混凝土強(qiáng)度檢測是公路工程質(zhì)量控制的必要環(huán)節(jié)，如混凝土節(jié)點(diǎn)工程的控制（拆模、預(yù)應(yīng)力混凝土張拉、后續(xù)工程的繼續(xù)）、交竣工驗(yàn)收等工序中都需檢測混凝土強(qiáng)度。混凝土強(qiáng)度有以下幾種檢測方法：①在混凝土澆筑時取樣制作立方體試件（分為標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)和同條件養(yǎng)護(hù)）進(jìn)行壓力破壞性試驗(yàn)獲得抗壓強(qiáng)度的結(jié)果；②對于節(jié)點(diǎn)工程，采用無損檢測方法(回彈法、超聲回彈綜合法等)；③驗(yàn)證試驗(yàn)或發(fā)生爭議時，使用局部破損檢測方法(鉆芯法)[1-5]。

回彈法檢測技術(shù)具有測試儀器構(gòu)造簡單、操作較簡便、測試值在一定條件下與混凝土強(qiáng)度有較好的相關(guān)性、測試費(fèi)用低廉等特點(diǎn)。對于比較重要的公共結(jié)構(gòu)或者其他有特殊要求的重要工程，不宜采用鉆芯法時，利用回彈法檢測到的數(shù)據(jù)就成了判定混凝土結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的主要依據(jù)，在混凝土的施工質(zhì)量控制中發(fā)揮了重要作用[6]。

T梁是一種配筋混凝土的梁肋與上翼緣共同承重的梁，是高速公路橋梁施工中常用到的一種結(jié)構(gòu)形式，也是橋梁工程中的重要組成部分[7-9]。目前使用的T梁大多是預(yù)制而成的，設(shè)計強(qiáng)度等級基本都為C50，T梁屬于預(yù)應(yīng)力混凝土，如果使用鉆芯法檢測T梁的混凝土強(qiáng)度，會破壞結(jié)構(gòu)并使承載力降低，故實(shí)際工程中常在張拉前和驗(yàn)收時都會采用回彈法進(jìn)行檢測。目前公路標(biāo)準(zhǔn)參照使用的JGJ/T23—2013《回彈法檢測混凝土抗壓強(qiáng)度技術(shù)規(guī)程》（以下簡稱JGJ/T23）不能完全滿足高速公路T梁混凝土工程的需求，文章對JGJ/T23及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行分析討論，同時采用不同回彈儀、不同標(biāo)準(zhǔn)對云南省某高速公路T梁C50混凝土現(xiàn)場工程進(jìn)行驗(yàn)證和試驗(yàn)，提出現(xiàn)場檢測的技術(shù)措施，進(jìn)一步提高回彈法檢測混凝土強(qiáng)度的準(zhǔn)確性。

1. JGJ/T23及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的比較

公路工程混凝土常用的回彈法標(biāo)準(zhǔn)是JTG3450—2019《公路路基路面現(xiàn)場測試規(guī)程》（以下簡稱JTG3450），JTG3450回彈法是參照J(rèn)GJ/T23。當(dāng)現(xiàn)場檢測C50混凝土?xí)r，除了使用JTG3450外還可以使用JGJ/T294—2013《高強(qiáng)混凝土強(qiáng)度檢測技術(shù)規(guī)程》（以下簡稱JGJ/T294）、DBJ53/T-101—2020《云南省公路工程回彈法檢測混凝土抗壓強(qiáng)度技術(shù)規(guī)程》（以下簡稱DBJ53/T-101）等標(biāo)準(zhǔn)，不同標(biāo)準(zhǔn)的比較如下。

1.1 適用范圍不同

不同標(biāo)準(zhǔn)的適用范圍不同，JGJ/T23通用測強(qiáng)曲線適用于抗壓強(qiáng)度為10~60 MPa的混凝土，JGJ/T294通用測強(qiáng)曲線適用于強(qiáng)度等級為C50C100的混凝土，DBJ53/T-101通用測強(qiáng)曲線適用于抗壓強(qiáng)度為25~70 MPa的混凝土。

