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与 建 材装 饰2015 年 10 月 回弹法检测混凝土抗压强度的不确定度分析 黄祖荣 （佛山市顺德区建设工程质量安全监督检测中心） 摘要： 随着我国建筑行业快速的发展， 对于混凝土的质量有了更高的要求， 而施工过程中混凝土强度检测一直有着 重要的地位， 混凝土强度检测的进行离不开回弹法的有效应用。在采用回弹法对混凝土的抗压强度进行分析的过程中， 存 在着一定的不确定度， 本文将简要分析回弹法检测混凝土抗压强度的不确定度。 关键词： 回弹法； 检测； 混凝土； 抗压强度； 不确定度 中图分类号： TU528.1文献标识码： A 文章编号： 1673-0038 （2015） 44-0066-02 引 言 在混凝土的抗压强度检测的过程中， 回弹法属于一种非破损 的检测方法， 其能够有效反映混凝土实际的硬性， 还能表现混凝 土的塑性； 不仅能够表现混凝土的表层状态， 还可反映其内部构 造， 因此得到了广泛的应用。但是回弹法的实际应用中存在着一 定的不确定度， 因此需要对其进行分析。 1 回弹法检测混凝土抗压强度要点 1.1 确认回弹法的适用条件 确认回弹法的适用条件是对这一方法应用的第一要点。 在确 认回弹法的适用条件时，工作人员应当根据不同的测试方向和 混凝土品种以及工程施工条件、具体碳化深度来界定回弹法的 使用范围，从而能够在回弹值出现误差之后对其进行合理的修 正。在修正完毕之后通过查找相应的混凝土强度关系图表来更 好地判定混凝土的具体强度， 从而能够快捷、 精确的促进混凝土 抗压强度得到有效的测量。而在回弹值的测量工作结束之后， 工 作人员应当在具有代表性的位置上来进行碳化深度值的测量工 作， 并且需要确保测量的精确性。 1.2 正确选择测试区间 工作人员在对测试的区间进行选择时， 需要保证每个结构 构件区间大于 5 个。而且应当根据测试的实际需要来进行测区 的布置， 每一个测区的面积不宜大于 0.04m2， 与此同时， 对于长度 大于 3m 的构件， 应当确保测区数在 10 个以上； 而长度小于 3m 且高度在 0.5m 以下的构件， 工作人员可以将其测区数量进行合 理的减少， 但是其总数不应少于 5 个。测区应当选在能使回弹 仪处于水平方向的混凝土浇筑侧面，而当实际的情况无法满足 这一条件时，应选在使回弹仪处于非水平方向的混凝土浇筑表 面或底面； 测区也可以选在构件的两个对称的可测面上， 当不能 布置在对称侧面上时， 也可以布置在同一可测面上， 并且应当确 保其分布的均匀性。每两个相邻的测区的直接间距不应大于 2m，且测区应当离构件的端部或者是施工缝的边缘距离在 0.5m 之内并且大于 0.2m。工作人员应当确保检测面没有污垢等杂 质的存在，必要时工作人员可以使用砂轮来对疏松层和其他杂 质进行有效的清扫与打磨， 最终确保测区表面的整洁、 光滑。 1.3 注重对混凝土的回弹值进行修正 众所周知， 要想保证测试的准确度， 就需要对测试的数值进 行有效的修正。因此在进行混凝土强度的检测过程时， 其回弹仪 的轴线应当始终是垂直于结构或者是构件之上，并且能够缓慢 施压准确读数。除此之外， 在进行回弹值的修正过程中， 工作人 员应当确保计算出的平均回弹值的误差应当在 0.2MPa 以下， 如 果其误差较大， 则应当重新进行测试， 然后对数据进行合理的修 正。另外， 在混凝土强度值的修正过程中， 应当将修正后的数值 精确至0.1， 因为这一数值与测区的平均回弹值和相应的平均碳 化数值有着密切的联系，所以需要将混凝土强度的标准差精确 到 0.01， 最终促进其测试精确性的有效提升。 2 回弹法检测混凝土抗压强度的不确定性分析 实例 2.1 现场检测的成果 为了采集相关数据， 选取了某在建建筑进行试验， 试验主体 为该建筑中框架结构的柱。 按照相关规范， 沿着柱的侧面分布 10 个测区， 每个测区的回弹法检测点为 16 个， 且布置 3 个测点以 测量声速值 （具体检测结果如表 1） 。 因为该实验是水平的方向进 行的， 所以其声速值与回弹值都不需要进行修正。 测点序号波速/ （km/s）回弹值 14.614.554.5240374634474436443838443836383635 24.554.384.5237363742363536373742403938453735 34.764.704.6138394736374244434239353837403842 44.704.614.6136364350514138503837344037374337 54.584.464.2736373537383435373837393749373837 64.584.354.5236404238374036384435473938403536 74.614.674.6139355039313734393934263537373635 84.674.674.6735353738373641383635403738374043 94.554.524.4139423438403231383836363635363638 104.584.734.5834363534383347344041395042194442 表 1 质检 研究 66 与 建 材装 饰2015 年 10 月 2.2 分析声速的代表值 i的不确定度 （1） 读数重复性的引入标准的不确定度 u1。 