黃祖榮

（佛山市順德區(qū)建設(shè)工程質(zhì)量安全監(jiān)督檢測中心）

回彈法檢測混凝土抗壓強度的不確定度分析

黃祖榮

（佛山市順德區(qū)建設(shè)工程質(zhì)量安全監(jiān)督檢測中心）

隨著我國建筑行業(yè)快速的發(fā)展，對于混凝土的質(zhì)量有了更高的要求，而施工過程中混凝土強度檢測一直有著重要的地位，混凝土強度檢測的進(jìn)行離不開回彈法的有效應(yīng)用。在采用回彈法對混凝土的抗壓強度進(jìn)行分析的過程中，存在著一定的不確定度，本文將簡要分析回彈法檢測混凝土抗壓強度的不確定度。

回彈法；檢測；混凝土；抗壓強度；不確定度

引言

在混凝土的抗壓強度檢測的過程中，回彈法屬于一種非破損的檢測方法，其能夠有效反映混凝土實際的硬性，還能表現(xiàn)混凝土的塑性；不僅能夠表現(xiàn)混凝土的表層狀態(tài)，還可反映其內(nèi)部構(gòu)造，因此得到了廣泛的應(yīng)用。但是回彈法的實際應(yīng)用中存在著一定的不確定度，因此需要對其進(jìn)行分析。

1　回彈法檢測混凝土抗壓強度要點

1.1確認(rèn)回彈法的適用條件

確認(rèn)回彈法的適用條件是對這一方法應(yīng)用的第一要點。在確認(rèn)回彈法的適用條件時，工作人員應(yīng)當(dāng)根據(jù)不同的測試方向和混凝土品種以及工程施工條件、具體碳化深度來界定回彈法的使用范圍，從而能夠在回彈值出現(xiàn)誤差之后對其進(jìn)行合理的修正。在修正完畢之后通過查找相應(yīng)的混凝土強度關(guān)系圖表來更好地判定混凝土的具體強度，從而能夠快捷、精確的促進(jìn)混凝土抗壓強度得到有效的測量。而在回彈值的測量工作結(jié)束之后，工作人員應(yīng)當(dāng)在具有代表性的位置上來進(jìn)行碳化深度值的測量工作，并且需要確保測量的精確性。

1.2正確選擇測試區(qū)間

①工作人員在對測試的區(qū)間進(jìn)行選擇時，需要保證每個結(jié)構(gòu)構(gòu)件區(qū)間大于5個。而且應(yīng)當(dāng)根據(jù)測試的實際需要來進(jìn)行測區(qū)的布置，每一個測區(qū)的面積不宜大于0.04m2，與此同時，對于長度大于3m的構(gòu)件，應(yīng)當(dāng)確保測區(qū)數(shù)在10個以上；而長度小于3m且高度在0.5m以下的構(gòu)件，工作人員可以將其測區(qū)數(shù)量進(jìn)行合理的減少，但是其總數(shù)不應(yīng)少于5個。②測區(qū)應(yīng)當(dāng)選在能使回彈儀處于水平方向的混凝土澆筑側(cè)面，而當(dāng)實際的情況無法滿足這一條件時，應(yīng)選在使回彈儀處于非水平方向的混凝土澆筑表面或底面；測區(qū)也可以選在構(gòu)件的兩個對稱的可測面上，當(dāng)不能布置在對稱側(cè)面上時，也可以布置在同一可測面上，并且應(yīng)當(dāng)確保其分布的均勻性。③每兩個相鄰的測區(qū)的直接間距不應(yīng)大于2m，且測區(qū)應(yīng)當(dāng)離構(gòu)件的端部或者是施工縫的邊緣距離在0.5m之內(nèi)并且大于0.2m。④工作人員應(yīng)當(dāng)確保檢測面沒有污垢等雜質(zhì)的存在，必要時工作人員可以使用砂輪來對疏松層和其他雜質(zhì)進(jìn)行有效的清掃與打磨，最終確保測區(qū)表面的整潔、光滑。

