Q值回弹仪在现场混凝土强度检测中的应用研究
秦昌茂
（SGS通标标准技术服务有限公司，上海 201319）
【摘要】 介绍了Q值回弹仪的原理、特点，以及多家机构采用Q值回弹仪开展的混凝土测强曲线研究试验工作。Q值理念回弹仪具有可在任意角度下弹击而不受重力影响的特点，因此无需回弹值弹击角度的修正；同时由于没有指针滑块，不受牵引指针运动的反弹摩擦力影响，测试结果的离散性小，且测强范围大，可达10～110 MPa等优点。实验表明，Q值回弹仪的回归方程检测精度较目前传统的R值回弹仪高。Q值回弹仪是未来回弹仪技术发展的新方向，极可能是普通R值回弹仪的替代产品。 【关键词】 Q值回弹仪；动能型回弹仪；普通回弹仪；无损检测；混凝土强度；回弹法
【中图分类号】TU755.7 【文献标志码】 A 【文章编号】 1671－3702（2015）04－0072－04
Applicability Research of Using Momentum Rebound Hammer
to Test the Concrete Strength On-Site
QIN Changmao
（SGS-CSTC Standards Technical Services Co.，Ltd.，Shanghai 201319，China）
Abstract：This paper introduced the principle and characteristics of Momentum rebound hammer，and several research institutions has carried out research in concrete strength curve with it. Momentum rebound hammer could be arbitrary angle under the characteristics of the recoiling and was not affected by gravity，so there was no need to rebound value recoiling angle correction；since there was no pointer to the slider at the same time，which was not affected by traction rebound pointer movement of the friction force，test results of discrete was smaller；and the strength range was wider which could be up to 10～110MPa，etc. Test showed that the regression equation of the momentum rebound hammer test accuracy was higher than traditional R-value rebound hammer. Momentum rebound hammer is the new trend of future rebound hammer technology development，and it is most likely the alternatives of ordinary R instrument.
Keywords：Momentum rebound hammer；kinetic energy type hammer；ordinary rebound hammer；non destructive testing；concrete strength；rebound method
0 引 言
混凝土作为一种常规建筑材料，因其制作方便、易于成型等优点而被广泛用于各类工程建设，其质量直接影响到结构的安全性和耐久性。因此，工程界对混凝土的质量给予了极大的关注。
由于混凝土是一种多组分的混合材料，从配料、搅拌、成型至养护诸工艺环节，无不影响混凝土的质量，
作者简介：秦昌茂，男，注册结构工程师、注册咨询工程师（投资），
主要从事建设工程质量检测评估，非破损检测、工程结构质量检测评估。
如技术上疏忽或管理不善，势必造成工程质量事故。传统的混凝土质量检测方法是以按规定取样制作的试件试验为基础的，但由于试件的制作条件、养护环境及受力状态与结构物中原位混凝土有明显差异，其试验结果难以反映混凝土的实际质量状态。回弹法是目前应用最为广泛的现场原位检测结构混凝土强度的方法之一。
自1948年瑞士工程师Ernst Schmidt研制成世界上第一台R值回弹仪以来，采用回弹仪检测混凝土质量和强度的方法已风靡全球。但传统的R值回弹仪的检测精度不高也是公认不争的事实，其误差产生的原因主要有
- 72 -
第4期
秦昌茂：Q值回弹仪在现场混凝土强度检测中的应用研究
