等級(jí)是：C 20、C 25、C 30、C 35、C 40、C 45、C 50 七個(gè)強(qiáng)度等級(jí)。本次研究的混凝土齡期為：14、28、60、90、180、360 d 六個(gè)齡期階段。本次研究所用混凝土試塊尺寸為 150 mm×150 mm×150 mm。所需制作試塊數(shù)量：每個(gè)等級(jí)、每個(gè)齡期需要 6 組（18 塊）試塊，故每個(gè)混凝土強(qiáng)度等級(jí)須做 36 組（108 塊）試塊，合計(jì) 252 組（756 塊），某商混 A 和 某商混 B 兩個(gè)商混站共計(jì) 504 組（1 512 塊）。全部等級(jí)混凝土試塊制作在 20 d 內(nèi)完成。各協(xié)作單位負(fù)責(zé)提供混凝土試塊制作和養(yǎng)護(hù)的工具、原料及場(chǎng)地，派人指導(dǎo)試塊制作，在 7 d 之內(nèi)要澆水養(yǎng)護(hù)；并應(yīng)加強(qiáng)監(jiān)管避免試塊遺失、損壞、標(biāo)識(shí)混亂等問(wèn)題出現(xiàn)。筆者單位在協(xié)作單位人員配合下進(jìn)行試塊成型、記錄標(biāo)識(shí)等工作，并定期查看試塊情況。

試塊所用原材料質(zhì)量必須符合國(guó)家及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求，且是呼市地區(qū)拌制混凝土常用原材料。制作試塊混凝土要與協(xié)作單位澆筑工程實(shí)體混凝土所用的原材料及參數(shù)相同，盡量不采取其他渠道拌制，強(qiáng)度富裕系數(shù)不宜過(guò)大。成型及養(yǎng)護(hù)要求試塊成型要采用國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)方法進(jìn)行。每次成型在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成。試塊成型 24 h 后拆模，在混凝土試塊表面做好強(qiáng)度、成型日期等標(biāo)記，放在養(yǎng)護(hù)棚內(nèi)成‘品’字型堆放，以減少碳化的不均勻性；每天澆水 2 次，連續(xù) 7 d，以后自然養(yǎng)護(hù)，試塊應(yīng)保護(hù)好，防止損壞丟失。

1.2 試驗(yàn)室內(nèi)對(duì)比試件

每個(gè)混凝土強(qiáng)度等級(jí)做 2 個(gè)混凝土試件用于后期試驗(yàn)室內(nèi)數(shù)據(jù)對(duì)比，故每個(gè)協(xié)作單位需做試件 16 塊。試件支模及鋼筋綁扎由筆者單位負(fù)責(zé)，協(xié)作單位要提供所需工具及人員配合，試件要在制作回彈試塊時(shí)同時(shí)成型，并且同條件養(yǎng)護(hù)。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 儀器選定

回彈儀、壓力機(jī)必須符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求并經(jīng)過(guò)計(jì)量部門標(biāo)定。碳化深度測(cè)量必須使用按標(biāo)準(zhǔn)要求配制的溶液和專用測(cè)量?jī)x器。

1.3.2 回彈檢測(cè)

回彈、碳化深度測(cè)量及試塊抗壓試驗(yàn)由專人負(fù)責(zé)完成。將試塊澆筑側(cè)面的兩個(gè)相對(duì)面固定在壓力試驗(yàn)機(jī)的上下承壓板之間，以規(guī)定的壓力進(jìn)行持荷，試塊在壓力機(jī)上的持荷壓力大小為：10～60 MPa 壓力控制在 30～100 kN；60～90 MPa 壓力控制在100～140 kN。在試塊的兩個(gè)側(cè)面分別均勻布置 8 個(gè)彈擊測(cè)點(diǎn)，相鄰的兩個(gè)測(cè)點(diǎn)應(yīng)大于 2 cm，且測(cè)點(diǎn)應(yīng)離開試塊邊緣 3 cm 以上，從每一試塊的 16 個(gè)回彈值中分別剔除 3 個(gè)最大值和 3 個(gè)最小值，以余下的 10 個(gè)回彈值的平均值（計(jì)算精確至 0.1）作為該試塊的平均回彈值Rm；將試塊加荷直至破壞，計(jì)算試塊的抗壓強(qiáng)度值fa（MPa），精確至 0.1 MPa［1］；在破壞后的試塊邊緣測(cè)量該試塊的平均碳化深度值，并記錄相關(guān)數(shù)據(jù)。