1.3注重對混凝土的回彈值進(jìn)行修正

眾所周知，要想保證測試的準(zhǔn)確度，就需要對測試的數(shù)值進(jìn)行有效的修正。因此在進(jìn)行混凝土強度的檢測過程時，其回彈儀的軸線應(yīng)當(dāng)始終是垂直于結(jié)構(gòu)或者是構(gòu)件之上，并且能夠緩慢施壓準(zhǔn)確讀數(shù)。除此之外，在進(jìn)行回彈值的修正過程中，工作人員應(yīng)當(dāng)確保計算出的平均回彈值的誤差應(yīng)當(dāng)在0.2MPa以下，如果其誤差較大，則應(yīng)當(dāng)重新進(jìn)行測試，然后對數(shù)據(jù)進(jìn)行合理的修正。另外，在混凝土強度值的修正過程中，應(yīng)當(dāng)將修正后的數(shù)值精確至±0.1，因為這一數(shù)值與測區(qū)的平均回彈值和相應(yīng)的平均碳化數(shù)值有著密切的聯(lián)系，所以需要將混凝土強度的標(biāo)準(zhǔn)差精確到0.01，最終促進(jìn)其測試精確性的有效提升。

2　回彈法檢測混凝土抗壓強度的不確定性分析實例

2.1現(xiàn)場檢測的成果

為了采集相關(guān)數(shù)據(jù)，選取了某在建建筑進(jìn)行試驗，試驗主體為該建筑中框架結(jié)構(gòu)的柱。按照相關(guān)規(guī)范，沿著柱的側(cè)面分布10個測區(qū)，每個測區(qū)的回彈法檢測點為16個，且布置3個測點以測量聲速值（具體檢測結(jié)果如表1）。因為該實驗是水平的方向進(jìn)行的，所以其聲速值與回彈值都不需要進(jìn)行修正。

表1　

2.2分析聲速的代表值ναi的不確定度

（1）讀數(shù)重復(fù)性的引入標(biāo)準(zhǔn)的不確定度u1ν。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)的不確定度A類評定方法，由實測的聲速代表值獲得合并的試驗標(biāo)準(zhǔn)差為公式（1）。

計算讀數(shù)重復(fù)性的引入標(biāo)準(zhǔn)不確定度公式（2）為：

通過計算，該構(gòu)件的實際聲速代表值合并的試驗標(biāo)準(zhǔn)差是s （）結(jié)果為0.085km/s，讀數(shù)的重復(fù)性引入標(biāo)準(zhǔn)的不確定度u1ν結(jié)果為0.027km/s。

（2）確定測距的過程中讀數(shù)誤差引入標(biāo)準(zhǔn)的不確定度u2ν。檢測員在對測距進(jìn)行確定時，需將讀數(shù)導(dǎo)致的誤差控制在±0.1cm內(nèi)，分析聲時平均值在61.5μs，也就是測距讀數(shù)的誤差不確定度U的數(shù)值是1/61.5km/s。按照有關(guān)數(shù)據(jù)分析概率分布的情況，假設(shè)該誤差在區(qū)間內(nèi)均勻的分布，其包含因子數(shù)值為，以B類評定法進(jìn)行評定，那么在對測距進(jìn)行確定時引入標(biāo)準(zhǔn)的不確定度是u2ν=U/k=0.01km/s。

（3）超聲儀的系統(tǒng)性能引入標(biāo)準(zhǔn)的不確定度u3ν。檢測所用的超聲儀已鑒定合格，在其有效期內(nèi)進(jìn)行保養(yǎng)且測量率定合格。按照計量監(jiān)督的檢測中心校準(zhǔn)證書，因超聲儀的系統(tǒng)性能導(dǎo)致的示值誤差大約在±0.05μs，聲時的平均值大約在61.5μs，可見系統(tǒng)性能導(dǎo)致的標(biāo)準(zhǔn)不確定度U屬于微小量，因此可將其定為u3v= 0.00km/s。

2.3分析回彈的代表值Rαi不確定度

（1）讀數(shù)重復(fù)性的引入標(biāo)準(zhǔn)的不確定度u1R。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)的不確定度A類評定的方法，其實際的回彈代表值可按照公式（1）計算，且得出合并的試驗標(biāo)準(zhǔn)差，按照公式（2）能得出讀數(shù)重復(fù)性的引入標(biāo)準(zhǔn)的不確定度。通過計算，該構(gòu)件的實測回彈值合并的試驗標(biāo)準(zhǔn)差s（）數(shù)值為4.2，讀數(shù)重復(fù)性的引入標(biāo)準(zhǔn)的不確定度u1R數(shù)值為1.33。