3个方面：混凝土测强曲线的适用范围不易确定、操作人员的技能水平差异和回弹仪的特定性能等。测强曲线方面可以通过行业曲线引导、辅以地方曲线优化来提高精度和适用性；操作人员的技能水平可以通过培训、考核予以提高；但传统R值回弹仪的特定性能却是难以克服的困难。
2007年，回弹仪的鼻祖厂商瑞士PROCEQ公司采用了最为先进的光电、计算机集成技术，将R值回弹仪的优点和当今电子技术结合起来，独创推出了便携一体式数显Q值理念的SilverSchmidt回弹仪（以下简称Q值回弹仪）。
1 Q值回弹仪的工作原理和特点[1]
“Q值”是根据新一代回弹仪的测量原理命名的，源自术语“能量系数”。Q值回弹仪是由一个特殊构造的回弹仪和一组光学传感器组成的系统。Q值回弹仪的测量原理：Q值回弹仪对测量原理进行了优化。它是通过测量弹击速度，而不是测量回弹的距离。能在每次冲击之前和冲击之后的瞬间，通过安装在回弹仪上的光电子器件信号采集立即测量出回弹仪弹击和回弹的速度，进行数字转换和数据的处理计算Q值。
2 Q值回弹仪三大优势
有两个主要的物理作用影响传统R值回弹仪：一个是回弹锤重力的影响；另一个是中心导杆的摩擦力以及指针滑块在指针轴上反复运动使其摩擦力发生变化，在现场检测混凝土强度时，由于粉尘、油污的影响，中心导杆以及指针滑块的摩擦力会发生很大的变化，由于摩擦力的变化会对回弹位移产生一定的影响。它随着回弹仪吸收混凝土表面灰尘的增多而增大，摩擦力对R值回弹仪的测试精度产生重大影响。这样对检测结果会产生很大的影响，特别是在表面硬度较低即混凝土强度较低时，回弹值较小，其影响会更大。
Q值回弹仪基于测量原理的优化，相比传统回弹仪具有三大优势，弥补了传统R值回弹仪的缺陷。
1）Q值回弹仪可以任意角度弹击测试，无需弹击角度修正
Q值回弹值的物理意义是弹击杆弹击混凝土前后瞬间的弹击能量的比值，其回弹锤和计算速度发出的光
信号和弹击杆弹击后重锤的位移变化无关，与冲击方向无关，可以任意角度弹击而不受重力的影响，所以无需类似R值回弹仪的弹击角度修正。
2）Q值回弹仪测量准确性和可重复性高
Q值回弹仪在构造上去掉了指针轴和指针滑块，因为没有指针滑块，不受牵引指针运动的反弹摩擦力影响。双层密封措施防止灰尘和污垢渗透到仪器内部，极大地增强仪器的测量准确性和可重复性，所以测试结果的离散性与传统R值回弹仪相比要小得多。
3）Q值回弹仪测强范围大
Q值回弹仪测强范围大，低值可从10 MPa起，高值可达110 MPa，测强范围几乎可以覆盖目前国内常用的所有混凝土强度等级。
同时，因Q值回弹仪去掉了传统回弹仪的指针系统，使回弹仪的构造变得简单了，使用时外界对其影响的因素降低了，回弹仪的维护和检定周期会大大的延长，方便工程检测、提高工作效率、降低使用成本。而且Q值回弹仪采用人体工程学原理设计，拿起来非常顺手。中部显示区域，采用重力感应菜单设计，在任何情况下都可以非常自如清楚地观察测试数据。
3 Q值回弹仪的应用研究
为了能使Q值回弹仪在我国混凝土强度检测中得到应用，PROCEQ公司与同济大学、陕西省建筑科学研究院、湖南大学以及SGS通标标准技术服务（上海）有限公司等多家机构合作，对Q值回弹仪进行了大量的应用研究。通过大量的实验，建立Q值与混凝土强度之间的数学关系式；经过误差分析，确定误差范围，进而确定数学关系式的误差可适用性；以实验结果确定了影响回弹仪精度的主要因素，为将来制定回弹仪的检定规程积累实验数据。
1）陕西省建筑科学研究院研究结果
根据陕西省工程建设常用的混凝土强度区间和混凝土强度需要检测时的龄期等具体情况，选择混凝土强度范围10～70 MPa，混凝土龄期7～1 000 d。
试验共制作混凝土试块2 052个，设定f为混凝土
抗压强度实测值，y为混凝土抗压强度计算值，
Δ=│f－y│，σ=│f/y－1│，剔除Δ﹥20或σ﹥0.35的数据后，混凝
- 73 -
土试块1 941个。通过对试块进行试压、回弹和测量碳化深度，混凝土试块的强度从9.3～68.6 MPa，碳化深度
0.0～6.0 mm。
通过对这些试验数据进行分析处理得出如下结果。
①按照幂函数回归得到测强曲线公式f=0.008 35Q2.16610（－0.008dm
）
式中，dm为碳化深度。另外，其他相关参数取值分别为：相关系数r=0.932，剩余标准离差s=6.420，回归方程式的强度平均相对误差δ=12.30%，回归方程式的强度相对标准差er=15.06%。
②使用Q值回弹仪回归曲线方程与《回弹法检测混凝土抗压强度技术规程》[2]（JGJ/T 23－2011）曲线方程
f=0.034 488R1.940010（－0.0173dm
）
其中，相关系数r=0.878，平均相对误差δ=±13.89%；相对标准差er=17.24%。相比较，平均相对误差、相对标准差都有所降低，相关系数增加，说明Q值回弹仪的回归方程检测精度提高了。
