采用HT225型回弹仪测定桥梁高强混凝土回弹抗压强度的探索

2015-12-05李志国

天津建设科技 2015年4期

关键词：芯样标准值高强

□文/李志国

□文/李志国

文章对某工程高强度等级混凝土进行回弹仪法抗压强度检测并同时用芯样法进行校核。通过HT225型和HT1000型回弹仪之间的对比，得到两种回弹仪回弹值之间的换算关系。提出了用HT225普通回弹仪测定高强混凝土结构的抗压强度的适用方法。

高强混凝土；回弹法；抗压强度；芯样；检测；桥梁

目前，我国桥梁混凝土多采用C50级混凝土。由于桥梁的改建、加固、检测、评价等工程技术要求，常需要对桥梁混凝土抗压强度进行检测，而检测中一般都希望采用非破损的检测试验方法。

工程检测和质量控制试验实践中，通常采用的非破损检测检验方法即回弹法测定混凝土的抗压强度。而测定混凝土抗压强度的回弹仪，一般采用的是天津建筑材料试验仪器厂的HT225型混凝土回弹仪。可是HT225型混凝土回弹仪的测量范围在10～50 MPa，高于50 MPa的混凝土，用HT225进行回弹，没有相关的经验公式、回归方程或测强曲线，因而无法用HT225型混凝土回弹仪测定混凝土抗压强度。

本文针对某桥梁工程的高强混凝土，同时采用HT1000型混凝土回弹仪、HT225型混凝土回弹仪以及芯样抗压强度法，对其抗压强度进行检测。该工程混凝土浇筑龄期约500 d，梁为预制混凝土箱梁，桥墩为泵送现浇混凝土墩，梁和桥墩表面光滑平整。回弹检测角度：梁底90°；桥墩侧面0°。芯样采用φ75mm试件且经过严格的切割和双端磨法磨平。

鉴于目前我国规范中，还不能用HT225型回弹仪测定高强混凝土回弹抗压强度的现状，在上述检测试验的基础上，本文探讨了采用HT225型混凝土回弹仪检测高强混凝土回弹抗压的可能性

1　采用混凝土回弹仪测定混凝土抗压强度

1.1两种回弹仪参数

本试验采用天津建筑仪器厂产的HT225型、HT1000型混凝土回弹仪，对天津市某桥梁工程混凝土进行回弹抗压强度检测试验。

两种回弹仪的技术参数及使用性能见表1。

表1　两种混凝土回弹仪基本参数

1.2采用HT1000型混凝土回弹仪

对天津市某大桥钢筋混凝土梁和桥梁的桥墩的混凝土回弹，自西侧共选取2跨，每跨取12榀梁和12榀梁对应的混凝土桥墩，即取24个梁和24个墩作为检测构件，共计回弹48个检测构件。根据国家标准规定，每个检测构件选取10个测区，每个测区选取16个点回弹。应用酚酞测试法，对每个构件进行碳化深度测定并根据国家标准对测试底面和测试表面情况进行修正。某个检测构件梁底面的混凝土回弹数据见表2。

表2　采用HT1000型混凝土回弹仪测定混凝土回弹值

1.3采用HT225型混凝土回弹仪

对表2相对应的检测构件相近区域，采用HT225型回弹仪对该桥混凝土进行回弹，测得的回弹值见表3。可见，采用HT-225无法直接对高于C40的混凝土进行抗压强度检测。

表3　采用HT225型混凝土回弹仪测定某桥混凝土抗压强度试验数据

2　HT225与HT1000的回弹值的换算

2.1两种回弹值的换算

根据国标规定，进行混凝土回弹检测时，先选择12个构件，每个检测构件10个区，每个区16个点，检测构件总回弹点数为N=12×10×16=1 920。本试验为研究采用HT225替代HT1000，进行了共2×1 920个点的两种回弹仪回弹试验。

将表2和表3数据回归，得到两种回弹仪对该工程的相关性参数

3　芯样试验

3.1芯样试验

为验证回弹法混凝土抗压强度检测的准确性，同时采用芯样法对该工程混凝土梁进行芯样钻取。经过切割、磨平后，取得合格混凝土芯样试件12块。在试验室内采用N YL2000型混凝土压力试验机进行破坏性压力试验，所得的混凝土抗压强度见表6。

