混凝土強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)點工程的控制（拆模、預應力混凝土張拉、后續(xù)工程的繼續(xù)）、交竣工驗收等工序中都需檢測混凝土強度?；炷翉姸扔幸韵聨追N檢測方法：①在混凝土澆筑時取樣制作立方體試件（分為標準養(yǎng)護和同條件養(yǎng)護）進行壓力破壞性試驗獲得抗壓強度的結果；②對于節(jié)點工程，采用無損檢測方法(回彈法、超聲回彈綜合法等)；③驗證試驗或發(fā)生爭議時，使用局部破損檢測方法(鉆芯法)[1-5]。

回彈法檢測技術具有測試儀器構造簡單、操作較簡便、測試值在一定條件下與混凝土強度有較好的相關性、測試費用低廉等特點。對于比較重要的公共結構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構強度的主要依據(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構形式，也是橋梁工程中的重要組成部分[7-9]。目前使用的T梁大多是預制而成的，設計強度等級基本都為C50，T梁屬于預應力混凝土，如果使用鉆芯法檢測T梁的混凝土強度，會破壞結構并使承載力降低，故實際工程中常在張拉前和驗收時都會采用回彈法進行檢測。目前公路標準參照使用的JGJ/T23—2013《回彈法檢測混凝土抗壓強度技術規(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及相關標準進行分析討論，同時采用不同回彈儀、不同標準對云南省某高速公路T梁C50混凝土現(xiàn)場工程進行驗證和試驗，提出現(xiàn)場檢測的技術措施，進一步提高回彈法檢測混凝土強度的準確性。

1. JGJ/T23及相關標準的比較

公路工程混凝土常用的回彈法標準是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JGJ/T23。當現(xiàn)場檢測C50混凝土時，除了使用JTG3450外還可以使用JGJ/T294—2013《高強混凝土強度檢測技術規(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度技術規(guī)程》（以下簡稱DBJ53/T-101）等標準，不同標準的比較如下。

1.1 適用范圍不同

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

1.2 儀器設備不同

JGJ/T23和DBJ53/T-101規(guī)定回彈儀的標稱能量均為2.207 J，在洛氏硬度（HRC）為60+2的鋼砧上，回彈儀的率定值應為80+2，JGJ/T294規(guī)定回彈儀的標稱能量為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。不同標準中回彈儀的各項參數(shù)如表1所示。

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

1.3 測強曲線不同

JGJ/T23的測強曲線共取用泵送混凝土試驗數(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%，相對標準差(${\mathrm{<span\; style="font-size:\; 16px;\; color:\; rgb(0,\; 0,\; 0);">?</span>}}_{\mathrm{<span\; style="font-size:\; 16px;\; color:\; rgb(0,\; 0,\; 0);">?</span>}}$)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%，相對標準差(${\mathrm{<span\; style="font-size:\; 16px;\; color:\; rgb(0,\; 0,\; 0);">?</span>}}_{\mathrm{<span\; style="font-size:\; 16px;\; color:\; rgb(0,\; 0,\; 0);">?</span>}}$)為17.69%，JGJ/T23標準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曲線方程。

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

DBJ53/T-101的測強曲線共取用混凝土試驗數(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%，相對標準差(${\mathrm{<span\; style="font-size:\; 16px;\; color:\; rgb(0,\; 0,\; 0);">?</span>}}_{\mathrm{<span\; style="font-size:\; 16px;\; color:\; rgb(0,\; 0,\; 0);">?</span>}}$)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%，相對標準差(${\mathrm{<span\; style="font-size:\; 16px;\; color:\; rgb(0,\; 0,\; 0);">?</span>}}_{\mathrm{<span\; style="font-size:\; 16px;\; color:\; rgb(0,\; 0,\; 0);">?</span>}}$)為7.7316%。

各標準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。

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

測強曲線是回彈法測強的基礎，也是影響回彈法檢測結果的重要因素之一[10]。實際工程中對混凝土強度進行回彈檢測時，地區(qū)測強曲線或?qū)Ｓ脺y強曲線要優(yōu)先于統(tǒng)一測強曲線[11-15]，這也是標準和文獻中反復強調(diào)的。

1.4 檢測溫度、齡期不同

JGJ/T23要求使用時的環(huán)境溫度應為-4~40 ℃，對于自然養(yǎng)護的齡期為14~1 000 d。JGJ/T294要求使用時的環(huán)境溫度應為0~40 ℃，對于自然養(yǎng)護的齡期為不宜超過900 d。DBJ53/T-101要求使用時的環(huán)境溫度應為-4~40 ℃，對于自然養(yǎng)護的齡期為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度值換算，JGJ/T294沒有碳化深度測量和強度值換算。