1.2 儀器設(shè)備不同

JGJ/T23和DBJ53/T-101規(guī)定回彈儀的標(biāo)稱能量均為2.207 J，在洛氏硬度（HRC）為60+2的鋼砧上，回彈儀的率定值應(yīng)為80+2，JGJ/T294規(guī)定回彈儀的標(biāo)稱能量為4.500 J和5.500 J，在洛氏硬度為60±2的鋼砧上，回彈儀的率定值分別為88+2和83+1。不同標(biāo)準(zhǔn)中回彈儀的各項(xiàng)參數(shù)如表1所示。

由相關(guān)內(nèi)容可看出，根據(jù)測強(qiáng)曲線換算表，當(dāng)混凝土強(qiáng)度在10~70 MPa內(nèi)宜采用標(biāo)稱能量為2.207 J的回彈儀，混凝土強(qiáng)度在60~80 MPa內(nèi)宜采用標(biāo)稱能量為5.500 J的回彈儀，混凝土強(qiáng)度在20~108 MPa內(nèi)宜采用標(biāo)稱能量為4.500 J的回彈儀。C50混凝土的強(qiáng)度一般在60 MPa左右，標(biāo)稱能量為2.207 J的回彈儀和標(biāo)稱能量為4.500 J的回彈儀均能滿足檢測要求。山東省地方標(biāo)準(zhǔn)DB37/T2366《回彈法檢測混凝土抗壓強(qiáng)度技術(shù)規(guī)程》也提出回彈儀的型號根據(jù)混凝土立方體抗壓強(qiáng)度資料及設(shè)計強(qiáng)度來確定會更準(zhǔn)確[5]。

1.3 測強(qiáng)曲線不同

JGJ/T23的測強(qiáng)曲線共取用泵送混凝土試驗(yàn)數(shù)據(jù)9 843個，按照最小二乘法的原理，通過回歸得到的冪函數(shù)曲線方程的強(qiáng)度誤差值如下：平均相對誤差($\mathrm{<span\; style="font-size:\; 16px;\; color:\; rgb(0,\; 0,\; 0);">?</span>}$)為13.89%，相對標(biāo)準(zhǔn)差(${\mathrm{<span\; style="font-size:\; 16px;\; color:\; rgb(0,\; 0,\; 0);">?</span>}}_{\mathrm{<span\; style="font-size:\; 16px;\; color:\; rgb(0,\; 0,\; 0);">?</span>}}$)為17.24%，相關(guān)系數(shù)($\mathrm{<span\; style="font-size:\; 16px;\; color:\; rgb(0,\; 0,\; 0);">?</span>}$)為：0.878。指數(shù)方程的強(qiáng)度誤差值如下：平均相對誤差($\mathrm{<span\; style="font-size:\; 16px;\; color:\; rgb(0,\; 0,\; 0);">?</span>}$)為14.31%，相對標(biāo)準(zhǔn)差(${\mathrm{<span\; style="font-size:\; 16px;\; color:\; rgb(0,\; 0,\; 0);">?</span>}}_{\mathrm{<span\; style="font-size:\; 16px;\; color:\; rgb(0,\; 0,\; 0);">?</span>}}$)為17.69%，JGJ/T23標(biāo)準(zhǔn)條文解釋里通過分析比較，最后采用冪函數(shù)曲線方程作為泵送混凝土的測強(qiáng)曲線方程。

JGJ/T294使用4.500 J回彈儀和5.500 J回彈儀，測強(qiáng)曲線不同，沒有給出曲線相應(yīng)的平均相對誤差、相對標(biāo)準(zhǔn)差和相關(guān)系數(shù)，并且說明如果檢測部門未建立專用或地區(qū)測強(qiáng)曲線，可使用該規(guī)程給出的全國測強(qiáng)曲線，且為了掌握該測強(qiáng)曲線在本地區(qū)的檢測精度情況，應(yīng)對其進(jìn)行驗(yàn)證。