根据标准的不确 定度 A 类评定方法，由实测的声速代表值获得合并的试验标准 差为公式 （1） 。 S （） = m i = 1 n j = 1 （ij- i) 2 m （n-1） = 10 i = 1 3 j = 1 （ij- i） 2 20 （1） 计算读数重复性的引入标准不确定度公式 （2） 为： u1= s （ ） m （2） 通过计算， 该构件的实际声速代表值合并的试验标准差是 s （ ） 结果为 0.085km/s， 读数的重复性引入标准的不确定度 u1结 果为 0.027km/s。 （2） 确定测距的过程中读数误差引入标准的不确定度 u2。 检 测员在对测距进行确定时，需将读数导致的误差控制在0.1cm 内， 分析声时平均值在 61.5s， 也就是测距读数的误差不确定度 U 的数值是 1/61.5km/s。按照有关数据分析概率分布的情况， 假 设该误差在区间内均匀的分布， 其包含因子数值为 k=3， 以 B 类评定法进行评定，那么在对测距进行确定时引入标准的不确 定度是 u2=U/k=0.01km/s。 （3） 超声仪的系统性能引入标准的不确定度 u3。 检测所用的 超声仪已鉴定合格， 在其有效期内进行保养且测量率定合格。按 照计量监督的检测中心校准证书，因超声仪的系统性能导致的 示值误差大约在0.05s， 声时的平均值大约在 61.5s， 可见系统 性能导致的标准不确定度 U 属于微小量，因此可将其定为 u3v= 0.00km/s。 2.3 分析回弹的代表值 Ri不确定度 （1） 读数重复性的引入标准的不确定度 u1R。 根据标准的不确 定度 A 类评定的方法， 其实际的回弹代表值可按照公式 （1） 计算， 且得出合并的试验标准差， 按照公式 （2） 能得出读数重复性的引 入标准的不确定度 u1R=s （R） /m。 通过计算， 该构件的实测回弹 值合并的试验标准差 s （R） 数值为 4.2， 读数重复性的引入标准的 不确定度 u1R数值为 1.33。 （2） 确定测距的过程中读数误差引入标准的不确定度 u2R。 检 测员读数的导致的误差一般于0.5 分度值内，也就是读数的误 差不确定度 U 是 0.5 个分度值。按照相关规范， 估计概率的分布 情况。假设该误差在区间内均匀的分布，其包含因子数值为 k= 3 ， 以 B 类评定法进行评定， 那么在对测距进行确定时引入标 准的不确定度是 u2R=U/K=0.05/3=0.289。 （3） 弹击的方向引入标准的不确定数 u3R。 按照实际的操作经 验对弹击的方向、 偏离的角度等， 造成回弹值的误差为1 个分度 值之内， 假设该影响在偏离角度的允许误差范围内均匀的分布， 其包含因子数值为3 ， 以 B 类评定法进行评定， 那么在弹击的 方向偏离而引入的标准不确定度为。U3R=U/K=1/3=0.577。 （4） 回弹仪的系统性能引入标准的不确定度 u4R。检测所用的 回弹仪已鉴定合格， 在其有效期内进行保养且测量率定合格。 按照 计量监督的检测中心校准证书，因回弹仪的系统性能导致的示值 误差大约在1.5 个分度值左右， 假设该误差在区间内均匀的分布， 其包含因子数值为 k=3， 以 B 类评定法进行评定， 那么在对回 弹仪的系统性能导致的标准不确定度是 u4R=1.5/3=0.866。 2.4 灵敏系数 不确定的灵敏系数会导致测量的过程中各种不确定度的形 成。所以， 在测量系统研制和测量方案拟定时， 需尽可能的分析 其灵敏系数 Ci=0 的状态。 （1） 声速的代表值灵敏系数 C。 其数学模型为 f c cu， i=0.162i 1.656 Ri 1.410 ， 即碎石骨料， 其所研究点的声速代表值灵敏系数就是该点 的强度换算值针对 i的偏导数，其公式为 C=f c cu， i/ij=0.0162 1.656 0.656 ij R - 1.140 ij ，回弹的代表值取其平均值 Rij，声速的代表值为 ij， 计算出其灵敏系数 C=12.41。 （2） 回弹的代表值灵敏系数 CR。按照混凝土的声速代表值的 灵敏系数计算原理， 可求得其烟酒店的回弹代表值灵敏系数， 其 公式为 CROCR=f c cu， i/Rij=0.01621.410 1.656 ij R - 1.140 ij ，其回弹的代表 值、 声速代表值为平均值， 从而计算出其灵敏系数 CR=1.26。 2.5 混凝土抗压强度的推定值合成标准的不确定度 uc= （fcu， e） 因为标准的不确定度间各分量之间互不相关， 所以构件的混凝 土抗压强度推定值 fcu， e合成的标准不确定数 uc= （fcu， e） 需进行计算。 2.6 总 结 经过对回弹法检测混凝土的抗压强度不确定性的分析， 我们 可以知道： 不确定度主要是由重复测量、 读数的误差、 操作水平 的高低以及仪器的系统性能等而导致的，而降低仪器的示值误 差能够很大程度的减少最终的不确定度。 3 结束语 近些年， 我国建筑工程发展速度持续提升， 混凝土应用范围 不断增加，回弹法检测混凝土抗压强度方法的应用具有十分广 阔的前景。对此， 建筑工程测量人员必须全面掌握回弹法测量的 主要工序， 做好精确度控制， 以保证混凝土质量可控。 参考文献 1杨剑锋.回弹法检测混凝土抗压强度不确定度评定报告J.城市建设理 论研究 （电子版