回弹法检测混凝土抗压强度不确定度评定

回弹法检测混凝土抗压强度不确定度评定1、序言现场检测混凝土抗压强度的方法很多,如钻芯法、拔出法、压痕法、射击法、回弹法、超声法等。其中,回弹法是通过回弹仪检测混凝土表面硬度从而推算出混凝土抗压强度的方法。由于混凝土回弹仪价格便宜、构造简单、性能可靠、容易校正、维修和保养,且检测技术易于掌握,操作方法简便,对结构和构件无任何损伤等特点,在实际工程检测中得到了广泛应用。但是由于回弹法在使用过程中存在较多的操作不规范、随意性大、计算方法不当等问题,造成了较大的误差。因此评定回弹法测量混凝土抗压强度的不确定度在实际测量中有重要意义。2、回弹法检测混凝土强度特点回弹仪中运动的重锤以一定冲击动能撞击顶在混凝土表面的冲击杆后，测出重锤被反弹回来的距离，以回弹值作为强度的相关指标来推定混凝土强度的。回弹值是重锤冲击过程中能量损失的反映。能量损失越小，混凝土表面硬度越大，其相应的回弹值就越高。由于混凝土表面硬度与混凝土抗压强度在变化关系上有一致性，因此回弹值大小也反映了混凝土抗压强度的大小。 影响混凝土抗压强度与回弹值的因素十分广泛，例如水泥品种、骨料、外加剂的影响，成型方法、养护方法的影响，混凝土碳化、龄期及含水率的影响等。3、混凝土抗压强度计算3.1、回弹值测量及计算每一测区应读取16个回弹值，测点在测区范围内均匀分布，相邻两测点的净距离不宜小于20mm；测点距外露钢筋、预埋件的距离不宜小于30mm；测点不应再气孔或外露石子上，同一测点应只弹击一次。计算测区平均回弹值时，应从该测区的16个回弹值中剔除3个最大值和3个最小值，其余的10个回弹值按下式计算：式中：——测区平均回弹值，精确至0.1； ——第i个测点的回弹值。注：（1）水平方向检测混凝土浇筑表面或浇筑底面时，测区的平均回弹值应按下列公式修正： 式中：、——水平方向检测混凝土浇筑表面、底面时，测区的平均回弹值，精确值0.1； 、——混凝土浇筑表面、底面回弹值得修正值，按JGJ/T23-2011附录D取值。 （2）非水平方向检测混凝土浇筑侧面时，测区的平均回弹值应按下式修正： 式中：——非水平方向检测时测区的平均回弹值，精确值0.1； ——非水平方向检测时回弹值修正值，按JGJ/T23-2011附录C取值。 （3）当回弹仪为非水平方向且测试面为混凝土的非浇筑侧面时，应先对回弹值进行角度修正，并应对修正后的回弹值进行浇筑面修正。3.2、碳化深度值测量回弹值测量完毕后，应在代表性测区上测量碳化深度值，测点数不应少于构件测区的30%，并取平均值作为该构件每个测区的碳化深度值。当碳化深度值极差大于2.0mm时，应在每个测区分别测量碳化深度值。（1）用工具在测区表面形成直径约15mm的孔洞，其深度应大于混凝土的碳化深度；（2）清除孔洞中的粉末和碎屑，且不得用水擦洗；（3）用浓度为1%-2%的酚酞酒精溶液滴在孔洞内壁的边缘处，当已碳化与未碳化界线清晰时，用碳化深度测量仪测量已碳化与未碳化混凝土交界面到混凝土表面的垂直距离，并测量3次，每次读书精确至0.25mm；（4）取3次测量的平均值作为测量结果，并精确至0.5mm。3.3、混凝土强度换算构件第i个测区混凝土强度换算值由所求得的平均回弹值及平均碳化深度值按规程JGJ/T23-2011测区强度换算表查得。本次实验评定侧得数据如下：回弹测量数据表测区测点回弹值平均回弹值1234567891011121314151614442484244454146404246434546474644.324647484749424646474442524746464446.234245444340454342414342414645464343.244643444546434241434442414645464343.854442414240434645424146434244434442.964544424143444241464344424144464543.374344424642414642444344424746444243.484543444