DBJ53/T-101的測強(qiáng)曲線共取用混凝土試驗(yàn)數(shù)據(jù)434組，按照最小二乘法的原理，通過回歸得到的冪函數(shù)曲線方程的強(qiáng)度誤差值如下：平均相對誤差($\mathrm{<span\; style="font-size:\; 16px;\; color:\; rgb(0,\; 0,\; 0);">?</span>}$)為10.0494%，相對標(biāo)準(zhǔn)差(${\mathrm{<span\; style="font-size:\; 16px;\; color:\; rgb(0,\; 0,\; 0);">?</span>}}_{\mathrm{<span\; style="font-size:\; 16px;\; color:\; rgb(0,\; 0,\; 0);">?</span>}}$)為7.6254%；線性方程的強(qiáng)度誤差值如下：平均相對誤差($\mathrm{<span\; style="font-size:\; 16px;\; color:\; rgb(0,\; 0,\; 0);">?</span>}$)為10.1764%，相對標(biāo)準(zhǔn)差(${\mathrm{<span\; style="font-size:\; 16px;\; color:\; rgb(0,\; 0,\; 0);">?</span>}}_{\mathrm{<span\; style="font-size:\; 16px;\; color:\; rgb(0,\; 0,\; 0);">?</span>}}$)為7.7316%。

各標(biāo)準(zhǔn)的具體曲線及對比如表2所示，表中Rm為測區(qū)的平均回彈值；dm為測區(qū)的平均碳化深度;R為測區(qū)回彈代表值;d為測區(qū)的碳化深度代表值。

通過相關(guān)內(nèi)容可以看出，三個標(biāo)準(zhǔn)的測強(qiáng)曲線不同，平均相對誤差、相對標(biāo)準(zhǔn)差及相關(guān)系數(shù)均不同，但都滿足JGJ/T23 6.2.3的要求：“測區(qū)混凝土強(qiáng)度換算表所依據(jù)的統(tǒng)一測強(qiáng)曲線，其強(qiáng)度誤差值應(yīng)符合下列規(guī)定：平均相對誤差（$\mathrm{<span\; style="font-size:\; 16px;\; color:\; rgb(0,\; 0,\; 0);">?</span>}$）不應(yīng)大于±15.0%；相對標(biāo)準(zhǔn)差（${\mathrm{<span\; style="font-size:\; 16px;\; color:\; rgb(0,\; 0,\; 0);">?</span>}}_{\mathrm{<span\; style="font-size:\; 16px;\; color:\; rgb(0,\; 0,\; 0);">?</span>}}$）不應(yīng)大于18.0%”。同時由平均相對誤差、相對標(biāo)準(zhǔn)差可以看出，針對云南省公路混凝土，地區(qū)曲線的精度遠(yuǎn)高于JGJ/T23的精度，平均相對誤差小了6.26%，相對標(biāo)準(zhǔn)差小了7.19%。

測強(qiáng)曲線是回彈法測強(qiáng)的基礎(chǔ)，也是影響回彈法檢測結(jié)果的重要因素之一[10]。實(shí)際工程中對混凝土強(qiáng)度進(jìn)行回彈檢測時，地區(qū)測強(qiáng)曲線或?qū)Ｓ脺y強(qiáng)曲線要優(yōu)先于統(tǒng)一測強(qiáng)曲線[11-15]，這也是標(biāo)準(zhǔn)和文獻(xiàn)中反復(fù)強(qiáng)調(diào)的。

1.4 檢測溫度、齡期不同

JGJ/T23要求使用時的環(huán)境溫度應(yīng)為-4~40 ℃，對于自然養(yǎng)護(hù)的齡期為14~1 000 d。JGJ/T294要求使用時的環(huán)境溫度應(yīng)為0~40 ℃，對于自然養(yǎng)護(hù)的齡期為不宜超過900 d。DBJ53/T-101要求使用時的環(huán)境溫度應(yīng)為-4~40 ℃，對于自然養(yǎng)護(hù)的齡期為7~1 000 d。

1.5 對碳化要求不同

JGJ/T23和DBJ53/T-101有碳化深度測量和強(qiáng)度值換算，JGJ/T294沒有碳化深度測量和強(qiáng)度值換算。

高速公路T梁混凝土設(shè)計強(qiáng)度等級一般為C50，實(shí)際抗壓強(qiáng)度一般在60 MPa及以上，再加上要考慮預(yù)應(yīng)力混凝土7~14 d間要張拉以及碳化等要求，參考上述比較，故選取DBJ53/T-101標(biāo)準(zhǔn)更適合。

