回彈法檢測(cè)混凝土抗壓強(qiáng)度不確定度評(píng)定

回彈法檢測(cè)混凝土抗壓強(qiáng)度不確定度評(píng)定1、序言現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)混凝土抗壓強(qiáng)度的方法很多,如鉆芯法、拔出法、壓痕法、射擊法、回彈法、超聲法等。其中,回彈法是通過回彈儀檢測(cè)混凝土表面硬度從而推算出混凝土抗壓強(qiáng)度的方法。由于混凝土回彈儀價(jià)格便宜、構(gòu)造簡(jiǎn)單、性能可靠、容易校正、維修和保養(yǎng),且檢測(cè)技術(shù)易于掌握,操作方法簡(jiǎn)便,對(duì)結(jié)構(gòu)和構(gòu)件無任何損傷等特點(diǎn),在實(shí)際工程檢測(cè)中得到了廣泛應(yīng)用。但是由于回彈法在使用過程中存在較多的操作不規(guī)范、隨意性大、計(jì)算方法不當(dāng)?shù)葐栴},造成了較大的誤差。因此評(píng)定回彈法測(cè)量混凝土抗壓強(qiáng)度的不確定度在實(shí)際測(cè)量中有重要意義。2、回彈法檢測(cè)混凝土強(qiáng)度特點(diǎn)回彈儀中運(yùn)動(dòng)的重錘以一定沖擊動(dòng)能撞擊頂在混凝土表面的沖擊桿后，測(cè)出重錘被反彈回來的距離，以回彈值作為強(qiáng)度的相關(guān)指標(biāo)來推定混凝土強(qiáng)度的?；貜椫凳侵劐N沖擊過程中能量損失的反映。能量損失越小，混凝土表面硬度越大，其相應(yīng)的回彈值就越高。由于混凝土表面硬度與混凝土抗壓強(qiáng)度在變化關(guān)系上有一致性，因此回彈值大小也反映了混凝土抗壓強(qiáng)度的大小。 影響混凝土抗壓強(qiáng)度與回彈值的因素十分廣泛，例如水泥品種、骨料、外加劑的影響，成型方法、養(yǎng)護(hù)方法的影響，混凝土碳化、齡期及含水率的影響等。3、混凝土抗壓強(qiáng)度計(jì)算3.1、回彈值測(cè)量及計(jì)算每一測(cè)區(qū)應(yīng)讀取16個(gè)回彈值，測(cè)點(diǎn)在測(cè)區(qū)范圍內(nèi)均勻分布，相鄰兩測(cè)點(diǎn)的凈距離不宜小于20mm；測(cè)點(diǎn)距外露鋼筋、預(yù)埋件的距離不宜小于30mm；測(cè)點(diǎn)不應(yīng)再氣孔或外露石子上，同一測(cè)點(diǎn)應(yīng)只彈擊一次。計(jì)算測(cè)區(qū)平均回彈值時(shí)，應(yīng)從該測(cè)區(qū)的16個(gè)回彈值中剔除3個(gè)最大值和3個(gè)最小值，其余的10個(gè)回彈值按下式計(jì)算：式中：——測(cè)區(qū)平均回彈值，精確至0.1； ——第i個(gè)測(cè)點(diǎn)的回彈值。注：（1）水平方向檢測(cè)混凝土澆筑表面或澆筑底面時(shí)，測(cè)區(qū)的平均回彈值應(yīng)按下列公式修正： 式中：、——水平方向檢測(cè)混凝土澆筑表面、底面時(shí)，測(cè)區(qū)的平均回彈值，精確值0.1； 、——混凝土澆筑表面、底面回彈值得修正值，按JGJ/T23-2011附錄D取值。 （2）非水平方向檢測(cè)混凝土澆筑側(cè)面時(shí)，測(cè)區(qū)的平均回彈值應(yīng)按下式修正： 式中：——非水平方向檢測(cè)時(shí)測(cè)區(qū)的平均回彈值，精確值0.1； ——非水平方向檢測(cè)時(shí)回彈值修正值，按JGJ/T23-2011附錄C取值。 （3）當(dāng)回彈儀為非水平方向且測(cè)試面為混凝土的非澆筑側(cè)面時(shí)，應(yīng)先對(duì)回彈值進(jìn)行角度修正，并應(yīng)對(duì)修正后的回彈值進(jìn)行澆筑面修正。3.2、碳化深度值測(cè)量回彈值測(cè)量完畢后，應(yīng)在代表性測(cè)區(qū)上測(cè)量碳化深度值，測(cè)點(diǎn)數(shù)不應(yīng)少于構(gòu)件測(cè)區(qū)的30%，并取平均值作為該構(gòu)件每個(gè)測(cè)區(qū)的碳化深度值。