2 試驗(yàn)結(jié)果分析

2.1 曲線擬合

某商混 A（14，28，60，90，180，360 d 共756 組數(shù)據(jù)）如圖 1 所示；某商混 B（14，28，60，90，180，360 d 共 756 組數(shù)據(jù)）如圖 2 所示；某商混 A+某商混 B（14，28，60，90，180，360 d 共 1 512 組數(shù)據(jù)）如圖 3 所示。

圖1 某商混 A 360 d 齡期擬合曲線圖

圖2 某商混 B 360 天齡期擬合曲線圖

圖3 某商混 A+某商混 B 360 d 齡期擬合曲線圖

2.2 數(shù)據(jù)分析

地區(qū)測(cè)強(qiáng)曲線（36 0 d）的平均相對(duì)誤差（δ）＜±14 %；地區(qū)測(cè)強(qiáng)曲線（360 d）的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)差（er）小于 17 %；符合規(guī)范要求。

與 180 d 之前的曲線相比：某商混 A 的平均相對(duì)誤差增加了 0.5 %，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)差增加了 0.9 %；某商混 B 的平均相對(duì)誤差增加了 0.1 %，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)差增加了 0.2 %；某商混 A 加某商混 B 的平均相對(duì)誤差增加了 0.1 %，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)差也增加了 0.3 %。相對(duì)于 180 d 的曲線，360 d 的平均相對(duì)誤差和相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)差都有所增加，某商混 A 誤差和標(biāo)準(zhǔn)差增加幅度較明顯（見表 1）。

表1 商混回歸方程

對(duì)原始數(shù)據(jù)集進(jìn)行歸類、統(tǒng)計(jì)、分析：某商混 B 試塊從 180 d 齡期到 360 d 齡期：C25、C30、C45 混凝土試塊抗壓強(qiáng)度平均值無(wú)明顯變化，C20、C35、C40、C50混凝土試塊抗壓強(qiáng)度平均值降低了 1 MPa 左右，數(shù)據(jù)異常。C20、C25、C35 混凝土試塊回彈平均值無(wú)明顯變化，C30、C40、C45、C50 混凝土試塊回彈平均值降低了 2 個(gè)數(shù)值，數(shù)據(jù)異常。C20～C30 強(qiáng)度混凝土試塊碳化值沒(méi)變化，C35～C50 混凝土試塊碳化平均值降低了 2 個(gè)數(shù)值，數(shù)據(jù)異常。試件鉆芯取樣的混凝土抗壓強(qiáng)度無(wú)異常。某商混 A 混凝土試塊在 180 d 齡期到 360 d 齡期期間，C30、C45、C50 混凝土試塊抗壓強(qiáng)度平均值分別降低了 5.7、5.4、2.6 MPa，其它強(qiáng)度的混凝土試塊抗壓強(qiáng)度平均值增長(zhǎng)不明顯，數(shù)據(jù)異常。C30、C35 混凝土試塊回彈平均值無(wú)明顯變化，C20、C25、C35、C40、C45 混凝土試塊回彈平均值降低了 2 個(gè)數(shù)值，數(shù)據(jù)異常。C20～C50 強(qiáng)度混凝土試塊碳化值均降低，數(shù)據(jù)異常。試件鉆芯取樣的混凝土抗壓強(qiáng)度無(wú)異常。

