浅谈预拌混凝土回弹法测强曲线的制定

冯冀平

摘 要：对混凝土强度进行测定，采用回弹法研究混凝土回弹值与混凝土强度两者之间的关系，在国家一系列规范要求下，建立两者的非线性回归关系，并通过测量曲线进行具体的测定。通过测定，表明其测量精度达到了《回弹法检测混凝土强度技术规程》（JGJ/T23-2001）的要求，可以在实际施工测定中给予使用。文章希望通过该测定方法，能够对实际施工给予可行性的实际指导。

关键词：预拌混凝土；回弹；测强曲线；回归分析

中图分类号：TU528 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2017）10-0112-02

回弹法刚开始是作为测定混凝土表面硬度力学的方法之一，在测定过程中，由于混凝土强度与表面硬度之间存在着相互关联的关系，在这个基础上，可以通过检测混凝土表面硬度来间接推敲混凝土本身的硬度，这是回弹法测定中所依据的一个重要原理。在具体实施中，通过采用弹簧与钢锤在一定时间内冲击混凝土的表面，具体可以通过传能钢杆，也就是我们通常说的弹击杆来进行撞击混凝土表面，通过几次试验之后，根据测定的数据建立相关的数学模型，然后在模型中推导计算混凝土的抗压强度，这就是回弹法测定混凝土强度的基本原理。

混凝土强度与回弹值之间一般也是建立相关曲线，被称之为回弹法测强曲线，曲线又根据实际需要分为不同类型，包括统一测强曲线、地区测强曲线和专用测强曲线。专用测强曲线一般专业技术性较强，而统一测强曲线和地区测强曲线一般较为广泛采用。

在混凝土材料的选择上，现在很多地区使用采用的混凝土是预拌混凝土，这是由于预拌混凝土的特性决定的。预拌混凝土采用双掺技术，在流动性大的同时，砂率又很高，强度有一定的保证，这些较为明显的特征能够显著影响到混凝土的回弹值。

1 试验概况

本次试验选择从施工现场随机抽取的预拌混凝土，测试的目的是为了通过测定数值，来具体测定混凝土的抗压强度设计是否能够达到要求，混凝土的结构、构件的强度能够达到安全指标，这都是需要具体判定的。

测定时间为2015年4月到2016年5月期间，共约一年时间，选取一年时间是因为如何测试时间较短，测定时间可能不太准确，而时间较长的话，对于实际的需求又较为拖延，所以综合考虑，采用一年的测定时间。选取29d到62d的混凝土综合试件，然后又随机选取混凝土公司，对广州的六家预拌混凝土公司生产的强度等级C20—C50的混凝土中的455个立方体试件进行了测试。

具体的试验步骤为如下：

（1）首选选取预拌混凝土的测试材料，将测试材料带回实验室，并进行必要的清灰除尘工作。

（2）进行测试前的一系列准备工作，包括浇筑侧面的两个相对面，将材料放置于压力机的上下承压板之间，然后将测试材料放在中间加紧，前后两个侧面固定住，为了将测试材料能够在中间回弹，进行加压测试，将压力测定在30KN—80KN的范围。

（3）在30KN—80KN的范围下，用标准状态的回弹仪进行测定，《回弹法检测混凝土抗压强度技术规程》中，对测定方法进行了详细的说明，规程中说一般在两个相对侧面上，选择均匀分布的八个点进行测定回弹，通过侧面的长度来进行八等分，保证每个碰撞面之间的距离基本相等，同时，为了防止测定材料在回弹之中落到地面，影响测定值的影响，一般要保证测点与侧面木板边缘的间距不小于0.35cm。

（4）在选定的八个回弹点之中进行回弹测定，共16个回弹值，16个回弹值之间，进行从小到大排列，为了保证数值的平均性和准确性，为了将排名前三的三个最大值和排名倒数的三个最小值给予剔除，然后对于剩下的十个回弹值算去平均值，结果保留小数点后一位数。