③把该曲线方程通过计算列出Q值、碳化深度值和混凝土强度换算表。在相同列表的混凝土强度（10.0～60.0）MPa区间内，Q值在26.0～60.4之间，而目前得国家行业标准回弹值（R）在18.6～46.8之间。如果把Q的区间值和R区间值分别与混凝土强度区间值相比，可看出：Q/强度=（60.4～26.0）/（60～10）=34.4/50=0.688；R/强度=（46.8～18.6）/（60～10）=28.2/50=0.564；Q值每增加0.688个单位时，混凝土强度增加1 MPa；R值每增加0.564个单位时，混凝土强度增加1 MPa。说明通过Q值实验回归的曲线方程比较平缓，有利于提高检测精度。
2）湖南大学研究结果
湖南大学的实验采用Q值回弹仪对C50、C60、C70、C80、C90和C100高强混凝土进行了回弹测试及试块抗压实验。
依照不同龄期和试件强度，共进行了192组回弹试验，得到混凝土回弹值及对应强度试验结果。应用回归分析原理，将试验数据汇总，分别采用不同数学模式进行回弹法回归分析。试验采用计算曲线的平均相对误差和平均相对标准差两个指标值的大小来对回弹曲线的- 74 -
计算精度进行验证对比，各龄期的回弹法实验数据回归方程及误差分析如表1所示；各龄期的抗压强度与回弹值的关系如图1所示。
表1 Q值回弹仪回弹法实验数据回归方程及误差分析
模式
回归方程相关
平均相对平均相对系数R误差/%标准差/%a
fcu，i c=－69.097 4+
2.257 3×Q0.964
5.0
6.5
bfcu，i c=132.512 8－4.311 2×Q+0.052 8×Q2
0.9534.05.5C
fQ1.941
9cu，i c=0.023 1×0.943
4.0
5.7
图1 Q
值回弹仪在各龄期的抗压强度与回弹值的关系
采用Q值回弹仪，得到了回弹法测强曲线，经过对所得数据处理和误差分析可以看出，各种函数式都有较高的相关系数，回弹法检测精度满足有关规范的要求，并具有离散性小、误差小的优点。测强曲线公式能够满足高强混凝土现场工程检测的需要，较好解决了高强混凝土强度无损检测技术难题。
3）SGS通标标准技术服务（上海）有限公司研究结
果[3]
SGS通标标准技术服务（上海）有限公司根据上海工程建设常用的混凝土强度区间和混凝土强度需要检测时的龄期等具体情况，选择混凝土强度范围10～110 MPa，混凝土龄期14～540 d。
通过对试块进行回弹、抗压试验和测量碳化深度，在取得各个试验龄期试验数据的基础上，按照线性回归、幂函数回归两套公式计算其相关系数r，剩余标准离
第4期
秦昌茂：Q值回弹仪在现场混凝土强度检测中的应用研究
表2 Q值回弹仪在各龄期回弹法试验数据的回归方程及误差分析比对
序号12345678
混凝土
龄期/d[***********]40
线性回归f=a+b×Q
a －54.1－59.8－64.9－70.5－69.9－68.9－68.3－66.3
b2.152.282.372.472.442.432.422.36
r0.980.980.970.960.960.950.940.93
δ7.67.89.210.710.710.810.9 11.2
er10.610.913.716.616.415.615.515.3
a0.015 00.015 00.013 50.011 80.012 90.014 60.015 80.018
b2.073 12.077 82.103 82.138 52.114 22.083 62.063 52.026 7
幂函数回归f=a×Qb
r0.980.980.980.970.960.960.950.93
δ6.76.37.07.97.98.48.79.3
er8.98.19.09.910.110.611.211.8
差s，回归方程式的强度平均相对误差δ，回归方程式的强度相对标准差er，如表2所示。
从表2可知：Q值回弹仪检测数据的幂函数回归效果精度比线性回归的要好，建议取表2右栏幂函数回归方程（f=a×Qb）的公式检测计算混凝土的强度。
试验研究过程中，由于各混凝土强度等级的混凝土试块在试验时各混凝土龄期的碳化深度值变化没有规律，而且往往在同一块试块上的碳化深度值在不同的检测面上数据离散很大，无法达到规程要求的碳化深度值的检测精度。因为混凝土的表面有假性碳化存在的可能性[4]，也为了简化现场碳化检测的操作程序，在未考虑碳化因素的场合，本试验（见表2）全部试验数据回归公式的相关性非常好，强度平均相对误差、强度相对标准差也很小。为提高Q值回弹仪的检测精度，减少混凝土龄期对检测结果的影响，建议按短、长混凝土龄期的回归公式计算混凝土的强度，比如短龄期以90 d为限，即回弹检测时，混凝土龄期在90 d以内的场合，取表2内序号为4 的幂函数回归公式计算混凝土的强度δ=7.9%，（r=0.97，er=9.9%）；大于90 d龄期的混凝土则按长龄期540 d，即取表2内序号为8的幂函数回归公式计算。
达110 MPa等优点。
2）Q值回弹仪较好解决了高强混凝土强度无损检测技术难题，测强曲线公式能够满足高强混凝土现场工程检测的需要，得到的回弹法测强曲线，经误差分析，具有相关系数高、离散性小、误差小，检测精度满足行业标准《回弹法检测混凝土抗压强度技术规程》（JGJ/T 23－2011）要求的优点。