（2）確定測距的過程中讀數(shù)誤差引入標(biāo)準(zhǔn)的不確定度u2R。檢測員讀數(shù)的導(dǎo)致的誤差一般于±0.5分度值內(nèi)，也就是讀數(shù)的誤差不確定度U是0.5個分度值。按照相關(guān)規(guī)范，估計概率的分布情況。假設(shè)該誤差在區(qū)間內(nèi)均勻的分布，其包含因子數(shù)值為k=，以B類評定法進(jìn)行評定，那么在對測距進(jìn)行確定時引入標(biāo)準(zhǔn)的不確定度是

（3）彈擊的方向引入標(biāo)準(zhǔn)的不確定數(shù)u3R。按照實際的操作經(jīng)驗對彈擊的方向、偏離的角度等，造成回彈值的誤差為±1個分度值之內(nèi)，假設(shè)該影響在偏離角度的允許誤差范圍內(nèi)均勻的分布，其包含因子數(shù)值為，以B類評定法進(jìn)行評定，那么在彈擊的方向偏離而引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度為。

（4）回彈儀的系統(tǒng)性能引入標(biāo)準(zhǔn)的不確定度u4R。檢測所用的回彈儀已鑒定合格，在其有效期內(nèi)進(jìn)行保養(yǎng)且測量率定合格。按照計量監(jiān)督的檢測中心校準(zhǔn)證書，因回彈儀的系統(tǒng)性能導(dǎo)致的示值誤差大約在±1.5個分度值左右，假設(shè)該誤差在區(qū)間內(nèi)均勻的分布，其包含因子數(shù)值為，以B類評定法進(jìn)行評定，那么在對回彈儀的系統(tǒng)性能導(dǎo)致的標(biāo)準(zhǔn)不確定度是

2.4靈敏系數(shù)

不確定的靈敏系數(shù)會導(dǎo)致測量的過程中各種不確定度的形成。所以，在測量系統(tǒng)研制和測量方案擬定時，需盡可能的分析其靈敏系數(shù)Ci=0的狀態(tài)。

2.5混凝土抗壓強度的推定值合成標(biāo)準(zhǔn)的不確定度uc=（fcu，e）

因為標(biāo)準(zhǔn)的不確定度間各分量之間互不相關(guān)，所以構(gòu)件的混凝土抗壓強度推定值fcu，e合成的標(biāo)準(zhǔn)不確定數(shù)uc=（fcu，e）需進(jìn)行計算。

2.6總結(jié)

經(jīng)過對回彈法檢測混凝土的抗壓強度不確定性的分析，我們可以知道：不確定度主要是由重復(fù)測量、讀數(shù)的誤差、操作水平的高低以及儀器的系統(tǒng)性能等而導(dǎo)致的，而降低儀器的示值誤差能夠很大程度的減少最終的不確定度。

3　結(jié)束語

近些年，我國建筑工程發(fā)展速度持續(xù)提升，混凝土應(yīng)用范圍不斷增加，回彈法檢測混凝土抗壓強度方法的應(yīng)用具有十分廣闊的前景。對此，建筑工程測量人員必須全面掌握回彈法測量的主要工序，做好精確度控制，以保證混凝土質(zhì)量可控。

[1]楊劍鋒.回彈法檢測混凝土抗壓強度不確定度評定報告[J].城市建設(shè)理論研究（電子版），2015：99～100.

[2]閃黎.鉆芯法檢測結(jié)構(gòu)混凝土抗壓強度的不確定度分析研究[J].中國建材科技，2015：7～8.

[3]楊振星.鉆芯法檢測混凝土抗壓強度的不確定度評定[J].福建建設(shè)科技，2011：49～50.

[4]謝冬進(jìn).鉆芯法推定混凝土抗壓強度的不確定度評定[J].中國市政工程，2012：94～96.

TU528.1

A

1673-0038（2015）44-0066-02

2015-10-15

黃祖榮（1986-），男，助理工程師，本科，主要從事建設(shè)工程質(zhì)量檢測工作。