243454643424142414445434243.194245424242414344464542464544464343.5104241464344424146434442454643444643.6注：构件部位——地梁碳化深度数据表测区次数1234567891010.750.750.751.000.750.751.000.750.751.0020.750.500.751.000.750.750.750.750.750.7531.001.000.750.751.000.750.751.000.750.75碳化平均值1.01.01.01.01.01.01.01.01.01.0注：读数精确见规范标准强度换算表测区平均回弹值（MPa）平均碳化值（mm）强度换算值（MPa）144.31.047.0246.21.051.1343.21.044.6443.81.045.9542.91.044.0643.31.044.8743.41.045.1843.11.044.4943.51.045.21043.61.045.4平均值及标准差按下列公式计算：式中：——测区混凝土强度换算值（MPa），精确到0.1MPa； ——构件测区混凝土强度换算值的平均值（MPa），精确到0.1MPa； n——构件的测区数; ——构件测区混凝土强度换算值得标准差（MPa），精确到0.01MPa。带入数据有：；则混凝土强度推定值有：注：——推定系数，宜取1.645；当需要进行推定强度区间时，可按国家现行有关标准的规定取值；构件的混凝土强度推定值是相应于强度换算值总体分布中保证率不低于95%的构件中混凝土抗压强度值。4、混凝土抗压强度不确定度评定4.1、建立数学模型由回弹值及碳化深度值计算得到构件的现龄期混凝土强度推定值，则可建立统一数学模型如下： 式中：——混凝土构件强度推定值修约值，——表示修约误差； ——第i测区第j个测点回弹值； ——第i测区第j个测点碳化深度值。4.2、不确定度来源分析 由数学模型可以看出，混凝土构件抗压强度的推定值不确定度来源于测区回弹值及测区混凝土碳化深度值。注：本次试验作用部位为地梁，混凝土浇筑面为侧面的水平测量，因此不作回弹值修正。其中，测区回弹值的不确定度来源有：（1）测量构件重复性导致的随机波动引入的不确定度；（2）读数误差引入的不确定度；（3）回弹仪校准引入的不确定度。测区混凝土碳化深度值的不确定来源有：（1）测量构件重复性导致的随机波动引入的不确定度；（2）读数误差引入的不确定度；（3）碳化深度仪校准引入的不确定度。4.3、不确定度评定4.3.1、回弹值重复测量导致的随机波动引入的不确定度采用不确定度A类评定方法，则实验样本合并标准差有： 式中：——第i测区第j个测点回弹值； ——第i测区的平均回弹值； ——每个测区测量的次数（这里每个测区数相同，如果不同，参照JJF1059.1-2012）； ——测区数。则带入数据有：标准不确定度4.3.2、回弹值读数误差引入的不确定度回弹仪最小分度值为2，检测人员读数时造成的误差在0.5个分度值内，假定为均匀分布，，由不确定度的B类评定方法，则读数误差引入的标准不确定度4.3.3、回弹仪校准引入的不确定度由校准报告书可知，回弹仪MPE=0.31%，k=2，则回弹仪标准不确定度为由4.3.1-4.3.3可知测区回弹值的标准不确定度为：4.3.4、碳化深度重复测量导致的随机波动引入的不确定度采用不确定度A类评定方法，则合并样本标准差带入数据有：则标准不确定度4.3.5、碳化深度值读数误差引入的不确定度碳化深度仪最小分度为0.25，检测人员在读数时造成的误差在0.25个分度值内，假定均匀分布，，由不确定度的B类评定方法，则读数误差引入的标准不确定度4.3.6、碳化深度仪校准引入的不确定度由校准报告书可知，碳化深度仪测量结果的不确定度U=0.1mm，k=2，则碳化深度仪校准的不确定度为由4.3.4-4.3.6可知测区碳化深度值的标准不确定度为：4.4、合成标准不确定度由数学模型：式中，——回弹值灵敏系数； ——