（5）继续加压，直到测试材料被压坏，在压坏的一瞬间，计算试件的抗压强度值，和计算回弹值一样，保留小数点后一位数。

2 数据的处理

对上述试验测定的数据进行处理。预测混凝土抗压值主要是通过一系列数据建立回弹值与混凝土强度兩者的关系，算出关联系数K值来算出两者的关联系数和模型，而通常采用的方式是建立两者的回归关系，可以是线性关系也可以是非线性关系，具体需要在实施中给予确定。

回归分析是常用的一种数理统计方法，目的是通过处理自变量与因变量之间的关系，然后进一步寻求非确定联系的之间的统计信息。所以在数据的处理中，第一步是确定自变量和因变量，选取回弹值Ni为自变量，混凝土抗压强度值为因变量Ri，建立两者的关系，在实际工作中，混凝土抗压强度值不仅仅是受回弹值影响，还受一系列混凝土配合比、原材料、养护方法、含水量等影响因素，不过由于试验中研究的主要是回弹值与混凝土抗压强度值之间的关系，其他因素作为干扰因素μ集中在一起考虑。

可以通过主要三个方面的联系建立关联：

（1）首先通过3-5组测量数据确定回弹值与混凝土强度之间的关联，解出k值，建立初步的关系表达式。

（2）根据测量中的10组测量数据，对初步关系表达式进行修正，在修正k值的同时，修正表达精度，建立较为精准的表达式。

（3）通过精准的表达式进一步分析回弹值与混凝土强度之间的相互关系，对结果进行分析。

混凝土时间较久之后会与空气中的二氧化碳相互作用，会被碳化，不过这个时间相对较久，本文测试时间为一年，时间并不长，可以忽略深度碳化的影响。再加以混凝土强度与回弹值之间的关系较为简单和直接，文章考虑采用一元非线性回归方程，回归方程式如下：

R=aNb+μ（a、b为回归系数，μ为干扰项）

通过回归分析确定了a，b的系数，采用OLS最小二乘法进行计算，即通过计量经济学中的OLS估计，通过误差的平方和为最小的处理准则。

通过SPSS统计软件对十组数据进行统计分析，处理后所得的线性回归方程为R=0.0496NL0.805+μ，其中μ由于是干扰项，所以放置在后面，对本实验的干扰性不大。

3 回归曲线的精度设计

回归曲线的精度要进行进一步的设计，通过十组数据的不同对比我们发现，回弹值Ni与混凝土强度值Rr呈现出一定的分布规律，而回归曲线的精度就是要在确定两者关系的基础上进行正态分布分析，在正态分布中，回归曲线的精度反映了混凝土实际测量的强度围绕回归曲线波动离散程度。它确定了在合理的误差允许范围内，回归曲线波动的合适阈值和偏差范围。由于不同施工自然条件不同，人工干扰因素也有差别，所以在误差允许的偏差范围内，是可以接受和允许的，这也是确定合适阈值的主要意义。

运用统计学的相关原理，回归曲线的精度采用混凝土强度和回弹值之间的换算，通过强度平均误差α（%）和er（%）来表示，并且列出具体的运算公式：

α=±（1/n）∑|Ri/Rr-1|×100

er=±[1/（n-1）∑|Ri/（Rr-1）2|1/2×100

这两个公式分别表示了如何求取的关系，其中N就是本次试验中测定数据的次数，剔除了6次干扰的数值之后，本文中n为10，则通过具体的数据测算可以得出，α=±6.3%，er=7.9%。

那么如何对算出的数值进行具体检查，来测定数值是否在正常可以接受的范围，初步测定可以运用国家相关规范来进行具体验证。《回弹法检测混凝土抗压强度技术流程》（JGJ/T23-2001）中，对专业的测强曲线进行具体规定，其中提到在测量结果中，强度平均相对误差应当不大于±12.0%，强度相对标准差不大于±14.0%，所以在这个强度检测范围下，本次实验分析得出的数值是真实可靠的。