3）经多家机构的科学实验，Q值回弹仪的回归方程检测精度较目前通用的R值回弹仪高。Q值回弹仪是未来回弹仪技术发展的方向，极可能是普通回弹仪的替代产品。
4）国内Q值回弹仪检测混凝土强度技术尚处于研究初期阶段，需要一定时间的试验数据积累，建议业内同行共同参与试验研究，尽快制定行业与地方测强曲线，将先进技术在各地推广应用。参考文献
[1]童寿兴，David Corbett，王建.瑞士新型”Q值”回弹仪的原理及运用前景[C] //.中国土木工程学会，第十一届全国建设工程无损检测技术学术会议论文集，2013：166－171.
[2]陕西省建筑科学研究院.JGJ/T 23－2011 回弹法检测混凝土抗压强度技术规程[S].北京：中国建筑工业出版社，2011.
[3]陆进.Q值回弹仪在上海地区检测混凝土强度的研究[J].商品与质量•建筑与发展，2014（8）：197－198.
[4]童寿兴.混凝土假性碳化引起回弹法强度的误判[J].无损检测，2006（8）：406－408.
4 结论与展望
1）Q值回弹仪具有任意角度弹击而不受重力的影响，无需回弹值弹击角度的修正；不受牵引指针运动的反弹摩擦力影响，测试结果的离散性小；测强范围大，可
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Q值回弹仪在现场混凝土强度检测中的应用研究
秦昌茂
（SGS通标标准技术服务有限公司，上海 201319）
【摘要】 介绍了Q值回弹仪的原理、特点，以及多家机构采用Q值回弹仪开展的混凝土测强曲线研究试验工作。Q值理念回弹仪具有可在任意角度下弹击而不受重力影响的特点，因此无需回弹值弹击角度的修正；同时由于没有指针滑块，不受牵引指针运动的反弹摩擦力影响，测试结果的离散性小，且测强范围大，可达10～110 MPa等优点。实验表明，Q值回弹仪的回归方程检测精度较目前传统的R值回弹仪高。Q值回弹仪是未来回弹仪技术发展的新方向，极可能是普通R值回弹仪的替代产品。 【关键词】 Q值回弹仪；动能型回弹仪；普通回弹仪；无损检测；混凝土强度；回弹法
【中图分类号】TU755.7 【文献标志码】 A 【文章编号】 1671－3702（2015）04－0072－04
Applicability Research of Using Momentum Rebound Hammer
to Test the Concrete Strength On-Site
QIN Changmao
（SGS-CSTC Standards Technical Services Co.，Ltd.，Shanghai 201319，China）
Abstract：This paper introduced the principle and characteristics of Momentum rebound hammer，and several research institutions has carried out research in concrete strength curve with it. Momentum rebound hammer could be arbitrary angle under the characteristics of the recoiling and was not affected by gravity，so there was no need to rebound value recoiling angle correction；since there was no pointer to the slider at the same time，which was not affected by traction rebound pointer movement of the friction force，test results of discrete was smaller；and the strength range was wider which could be up to 10～110MPa，etc. Test showed that the regression equation of the momentum rebound hammer test accuracy was higher than traditional R-value rebound hammer. Momentum rebound hammer is the new trend of future rebound hammer technology development，and it is most likely the alternatives of ordinary R instrument.