2. 現(xiàn)場驗(yàn)證

云南某高速公路預(yù)制T梁混凝土強(qiáng)度等級設(shè)計為C50，其中某梁場一C50梁片于2019年3月30日澆筑成型，4月5日發(fā)現(xiàn)該梁中部上面板有一道裂縫，經(jīng)查是附近隧道施工振動導(dǎo)致，業(yè)主要求該片T梁報廢。4月13日，該部實(shí)驗(yàn)室與筆者所在部門共同對此片梁進(jìn)行回彈及相關(guān)試驗(yàn)檢測驗(yàn)證，同期做了該片梁的同條件試驗(yàn)檢測、回彈檢測和鉆芯檢測，試驗(yàn)過程及檢測結(jié)果如下。

2.1 原材料

水泥：使用昆鋼嘉華水泥公司生產(chǎn)的P·O 52.5普通硅酸鹽水泥，其比表面積為370 m²·kg-1。

粉煤灰：采用國電陽宗海Ⅱ級粉煤灰，其細(xì)度為14.1%，需水量比為103%。

外加劑：采用圣比奧有限公司生產(chǎn)的聚羧酸緩凝高性能減水劑，其減水率為27.3%。

粗骨料：取自6號隧道管理所采石場，粒徑為5~ 25 mm，壓碎值為15.3%。

細(xì)骨料：取自巧家雙河口河砂，二區(qū)中砂。

2.2 設(shè)備

回彈儀:混凝土回彈儀①標(biāo)稱能量為2.207 J，鋼砧率定值為80±2；②標(biāo)稱能量為4.500 J，鋼砧率定值為88±2，檢定合格，符合規(guī)范要求。

壓力機(jī)：TYE-2000B型壓力試驗(yàn)機(jī)，精度1級，檢定合格。

鉆芯機(jī)：檢定合格，符合規(guī)范要求。

2.3 配合比

T梁C50混凝土配合比相關(guān)情況如如表3所示，其坍落度及擴(kuò)展度試驗(yàn)現(xiàn)場如圖1，2所示。

圖 1T梁C50混凝土坍落度試驗(yàn)現(xiàn)場

圖 2T梁C50混凝土擴(kuò)展度試驗(yàn)現(xiàn)場

2.4 檢測過程與標(biāo)準(zhǔn)

2.4.1 選用標(biāo)準(zhǔn)

（1）JGJ/T23、JGJ/T294和DBJ53/T-101回彈標(biāo)準(zhǔn)。

（2）JGJT384—2016《鉆芯法檢測混凝土強(qiáng)度技術(shù)規(guī)程》。

（3）GB/T50081—2019《混凝土物理力學(xué)性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》。

2.4.2 檢測過程

同時采用標(biāo)稱能量為2.207 J的回彈儀和標(biāo)稱能量為4.500 J的回彈儀對T梁同一部位混凝土進(jìn)行回彈檢測，回彈部位示意如圖3所示（黑白代表不同的回彈儀），回彈點(diǎn)保持一定距離，避免相互干擾，試驗(yàn)現(xiàn)場如圖4所示，共進(jìn)行3組共30個測區(qū)的回彈試驗(yàn)，每10個測區(qū)是一組強(qiáng)度推定值，一共3組強(qiáng)度推定值。

圖 3混凝土回彈部位示意

圖 4回彈試驗(yàn)現(xiàn)場

2.5 檢測結(jié)果

該構(gòu)件碳化深度為0，檢測結(jié)果如表4所示，并得出以下結(jié)論。

（1）不同試驗(yàn)方法的檢測結(jié)果差距較大，檢測強(qiáng)度由低到高排序?yàn)椋?.207 J回彈儀檢測強(qiáng)度（JGJ/T23）<4.500 J回彈儀檢測強(qiáng)度（JGJ/T294）<2.207J回彈儀檢測強(qiáng)度（DBJ53/T-101）≈鉆芯試件抗壓強(qiáng)度(JGJ/T384—2016)<同條件抗壓強(qiáng)度(GB/T50081—2019)<標(biāo)養(yǎng)抗壓強(qiáng)度(GB/T50081—2019)。從標(biāo)養(yǎng)試件強(qiáng)度最高，以及鉆芯強(qiáng)度和部分回彈強(qiáng)度接近來看，此次試驗(yàn)符合正常規(guī)律。