高速公路T梁混凝土設計強度等級一般為C50，實際抗壓強度一般在60 MPa及以上，再加上要考慮預應力混凝土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標準更適合。

2. 現(xiàn)場驗證

云南某高速公路預制T梁混凝土強度等級設計為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致，業(yè)主要求該片T梁報廢。4月13日，該部實驗室與筆者所在部門共同對此片梁進行回彈及相關試驗檢測驗證，同期做了該片梁的同條件試驗檢測、回彈檢測和鉆芯檢測，試驗過程及檢測結果如下。

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%。

細骨料：取自巧家雙河口河砂，二區(qū)中砂。

2.2 設備

回彈儀:混凝土回彈儀①標稱能量為2.207 J，鋼砧率定值為80±2；②標稱能量為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：TYE-2000B型壓力試驗機，精度1級，檢定合格。

鉆芯機：檢定合格，符合規(guī)范要求。

2.3 配合比

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

圖 1T梁C50混凝土坍落度試驗現(xiàn)場

圖 2T梁C50混凝土擴展度試驗現(xiàn)場

2.4 檢測過程與標準

2.4.1 選用標準

（1）JGJ/T23、JGJ/T294和DBJ53/T-101回彈標準。

（2）JGJT384—2016《鉆芯法檢測混凝土強度技術規(guī)程》。

（3）GB/T50081—2019《混凝土物理力學性能試驗方法標準》。

2.4.2 檢測過程

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

圖 3混凝土回彈部位示意

圖 4回彈試驗現(xiàn)場

2.5 檢測結果

該構件碳化深度為0，檢測結果如表4所示，并得出以下結論。

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

（2）從相同回彈儀的檢測結果來看，都是使用2.207 J回彈儀檢測強度，但使用了不同的標準（代表測強曲線不同），導致二者結果相差很大。董晨輝[16]根據(jù)標準JGJ/T23—2011中查表得到全國統(tǒng)一曲線的推測強度(10~60 MPa范圍內(nèi))，并計算其相對標準差為20.399 4%，平均相對誤差為17.638 3%，均遠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%；相對標準差<18%)。相比之下，云南省的曲線比全國統(tǒng)一曲線的相對標準差降低了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)，回彈值的準確度更多是由測強曲線決定的。韋志等[17]在利用設計強度等級為C30~C55的混凝土建立回彈測強曲線時，發(fā)現(xiàn)不管是用普通回彈儀還是高強回彈儀，回歸曲線的精度都能滿足規(guī)范JGJ/T23平均誤差≤±14.0%，相對標準差≤±17.0%的要求，但普通回彈儀的這兩項指標均優(yōu)于高強混凝土回彈儀的。這也從側面反映了測強曲線的精度對回彈結果的影響。

（4）從回彈結果來看，2.207 J回彈儀檢測強度（DBJ53/T-101）和鉆芯的試件強度最接近，也最接近同條件養(yǎng)護強度和標養(yǎng)試件強度。

3. 結論

通過對不同無損檢測標準中回彈法的比較和云南省高速公路T梁C50強度等級混凝土現(xiàn)場實際試驗，得出以下結論。

（1）選擇不同的標準檢測，會對檢測結果產(chǎn)生較大影響，建議對JGJ/T23、JGJ/T294以及當?shù)氐牡胤綐藴蔬M行試驗驗證比較，選擇合適的標準和測強曲線。此次試驗比較和驗證表明，DBJ53/T-101標準的強度推定值最接近真實值。

（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，當選擇了合適的標準（代表合適的測強曲線），都可以得到接近真實的推定結果。

（3）當以上標準和構件真實值都有較大偏差時，建議按照標準要求建立專用曲線，具體要求可以參考JGJ/T23、JGJ/T294。

綜上所述，在高速公路T梁C50混凝土強度檢測中，合理選擇檢測標準和測強曲線至關重要。應充分考慮不同標準在適用范圍、儀器設備、測強曲線、檢測溫度齡期及碳化要求等方面的差異，結合工程實際情況進行綜合判斷。在條件允許時，優(yōu)先采用地區(qū)或?qū)Ｓ脺y強曲線，以提高回彈法檢測混凝土強度的準確性，確保工程質(zhì)量。

文章來源——材料與測試網(wǎng)