根據(jù)數(shù)據(jù)分析，因 360 d 齡期試塊是自然養(yǎng)護(hù)，且該批試塊是最后一批試件，大部分試塊都直接與地面接觸，比較潮濕，由于混凝土表面浮漿密度低，容易吸水，從 180 d 齡期到 360 d 齡期的 6 個(gè)月，經(jīng)過(guò)一個(gè)凍融循環(huán)后，混凝土表面強(qiáng)度降低，故回彈值和碳化值都有所降低。試塊抗壓強(qiáng)度降低的原因也是由于混凝土試塊表面的強(qiáng)度降低，抗壓試驗(yàn)時(shí)受壓表面的混凝先破壞，從而影響了混凝土試塊的抗壓強(qiáng)度。通過(guò)對(duì)試件芯樣的抗壓試驗(yàn)數(shù)據(jù)可知：混凝土試件內(nèi)部的芯樣受環(huán)境影響較小，抗壓強(qiáng)度符合混凝土強(qiáng)度的實(shí)際情況。

2.3 與國(guó)家曲線比較

2.3.1 0 mm 碳化的曲線

從 0 mm 碳化的曲線（見圖 4）可以看出：呼市地區(qū)某商混站 A和某商混站 B 的曲線走勢(shì)與國(guó)家曲線大致相同，曲線顯示回彈值 38 之前在國(guó)家曲線上方，說(shuō)明現(xiàn)階段此區(qū)間段計(jì)算的混凝土抗壓強(qiáng)度推定值比國(guó)家曲線推定值高，回彈值 38 之后在國(guó)家曲線下方，說(shuō)明現(xiàn)階段此區(qū)間段計(jì)算的混凝土抗壓強(qiáng)度推定值比國(guó)家曲線推定值底。

圖4 呼市地區(qū)某商混站 A和某商混站 B 的曲線與國(guó)家曲線比較（碳化深度為 dm=0 mm）

2.3.2 3 mm 碳化的曲線

從 3 mm 碳化曲線（見圖 5）可看出低強(qiáng)度混凝土抗壓強(qiáng)度推定值比國(guó)家曲線推定值高，高強(qiáng)度混凝土抗壓強(qiáng)度推定值和國(guó)家曲線推定值幾乎重合。

圖5 呼市地區(qū)某商混站 A和某商混站 B 的曲線與國(guó)家曲線比較（碳化深度為 dm=3 mm）

2.3.3 6mm 碳化的曲線

從 6 mm 碳化曲線（見圖 6）可看出混凝土抗壓強(qiáng)度推定值比國(guó)家曲線推定值高，且低強(qiáng)度推定值和國(guó)家曲線相差較大。

圖6 呼市地區(qū)某商混站 A和某商混站 B 的曲線與國(guó)家曲線比較（碳化深度為 dm=6 mm）

整體數(shù)據(jù)可看出呼市地區(qū)混凝土的實(shí)際回彈強(qiáng)度要比國(guó)家曲線回彈的強(qiáng)度高，且隨著碳化深度增加，回彈強(qiáng)度差值越明顯。由此可見用地區(qū)測(cè)強(qiáng)曲線更符合當(dāng)?shù)貙?shí)際情況，對(duì)平時(shí)的檢測(cè)工作有一定的指導(dǎo)作用，檢測(cè)時(shí)可適當(dāng)降低檢測(cè)誤差。

3 結(jié)語(yǔ)

本文根據(jù)有關(guān)建立地區(qū)測(cè)強(qiáng)曲線的標(biāo)準(zhǔn)要求并制作了地區(qū)常用的混凝土試塊，經(jīng)過(guò)試驗(yàn)和對(duì)試驗(yàn)所取得的數(shù)據(jù)進(jìn)行了分析，并與國(guó)家統(tǒng)一曲線進(jìn)行了比較，為呼市地區(qū)混凝土工程質(zhì)量檢測(cè)和鑒定提供了一組可靠的回彈測(cè)強(qiáng)數(shù)據(jù)，為混凝土回彈測(cè)強(qiáng)技術(shù)在該地區(qū)的應(yīng)用和推廣提供了理論依據(jù)，填補(bǔ)了呼市地區(qū)混凝土抗壓強(qiáng)度測(cè)強(qiáng)曲線的空白，對(duì)呼市地區(qū)回彈法測(cè)強(qiáng)有一定的參考意義。Q