Keywords：Momentum rebound hammer；kinetic energy type hammer；ordinary rebound hammer；non destructive testing；concrete strength；rebound method
0 引 言
混凝土作为一种常规建筑材料，因其制作方便、易于成型等优点而被广泛用于各类工程建设，其质量直接影响到结构的安全性和耐久性。因此，工程界对混凝土的质量给予了极大的关注。
由于混凝土是一种多组分的混合材料，从配料、搅拌、成型至养护诸工艺环节，无不影响混凝土的质量，
作者简介：秦昌茂，男，注册结构工程师、注册咨询工程师（投资），
主要从事建设工程质量检测评估，非破损检测、工程结构质量检测评估。
如技术上疏忽或管理不善，势必造成工程质量事故。传统的混凝土质量检测方法是以按规定取样制作的试件试验为基础的，但由于试件的制作条件、养护环境及受力状态与结构物中原位混凝土有明显差异，其试验结果难以反映混凝土的实际质量状态。回弹法是目前应用最为广泛的现场原位检测结构混凝土强度的方法之一。
自1948年瑞士工程师Ernst Schmidt研制成世界上第一台R值回弹仪以来，采用回弹仪检测混凝土质量和强度的方法已风靡全球。但传统的R值回弹仪的检测精度不高也是公认不争的事实，其误差产生的原因主要有
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第4期
秦昌茂：Q值回弹仪在现场混凝土强度检测中的应用研究
3个方面：混凝土测强曲线的适用范围不易确定、操作人员的技能水平差异和回弹仪的特定性能等。测强曲线方面可以通过行业曲线引导、辅以地方曲线优化来提高精度和适用性；操作人员的技能水平可以通过培训、考核予以提高；但传统R值回弹仪的特定性能却是难以克服的困难。
2007年，回弹仪的鼻祖厂商瑞士PROCEQ公司采用了最为先进的光电、计算机集成技术，将R值回弹仪的优点和当今电子技术结合起来，独创推出了便携一体式数显Q值理念的SilverSchmidt回弹仪（以下简称Q值回弹仪）。
1 Q值回弹仪的工作原理和特点[1]
“Q值”是根据新一代回弹仪的测量原理命名的，源自术语“能量系数”。Q值回弹仪是由一个特殊构造的回弹仪和一组光学传感器组成的系统。Q值回弹仪的测量原理：Q值回弹仪对测量原理进行了优化。它是通过测量弹击速度，而不是测量回弹的距离。能在每次冲击之前和冲击之后的瞬间，通过安装在回弹仪上的光电子器件信号采集立即测量出回弹仪弹击和回弹的速度，进行数字转换和数据的处理计算Q值。
2 Q值回弹仪三大优势
有两个主要的物理作用影响传统R值回弹仪：一个是回弹锤重力的影响；另一个是中心导杆的摩擦力以及指针滑块在指针轴上反复运动使其摩擦力发生变化，在现场检测混凝土强度时，由于粉尘、油污的影响，中心导杆以及指针滑块的摩擦力会发生很大的变化，由于摩擦力的变化会对回弹位移产生一定的影响。它随着回弹仪吸收混凝土表面灰尘的增多而增大，摩擦力对R值回弹仪的测试精度产生重大影响。这样对检测结果会产生很大的影响，特别是在表面硬度较低即混凝土强度较低时，回弹值较小，其影响会更大。
Q值回弹仪基于测量原理的优化，相比传统回弹仪具有三大优势，弥补了传统R值回弹仪的缺陷。
1）Q值回弹仪可以任意角度弹击测试，无需弹击角度修正
Q值回弹值的物理意义是弹击杆弹击混凝土前后瞬间的弹击能量的比值，其回弹锤和计算速度发出的光
信号和弹击杆弹击后重锤的位移变化无关，与冲击方向无关，可以任意角度弹击而不受重力的影响，所以无需类似R值回弹仪的弹击角度修正。
2）Q值回弹仪测量准确性和可重复性高
Q值回弹仪在构造上去掉了指针轴和指针滑块，因为没有指针滑块，不受牵引指针运动的反弹摩擦力影响。双层密封措施防止灰尘和污垢渗透到仪器内部，极大地增强仪器的测量准确性和可重复性，所以测试结果的离散性与传统R值回弹仪相比要小得多。
3）Q值回弹仪测强范围大
