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1、合肥工业大学 硕士学位论文 回弹法在混凝土强度检测中的应用研究 姓名：徐乐 申请学位级别：硕士 专业：材料工程 指导教师：胡小建 2011-04 I 回弹法在混凝土强度检测中的应用研究回弹法在混凝土强度检测中的应用研究 摘 要 摘 要 回弹法检测混凝土强度，是利用回弹仪测试混凝土回弹值来推定抗压强度 的一种检测方法，由于其成本低廉、易于掌握，已成为建筑工程领域首选的无 损检测方法。但由于我国幅员辽阔，材料性能各异，回弹法规程所制定的统一 曲线很难适应本地区的情况，实际检测工作中存在较大的负偏差。 针对上述问题，本文在研究回弹法测强理论的基础上，制定了详细的试验 计划，联系了本地区最有影响力的几
2、家商品混凝土企业，选择最有代表性的原 材料、成型工艺，制作了 C15 至 C60 八种不同配合比、泵送用同条件混凝土试 块。之后，按照不同的龄期分组试验，测试其在预压力下的回弹值、碳化深度 值、破坏压力值。接下来对原始数据进行异常值剔除处理，并选择合理的曲线 方程表达式建立“混凝土强度推定值-回弹值-碳化深度值”的数学模型。然后， 将采集的数据对照数学模型依据最小二乘法原理进行二元线性回归，来确定函 数关系表达式即测强曲线，并做回归显著性分析确定其有效性、做误差分析确 定其准确性。同时，根据试验结果并结合相关研究，详细分析试验的影响因素。 最后，在实际工程检测中使用该测强曲线推定强度值，求得结
3、果平均相对误差 和强度相对标准差分别为 8.0%、8.8%，满足相关规范要求。 研究分析和工程复验均证明，本次研究建立的测强曲线在实际工程检测中 能够较准确地反映真实强度值，有着良好的实用价值和推广意义。同时，依托 本课题制作的混凝土回弹计算软件，与商业软件相比具有方便、快捷的优点， 极大地解决了行业内的效率瓶颈问题。 关键词关键词：混凝土无损检测；回弹法；地方测强曲线；二元回归；回弹计算软件； II Applied Research of rebound method to test concrete compressive strength ABSTRACT We ofen use con
4、crete rebound hammer get rebound number to estimate concrete compressive strength,and we call it rebound method.Currently,It has become a main method in nondestructive testing for civil engineering because of its low cost,easy-to-master. The unified curve from “Technical Specification for Inspection
5、 if Concrete Compressive Strength by Rebound Method“(JGJ/T23-2001) is not suitable for local circumstance considering our wide territory, different material properties, and has led to negative deviation in daily testing work. To solve this problem above，this article developed a detailed testing plan
6、 based on researching the theory of rebound method. In order to build local curve,we cooperated with the most influential mixed concrete companies ， chose representative materials to make concrete testing cubes (eight strength grades form C15 to C60),using local forming curing and different mix prop
7、ortions with pumping agent. All the cubes are tested by concrete rebound hammer, carbonation depth measuring and compression strength testing. And then, removed abnormal values from the raw data, established local curve in the form of “estimated strength value-rebound number-carbonation depth value”
8、 mathematical model,with performing binary regression with significance analysis and error analysis.Meanwhile,the author also analysis the testing results to discuss related influence factors.At last, we retested the curve in field testing and got the mean relative error of 8.0%,the relative standar
