黃從斌，邰洪生，羅居剛，楊智

（1.安徽?。ㄋ炕春铀瘑T會）水利科學研究院，安徽 合肥 230088；2.安徽省水利工程病害防治工程技術研究中心，安徽 合肥 230088）

1 引言

目前混凝土結構已在我國大量使用，其混凝土強度也一致備受學界和工程界的關注，主要的檢測方法為回彈法、鉆芯法、超聲——回彈綜合法。其中，回彈法對于測試面要求較高，只能反映出表層混凝土強度，推定時其準確性很難保證[1]；超聲——回彈綜合法由于材料易受材料特性、混凝土強度、鋼筋配置等因素影響[1-2]會對小尺寸構建產(chǎn)生效果弱，且離散型較大。而采用小直徑芯樣抗折法檢測結構混凝土強度可以有效彌補現(xiàn)有檢測方法的不足，不僅是對現(xiàn)有檢測技術的有效補充，也將填補現(xiàn)有檢測技術的空白，可以提高工程質(zhì)量檢測評價的準確性和可靠性，進一步保障了工程質(zhì)量和管理運行安全，具有極為廣闊的工程應用前景和良好的社會經(jīng)濟效益，因而采用小直徑芯樣抗折法檢測結構混凝土強度技術，值得進一步進行研究。

2 試驗設計

本文設計并制作了C20、C30、C40和C50四個批次試件，均采用商品混凝土。預制試件尺寸為600mm×700mm×200mm的混凝土試件48塊，用于鉆取不同齡期（14d、28d、90d）直徑為55m的混凝土抗折芯樣，共計制作144組432個小直徑芯樣抗折試件。同時預留不同齡期不同強度等級的標準混凝土抗壓、劈拉、抗折試件，用于混凝土力學性能試驗。

3 試驗原理

小直徑抗折檢測混凝土強度是一種通過大量的小直徑芯樣混凝土三點抗折試驗和標準試件的普通混凝土力學性能試驗，以小直徑混凝土芯樣折斷力和標準試件混凝土力學性能試驗結果，來擬合芯樣折斷力與標準混凝土試件強度相關關系，以推定混凝土強度的新方法[4]。首先利用鉆機的薄壁鉆頭在結構上鉆得一定長度的芯樣，再利用液壓千斤頂或其他外力將芯樣沿橫向折斷，得到折斷力；基于材料力學簡支梁的受力原理，根據(jù)式（1）計算得到混凝土抗折強度力學性能指標。

直徑55mm芯樣抗折力與抗壓強度試驗結果

式中：σ—試件折斷強度（MPa）；

P—試件破壞時的折斷力（kN）；

L—試件兩支撐間的支距（mm）；

D—試件直徑（mm）；

4 試驗數(shù)據(jù)分析

4.1 抗壓強度相關關系分析

本試驗采用小直徑55mm芯樣抗折試驗機進行抗折試驗，并測得標準試件的抗壓強度如下表所示。表中編號14-1表示14天齡期，1號試件。由于版面篇幅有限，上表中僅提供部分數(shù)據(jù)。

對試驗數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析，以芯樣折斷力為自變量，標準抗壓強度為因變量，回歸曲線方程如圖1所示。

通過上述圖表可以看出：直徑55mm芯樣折斷力與標準試件抗壓強度的擬合函數(shù)中總體相關系數(shù)在0.8349～0.9079之間，相對誤差在11.3%～18.2%之間，相對標準差在18.9%～26.4%之間。綜合比較相關關系以及誤差值，采用二次多項式函數(shù)來表達直徑55mm芯樣折斷力—標準試件抗壓強度關系曲線最佳。

圖1 直徑55mm芯樣折斷力—標準試件抗壓強度關系曲線

4.2 抗折強度相關關系分析

不同強度等級、不同齡期的直徑55mm芯樣折斷力及標準試件的抗折強度影響不同。同時，采用SPSS軟件對試驗數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析，以芯樣折斷力為自變量，標準抗折強度為因變量，回歸曲線方程如圖2所示。

通過上述圖表可以看出：直徑55mm芯樣折斷力與標準試件抗折強度的擬合函數(shù)中總體相關系數(shù)在0.8954～0.9167之間，相對誤差在8.6%～9.4%之間，相對標準差在15.6%～18.2%之間，綜合比較相關關系以及誤差值，線性函數(shù)的誤差相對較小，采用線性函數(shù)來表達直徑55mm芯樣折斷力—標準試件抗折強度關系曲線最佳。4.3劈拉強度相關關系分析

圖2 直徑55mm芯樣折斷力—標準試件抗折強度關系曲線

不同強度等級不同齡期的直徑55mm芯樣折斷力及測得的劈拉強度有所不同。采用SPSS軟件對試驗數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析，以芯樣折斷力為自變量，標準試件劈拉強度為因變量，回歸曲線方程如圖3所示。

圖3 直徑55mm芯樣折斷力—標準試件劈拉強度關系曲線

通過上述圖表可以看出：直徑55mm芯樣折斷力與標準試件劈拉強度的擬合函數(shù)中總體相關系數(shù)在0.8581～0.8940之間，相對誤差在12.2%～14.8%之間，相對標準差在23.2%～29.7%之間，綜合比較相關關系以及誤差值，采用冪函數(shù)來表達直徑55mm芯樣折斷力—標準試件劈拉強度關系曲線最佳。

5 結論

本文采用小直徑芯樣抗折法檢測結構混凝土強度可以有效彌補現(xiàn)有檢測方法的不足，不僅是對現(xiàn)有檢測技術的有效補充，也將填補現(xiàn)有檢測技術的空白，并根據(jù)試驗數(shù)據(jù)取得以下結論：

①采用二次多項式函數(shù)來表達小直徑55mm芯樣折斷力與標準試件抗壓強度關系曲線最佳；

②采用線性函數(shù)來表達小直徑55mm芯樣折斷力與標準試件抗折強度關系曲線最佳，相對誤差較??；

③采用冪函數(shù)來表達小直徑55mm芯樣折斷力與標準試件劈拉強度關系曲線最佳，相關性較好。