Q值回弹仪测强范围大，低值可从10 MPa起，高值可达110 MPa，测强范围几乎可以覆盖目前国内常用的所有混凝土强度等级。
同时，因Q值回弹仪去掉了传统回弹仪的指针系统，使回弹仪的构造变得简单了，使用时外界对其影响的因素降低了，回弹仪的维护和检定周期会大大的延长，方便工程检测、提高工作效率、降低使用成本。而且Q值回弹仪采用人体工程学原理设计，拿起来非常顺手。中部显示区域，采用重力感应菜单设计，在任何情况下都可以非常自如清楚地观察测试数据。
3 Q值回弹仪的应用研究
为了能使Q值回弹仪在我国混凝土强度检测中得到应用，PROCEQ公司与同济大学、陕西省建筑科学研究院、湖南大学以及SGS通标标准技术服务（上海）有限公司等多家机构合作，对Q值回弹仪进行了大量的应用研究。通过大量的实验，建立Q值与混凝土强度之间的数学关系式；经过误差分析，确定误差范围，进而确定数学关系式的误差可适用性；以实验结果确定了影响回弹仪精度的主要因素，为将来制定回弹仪的检定规程积累实验数据。
1）陕西省建筑科学研究院研究结果
根据陕西省工程建设常用的混凝土强度区间和混凝土强度需要检测时的龄期等具体情况，选择混凝土强度范围10～70 MPa，混凝土龄期7～1 000 d。
试验共制作混凝土试块2 052个，设定f为混凝土
抗压强度实测值，y为混凝土抗压强度计算值，
Δ=│f－y│，σ=│f/y－1│，剔除Δ﹥20或σ﹥0.35的数据后，混凝
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土试块1 941个。通过对试块进行试压、回弹和测量碳化深度，混凝土试块的强度从9.3～68.6 MPa，碳化深度
0.0～6.0 mm。
通过对这些试验数据进行分析处理得出如下结果。
①按照幂函数回归得到测强曲线公式f=0.008 35Q2.16610（－0.008dm
）
式中，dm为碳化深度。另外，其他相关参数取值分别为：相关系数r=0.932，剩余标准离差s=6.420，回归方程式的强度平均相对误差δ=12.30%，回归方程式的强度相对标准差er=15.06%。
②使用Q值回弹仪回归曲线方程与《回弹法检测混凝土抗压强度技术规程》[2]（JGJ/T 23－2011）曲线方程
f=0.034 488R1.940010（－0.0173dm
）
其中，相关系数r=0.878，平均相对误差δ=±13.89%；相对标准差er=17.24%。相比较，平均相对误差、相对标准差都有所降低，相关系数增加，说明Q值回弹仪的回归方程检测精度提高了。
③把该曲线方程通过计算列出Q值、碳化深度值和混凝土强度换算表。在相同列表的混凝土强度（10.0～60.0）MPa区间内，Q值在26.0～60.4之间，而目前得国家行业标准回弹值（R）在18.6～46.8之间。如果把Q的区间值和R区间值分别与混凝土强度区间值相比，可看出：Q/强度=（60.4～26.0）/（60～10）=34.4/50=0.688；R/强度=（46.8～18.6）/（60～10）=28.2/50=0.564；Q值每增加0.688个单位时，混凝土强度增加1 MPa；R值每增加0.564个单位时，混凝土强度增加1 MPa。说明通过Q值实验回归的曲线方程比较平缓，有利于提高检测精度。
2）湖南大学研究结果
湖南大学的实验采用Q值回弹仪对C50、C60、C70、C80、C90和C100高强混凝土进行了回弹测试及试块抗压实验。
依照不同龄期和试件强度，共进行了192组回弹试验，得到混凝土回弹值及对应强度试验结果。应用回归分析原理，将试验数据汇总，分别采用不同数学模式进行回弹法回归分析。试验采用计算曲线的平均相对误差和平均相对标准差两个指标值的大小来对回弹曲线的- 74 -
计算精度进行验证对比，各龄期的回弹法实验数据回归方程及误差分析如表1所示；各龄期的抗压强度与回弹值的关系如图1所示。
表1 Q值回弹仪回弹法实验数据回归方程及误差分析
模式
回归方程相关