9、d deviation of 8.8%,which meet the specifications requirements well. Above all,it has been proved that the curve we established had good practical value and promoting significance.In addition,the author also designed a VB application to solve the efficiency bottleneck，which is more convenient and fa
10、ster than business software. Keywords: nondestructive testing for concrete; rebound method; local curve; binary regression; calculation software for rebound method; VII 插图清单插图清单 图 2-1 回弹仪主要零件名称及构造 9 图 2-2 回弹仪非水平测试图 10 图 4-1 测强曲线 logfi和 logRi相关拟合 27 图 4-2 混凝土平均 logfi随平均碳化深度变化 27 图 4-3 强度推定值与实测值的比值图 2
11、8 图 4-4 推定值与实测值比值分布饼图 28 图 4-5 不同强度等级混凝土的强度相对标准差 30 图 4-6 不同龄期的强度相对标准差 31 图 4-7 程序流程简图 35 图 4-8 窗口控件分布图 36 图 4-9 程序运行效果图 40 独独 创创 性性 声声 明明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。 据我所知，除了文中特别加以标志和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰 写过的研究成果，也不包含为获得 合肥工业大学 或其他教育机构的学位或证书而使 用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说 明并表示谢意
12、。 学位论文作者签字：徐乐 签字日期： 2011 年 4 月 18 日 学位论文版权使用授权书学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解 合肥工业大学 有关保留、使用学位论文的规定，有权 保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅或借阅。本人 授权 合肥工业大学 可以将学位论文的全部或部分论文内容编入有关数据库进行检 索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。 （保密的学位论文在解密后适用本授权书） 学位论文者签名：徐乐 导师签名： 胡小建 签字日期： 2011 年 4 月 18 日 签字日期： 2011 年 4 月 18 日 学位论文作者毕业后去向：
13、 工作单位： 电话： 通讯地址： 邮编： 1 第一章 绪 论 第一章 绪 论 1.11.1 引言引言 混凝土是建筑工程中最主要的建筑材料之一，在国家基本建设中占有重要 地位，它的质量直接关系到建筑结构的安全。然而，硬化的混凝土质量受材料、 成型养护工艺和施工技术的影响，会出现较大的差异。当材料和施工过程中出 现某些薄弱环节时，就会导致混凝土质量产生不同程度的缺陷，包括外观质量、 强度、内部存在孔洞和不密实区等。这些缺陷，在不同程度上影响建筑工程的 质量安全。 因此，对混凝土质量实施监控和检测，是保证建筑工程质量的重要环节。 当混凝土工程发生涉及安全使用的质量事故后，通常需要调查、分析原因，其
14、中提供混凝土实际强度的数据是必不可少的。长期以来，我们都是用试块试压 的方法来推算结构混凝土抗压强度的。但当对混凝土试块强度的代表性有怀疑 时，它就不能代表结构混凝土强度，这时就必须在现场直接测定。现场检测混 凝土强度的方法包括半破损法（钻芯法、拔出法等）和非破损法（回弹法、超 声脉冲法、超声回弹综合法、声速衰减综合法等）1。半破损法是对混凝土结 构或构件采用局部破坏的方式进行试验，然后经测强曲线或公式换算成混凝土 强度。其结果直观可靠，易被人们接受，但会对结构或构件造成局部破坏，需 进行修补，故不宜大范围全面检查，目前在建筑工程中应用不很普遍，只是在 对非破损检测结果有异议或仲裁等特殊情况下
15、采用。非破损法（或称无损法） 只需要对混凝土表面进行简单的处理如打磨即可直接测定回弹值或者超声声速 值等，然后根据测强曲线换算成混凝土强度1。这种方法检测速度快，费用低 廉，适用于工程验收等大范围的抽检或全面检查，在有专用测强曲线的条件下 有较高的精度。 1.2 研究背景和意义 1.2 研究背景和意义 1.2.1 研究背景 房建结构中，混凝土的质量直接关系到建筑结构的安全，也是关系国家建 设和社会经济发展的大事，与广大民众的工作生活息息相关，一直受到有关领 导部门的高度重视。 目前，安徽省建筑业在总体上处于快速发展的态势，城镇化进程不断深入， 新建扩建项目不断涌现，混凝土的需求量也不断加大。要了解混凝土质量的真 实情况，且不破坏原结构，就需要对混凝土结构进行无损检测。 混凝土无损检测，是在不影响结构或构件受力性能或其他使用功能的前提 下，直接从结构物上测试或局部钻取芯样来推定混凝土强度及判断缺陷的一门 技术1，它既适于建筑工程施工过程中混凝土质量的监测，又适于工程的竣工 2 验收和建筑物使用期间混凝土质量鉴定。 我国建筑结构检测技术标准（GB/T50344-2004）中第 4.3.1 条明确规 定：“结构或构件混凝土抗压强度的检测，可采用回弹法、超声回弹综合法、 后装拔出法或钻芯法等方法，检