當(dāng)碳化深度值極差大于2.0mm時(shí)，應(yīng)在每個(gè)測(cè)區(qū)分別測(cè)量碳化深度值。（1）用工具在測(cè)區(qū)表面形成直徑約15mm的孔洞，其深度應(yīng)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）用濃度為1%-2%的酚酞酒精溶液滴在孔洞內(nèi)壁的邊緣處，當(dāng)已碳化與未碳化界線清晰時(shí)，用碳化深度測(cè)量?jī)x測(cè)量已碳化與未碳化混凝土交界面到混凝土表面的垂直距離，并測(cè)量3次，每次讀書精確至0.25mm；（4）取3次測(cè)量的平均值作為測(cè)量結(jié)果，并精確至0.5mm。3.3、混凝土強(qiáng)度換算構(gòu)件第i個(gè)測(cè)區(qū)混凝土強(qiáng)度換算值由所求得的平均回彈值及平均碳化深度值按規(guī)程JGJ/T23-2011測(cè)區(qū)強(qiáng)度換算表查得。本次實(shí)驗(yàn)評(píng)定側(cè)得數(shù)據(jù)如下：回彈測(cè)量數(shù)據(jù)表測(cè)區(qū)測(cè)點(diǎn)回彈值平均回彈值1234567891011121314151614442484244454146404246434546474644.324647484749424646474442524746464446.234245444340454342414342414645464343.244643444546434241434442414645464343.854442414240434645424146434244434442.964544424143444241464344424144464543.374344424642414642444344424746444243.484543444243454643424142414445434243.194245424242414344464542464544464343.5104241464344424146434442454643444643.6注：構(gòu)件部位——地梁碳化深度數(shù)據(jù)表測(cè)區(qū)次數(shù)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：讀數(shù)精確見規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度換算表測(cè)區(qū)平均回彈值（MPa）平均碳化值（mm）強(qiáng)度換算值（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平均值及標(biāo)準(zhǔn)差按下列公式計(jì)算：式中：——測(cè)區(qū)混凝土強(qiáng)度換算值（MPa），精確到0.1MPa； ——構(gòu)件測(cè)區(qū)混凝土強(qiáng)度換算值的平均值（MPa），精確到0.1MPa； n——構(gòu)件的測(cè)區(qū)數(shù); ——構(gòu)件測(cè)區(qū)混凝土強(qiáng)度換算值得標(biāo)準(zhǔn)差（MPa），精確到0.01MPa。帶入數(shù)據(jù)有：；則混凝土強(qiáng)度推定值有：注：——推定系數(shù)，宜取1.645；當(dāng)需要進(jìn)行推定強(qiáng)度區(qū)間時(shí)，可按國家現(xiàn)行有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定取值；構(gòu)件的混凝土強(qiáng)度推定值是相應(yīng)于強(qiáng)度換算值總體分布中保證率不低于95%的構(gòu)件中混凝土抗壓強(qiáng)度值。