4 回归曲线的精度验证

在实际测定的数值中，我们给出了数值的大致范围，且这个数据准确可靠。但是在实际施工中，往往需要确定了具体的数值之后，并不知道这个数据是否准确可靠而这个数值要怎么确定，除了根据当地人工和自然一系列条件之外，还需要对选择和确定的数值进行精度验证。

一般这种情况发生在对混凝土构件的质量产生怀疑，需要对混凝土的质量进行检测的情况下，回弹法能够很好的对回归曲线的精度验证，并对质量进行很好的检测。

对所要检测的混凝土抽取芯样，测定芯样强度值对回归曲线精度验证，利用之前列举的曲线关系，建立信号强度Ri与相应的回弹测取混凝土强度的换算之Rr之间的关系，通过回归曲线之间所确定强度相对误差α和强度相对标准差er（%），得出α=±6.2%，er=7.0%，对得出的这些数据进行具体比对，发现符合《回弹法检测混凝土抗压强度技术规程》（JGL/T23-2001）中的具体要求。这些数值是在规范中的范围之中，所以测定的数值是在正常范围的，也就是说，抽取的样品的精度是符合满足正常使用条件的。

5 回归曲线的结果分析

本次实验通过测试十组数据所确定的回归曲线，其精度基本能满足《回弹法检测混凝土抗压强度技术规程》（JGJ/T23-2001）中的要求，确定了大致的范围，并且通过抽样检测样本得出的数值是在所得出的正确范围之间的，证明确定的回归曲线可以用来在实际工程中进行正确测量和使用。

但是由于本次实验测量采用八个回弹点，进行了十六次的测量，测量数值属于小范围内小样本测量，这样的测量肯定会存在着一定的误差，这种误差是属于可以接受的误差，在大量的样本测定后可以进行不断地修正，最后保证误差不断地接近理论值。而且测量曲线采用的是国家规范专业测量曲线，各个地方也有专业的规范标准，所以在实际工程施工中，在国家规范的基础上要再结合地方性的规范，在文章研究的国家专业测强曲线下，根据地方规范进行微调整，以适应地方施工。

6 应用与效果

本文的测量方法的最大优势就是采用了较为简单可行的回弹法，回弹法原理较为简单，而且测试技术容易掌握，在测试中并不需要太多的专业知识，一般的技术人员即可。而且在测试中经过多次测量可以明显消除系统误差，极大的提高测试精度。在检测中也并不需要花费太多的时间，整个检测过程迅速而且以效率较高，所以在实际运用中，回弹法是一种明显比较经济使用的方法，宜于在施工现场进行大量的数据采集与测试。

在实际使用中，也需要注意以下几点：（1）该测量结果并不是绝对的数值，虽然结果较为精确，但是不可盲目绝对相信，还是要根据实际的工作情况作为参考。（2）该测量结果采用的是一年的混凝土原材料，采用的是十六组数值，采用的是小样本测试，会有一定的误差，如果要提高精度，可以将测量样本增大。然后进行同条件的修正，通过不断地修正提高精度曲线中的系数。（3）在地方性的施工环境中，不仅要结合国家专业测试曲线，还要根据地方性的规范给予适当调整。

7 结语

近年来随着施工技术的发展，在施工中越来越重视施工的質量，同时对于混凝土原材料也有较高的使用需求，在这种条件下必须要通过一定方法对混凝土进行测定，回弹法是广泛采用的一种方法，该方法也在实际测试中具体实践过，也证明是可行的。文章通过专业测强曲线测定的混凝土回弹法旨在提供一种方法为实际工程提供参考，希望提出的该种方法能够提高实际施工中的施工质量，并且对预拌混凝土的发展产生较积极的影响。

参考文献

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