（2）從相同回彈儀的檢測結(jié)果來看，都是使用2.207 J回彈儀檢測強(qiáng)度，但使用了不同的標(biāo)準(zhǔn)（代表測強(qiáng)曲線不同），導(dǎo)致二者結(jié)果相差很大。董晨輝[16]根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)JGJ/T23—2011中查表得到全國統(tǒng)一曲線的推測強(qiáng)度(10~60 MPa范圍內(nèi))，并計算其相對標(biāo)準(zhǔn)差為20.399 4%，平均相對誤差為17.638 3%，均遠(yuǎn)大于擬合出來的曲線，且超出規(guī)程6.2.3條中要求的誤差范圍(平均相對誤差<15%；相對標(biāo)準(zhǔn)差<18%)。相比之下，云南省的曲線比全國統(tǒng)一曲線的相對標(biāo)準(zhǔn)差降低了50.74%，平均相對誤差降低了56.77%。

（3）從不同回彈儀的檢測結(jié)果來看，無論使用2.207 J回彈儀或是4.500 J回彈儀，只要在回彈儀的適用范圍內(nèi)，回彈值的準(zhǔn)確度更多是由測強(qiáng)曲線決定的。韋志等[17]在利用設(shè)計強(qiáng)度等級為C30~C55的混凝土建立回彈測強(qiáng)曲線時，發(fā)現(xiàn)不管是用普通回彈儀還是高強(qiáng)回彈儀，回歸曲線的精度都能滿足規(guī)范JGJ/T23平均誤差≤±14.0%，相對標(biāo)準(zhǔn)差≤±17.0%的要求，但普通回彈儀的這兩項(xiàng)指標(biāo)均優(yōu)于高強(qiáng)混凝土回彈儀的。這也從側(cè)面反映了測強(qiáng)曲線的精度對回彈結(jié)果的影響。

（4）從回彈結(jié)果來看，2.207 J回彈儀檢測強(qiáng)度（DBJ53/T-101）和鉆芯的試件強(qiáng)度最接近，也最接近同條件養(yǎng)護(hù)強(qiáng)度和標(biāo)養(yǎng)試件強(qiáng)度。

3. 結(jié)論

通過對不同無損檢測標(biāo)準(zhǔn)中回彈法的比較和云南省高速公路T梁C50強(qiáng)度等級混凝土現(xiàn)場實(shí)際試驗(yàn)，得出以下結(jié)論。

（1）選擇不同的標(biāo)準(zhǔn)檢測，會對檢測結(jié)果產(chǎn)生較大影響，建議對JGJ/T23、JGJ/T294以及當(dāng)?shù)氐牡胤綐?biāo)準(zhǔn)進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)證比較，選擇合適的標(biāo)準(zhǔn)和測強(qiáng)曲線。此次試驗(yàn)比較和驗(yàn)證表明，DBJ53/T-101標(biāo)準(zhǔn)的強(qiáng)度推定值最接近真實(shí)值。

（2）針對高速公路T梁C50混凝土，無論是2.207 J回彈儀或是4.500 J回彈儀，當(dāng)選擇了合適的標(biāo)準(zhǔn)（代表合適的測強(qiáng)曲線），都可以得到接近真實(shí)的推定結(jié)果。

（3）當(dāng)以上標(biāo)準(zhǔn)和構(gòu)件真實(shí)值都有較大偏差時，建議按照標(biāo)準(zhǔn)要求建立專用曲線，具體要求可以參考JGJ/T23、JGJ/T294。

綜上所述，在高速公路T梁C50混凝土強(qiáng)度檢測中，合理選擇檢測標(biāo)準(zhǔn)和測強(qiáng)曲線至關(guān)重要。應(yīng)充分考慮不同標(biāo)準(zhǔn)在適用范圍、儀器設(shè)備、測強(qiáng)曲線、檢測溫度齡期及碳化要求等方面的差異，結(jié)合工程實(shí)際情況進(jìn)行綜合判斷。在條件允許時，優(yōu)先采用地區(qū)或?qū)Ｓ脺y強(qiáng)曲線，以提高回彈法檢測混凝土強(qiáng)度的準(zhǔn)確性，確保工程質(zhì)量。

文章來源——材料與測試網(wǎng)