4、混凝土抗壓強(qiáng)度不確定度評(píng)定4.1、建立數(shù)學(xué)模型由回彈值及碳化深度值計(jì)算得到構(gòu)件的現(xiàn)齡期混凝土強(qiáng)度推定值，則可建立統(tǒng)一數(shù)學(xué)模型如下： 式中：——混凝土構(gòu)件強(qiáng)度推定值修約值，——表示修約誤差； ——第i測(cè)區(qū)第j個(gè)測(cè)點(diǎn)回彈值； ——第i測(cè)區(qū)第j個(gè)測(cè)點(diǎn)碳化深度值。4.2、不確定度來源分析 由數(shù)學(xué)模型可以看出，混凝土構(gòu)件抗壓強(qiáng)度的推定值不確定度來源于測(cè)區(qū)回彈值及測(cè)區(qū)混凝土碳化深度值。注：本次試驗(yàn)作用部位為地梁，混凝土澆筑面為側(cè)面的水平測(cè)量，因此不作回彈值修正。其中，測(cè)區(qū)回彈值的不確定度來源有：（1）測(cè)量構(gòu)件重復(fù)性導(dǎo)致的隨機(jī)波動(dòng)引入的不確定度；（2）讀數(shù)誤差引入的不確定度；（3）回彈儀校準(zhǔn)引入的不確定度。測(cè)區(qū)混凝土碳化深度值的不確定來源有：（1）測(cè)量構(gòu)件重復(fù)性導(dǎo)致的隨機(jī)波動(dòng)引入的不確定度；（2）讀數(shù)誤差引入的不確定度；（3）碳化深度儀校準(zhǔn)引入的不確定度。4.3、不確定度評(píng)定4.3.1、回彈值重復(fù)測(cè)量導(dǎo)致的隨機(jī)波動(dòng)引入的不確定度采用不確定度A類評(píng)定方法，則實(shí)驗(yàn)樣本合并標(biāo)準(zhǔn)差有： 式中：——第i測(cè)區(qū)第j個(gè)測(cè)點(diǎn)回彈值； ——第i測(cè)區(qū)的平均回彈值； ——每個(gè)測(cè)區(qū)測(cè)量的次數(shù)（這里每個(gè)測(cè)區(qū)數(shù)相同，如果不同，參照J(rèn)JF1059.1-2012）； ——測(cè)區(qū)數(shù)。則帶入數(shù)據(jù)有：標(biāo)準(zhǔn)不確定度4.3.2、回彈值讀數(shù)誤差引入的不確定度回彈儀最小分度值為2，檢測(cè)人員讀數(shù)時(shí)造成的誤差在0.5個(gè)分度值內(nèi)，假定為均勻分布，，由不確定度的B類評(píng)定方法，則讀數(shù)誤差引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度4.3.3、回彈儀校準(zhǔn)引入的不確定度由校準(zhǔn)報(bào)告書可知，回彈儀MPE=0.31%，k=2，則回彈儀標(biāo)準(zhǔn)不確定度為由4.3.1-4.3.3可知測(cè)區(qū)回彈值的標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：4.3.4、碳化深度重復(fù)測(cè)量導(dǎo)致的隨機(jī)波動(dòng)引入的不確定度采用不確定度A類評(píng)定方法，則合并樣本標(biāo)準(zhǔn)差帶入數(shù)據(jù)有：則標(biāo)準(zhǔn)不確定度4.3.5、碳化深度值讀數(shù)誤差引入的不確定度碳化深度儀最小分度為0.25，檢測(cè)人員在讀數(shù)時(shí)造成的誤差在0.25個(gè)分度值內(nèi)，假定均勻分布，，由不確定度的B類評(píng)定方法，則讀數(shù)誤差引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度4.3.6、碳化深度儀校準(zhǔn)引入的不確定度由校準(zhǔn)報(bào)告書可知，碳化深度儀測(cè)量結(jié)果的不確定度U=0.1mm，k=2，則碳化深度儀校準(zhǔn)的不確定度為由4.3.4-4.3.6可知測(cè)區(qū)碳化深度值的標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：4.4、合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度由數(shù)學(xué)模型：式中，——回彈值靈敏系數(shù)； ——