表6　采用芯样法测定某桥混凝土梁抗压强度

按CECS03:88《钻芯法检测混凝土强度技术规程》对表6的混凝土梁的芯样强度进行强度等级评定，则由混凝土芯样抗压强度平均值108.4 N/mm2，标准差12.0N/mm2，计算出混凝土抗压强度标准值

fcu，cor=108.4-1.645×12.0=88.6（N/mm2）

判定该桥梁混凝土抗压强度等级为C80。

3.2HT225测定推导值与芯样抗压强度比较

用HT225型回弹仪测定的该桥梁混凝土回弹抗压强度标准值与用芯样法测定的该桥两混凝土芯样抗压强度标准值较接近；评定的混凝土抗压强度等级均为同一级别（C80）。推算的梁芯样抗压强度和HT225回弹抗压强度值偏差＜0.7%。见表7。

表7　强度等级评定N/mm2

4　混凝土回弹与芯样试验中的相关问题

4.1便携性

之所以工程中常采用回弹仪法检测混凝土抗压强度，就是因为回弹仪具有优越的便携性。HT225型混凝土回弹仪，长280 mm，质量为1.0 kg，满足了这种便携性的要求，因而受到工程界的欢迎。而对高强混凝土回弹检验中，采用HT1000型混凝土回弹仪，进行混凝土回弹强度检测，则难度很大。这种仪器长486 mm，质量为3.0 kg，而且其弹击能量较大，若水平回弹，检测人员都难以承受其弹击力量。若是检测角度为90°，则劳动强度极大，一般体力的检测人员不能承受。尤其在实际检测过程中，检测人员常要登梯子、爬架子，甚至单臂回弹，HT1000的弹击力量令人极其疲劳、不适。因此，可认为，HT1000型混凝土回弹仪的便携性降低。

4.2HT225型混凝土回弹仪的使用

采用HT225型混凝土回弹仪测定高强混凝土抗压强度时，应注意混凝土材料表面性质。对表面状态光滑平整的结构构件，则能和HT1000型回弹仪具有比较好的相关性。否则，必须经过试验论证后，才可采用本文建议的方法。同时，必须选择结构构件表面没有耐久性破坏导致的开裂或剥落的部位进行回弹。

4.3回弹测试的校核

采用HT225型回弹仪测定高强混凝土抗压强度时，最好由一定量的芯样试验，对回弹检测结果进行校核。如不能在被回弹的工程结构部位进行芯样抗压强度校核，则应选择回弹值相同的其他技术参数（碳化深度、表面状态等）相近的构件，进行芯样混凝土抗压强度校核。若还不能钻取芯样，则应用HT1000型回弹仪同时校核或选择其他非破损检验方法进行校核，则所得检测结果才能更加准确、可信。

5　结语

1）本研究认为，采用冲击能量为220.7J的HT225型回弹仪测定高强混凝土的回弹抗压强度是可行的。本试验条件下，采用HT225型回弹仪测定高强混凝土抗压强度时，平均回弹值RmHT225可按如下回归关系折算成HT1000型回弹仪的平均回弹值RmHT1000。再按HT1000型混凝土回弹仪查表，计算出回弹抗压强度值。

2）本试验条件下，依据HT225换算最终得到的统计回弹抗压强度推定值，与芯样混凝土抗压强度推定值偏差≯0.7%。

3）采用HT225型混凝土回弹仪进行高强混凝土抗压强度检测时，必须要有足够的回弹数量作为保证。同时要严格复合回弹仪的精度，最好能携带标准件-钢砧，弹击200次后即进行回弹仪的校核。

4）本研究采用HT225型混凝土回弹仪进行高强混凝土抗压强度检测，试样样本相对较小。建议针对HT225型回弹仪进行高强混凝土回弹抗压强度试验，建立测强曲线并注意在此类研究时，必须要结合工程具体情况，增加样本容量，经过科学分析和判断再谨慎进行。建议同时进行芯样抗压强度或其他非破损检验的校核。

[1]JGJ/T 23-2011，回弹法检测混凝土抗压强度技术规程[S].

[2]CECS 03:88，钻芯法检测混凝土强度技术规程[S].

[3]JTJ/T 272-1999，港口工程混凝土非破损检测技术规程[S].

□DOI编码：10.3969/j.issn.1008-3197.2015.04.021

□TU528.31

□C

□1008-3197（2015）04-50-04

□2015-07-30

□李志国/男，1961年出生，副教授，天津大学土木系，从事建筑材料研究工作。