平均相对平均相对系数R误差/%标准差/%a
fcu，i c=－69.097 4+
2.257 3×Q0.964
5.0
6.5
bfcu，i c=132.512 8－4.311 2×Q+0.052 8×Q2
0.9534.05.5C
fQ1.941
9cu，i c=0.023 1×0.943
4.0
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图1 Q
值回弹仪在各龄期的抗压强度与回弹值的关系
采用Q值回弹仪，得到了回弹法测强曲线，经过对所得数据处理和误差分析可以看出，各种函数式都有较高的相关系数，回弹法检测精度满足有关规范的要求，并具有离散性小、误差小的优点。测强曲线公式能够满足高强混凝土现场工程检测的需要，较好解决了高强混凝土强度无损检测技术难题。
3）SGS通标标准技术服务（上海）有限公司研究结
果[3]
SGS通标标准技术服务（上海）有限公司根据上海工程建设常用的混凝土强度区间和混凝土强度需要检测时的龄期等具体情况，选择混凝土强度范围10～110 MPa，混凝土龄期14～540 d。
通过对试块进行回弹、抗压试验和测量碳化深度，在取得各个试验龄期试验数据的基础上，按照线性回归、幂函数回归两套公式计算其相关系数r，剩余标准离
第4期
秦昌茂：Q值回弹仪在现场混凝土强度检测中的应用研究
表2 Q值回弹仪在各龄期回弹法试验数据的回归方程及误差分析比对
序号12345678
混凝土
龄期/d[***********]40
线性回归f=a+b×Q
a －54.1－59.8－64.9－70.5－69.9－68.9－68.3－66.3
b2.152.282.372.472.442.432.422.36
r0.980.980.970.960.960.950.940.93
δ7.67.89.210.710.710.810.9 11.2
er10.610.913.716.616.415.615.515.3
a0.015 00.015 00.013 50.011 80.012 90.014 60.015 80.018
b2.073 12.077 82.103 82.138 52.114 22.083 62.063 52.026 7
幂函数回归f=a×Qb
r0.980.980.980.970.960.960.950.93
δ6.76.37.07.97.98.48.79.3
er8.98.19.09.910.110.611.211.8
差s，回归方程式的强度平均相对误差δ，回归方程式的强度相对标准差er，如表2所示。
从表2可知：Q值回弹仪检测数据的幂函数回归效果精度比线性回归的要好，建议取表2右栏幂函数回归方程（f=a×Qb）的公式检测计算混凝土的强度。
试验研究过程中，由于各混凝土强度等级的混凝土试块在试验时各混凝土龄期的碳化深度值变化没有规律，而且往往在同一块试块上的碳化深度值在不同的检测面上数据离散很大，无法达到规程要求的碳化深度值的检测精度。因为混凝土的表面有假性碳化存在的可能性[4]，也为了简化现场碳化检测的操作程序，在未考虑碳化因素的场合，本试验（见表2）全部试验数据回归公式的相关性非常好，强度平均相对误差、强度相对标准差也很小。为提高Q值回弹仪的检测精度，减少混凝土龄期对检测结果的影响，建议按短、长混凝土龄期的回归公式计算混凝土的强度，比如短龄期以90 d为限，即回弹检测时，混凝土龄期在90 d以内的场合，取表2内序号为4 的幂函数回归公式计算混凝土的强度δ=7.9%，（r=0.97，er=9.9%）；大于90 d龄期的混凝土则按长龄期540 d，即取表2内序号为8的幂函数回归公式计算。
达110 MPa等优点。
2）Q值回弹仪较好解决了高强混凝土强度无损检测技术难题，测强曲线公式能够满足高强混凝土现场工程检测的需要，得到的回弹法测强曲线，经误差分析，具有相关系数高、离散性小、误差小，检测精度满足行业标准《回弹法检测混凝土抗压强度技术规程》（JGJ/T 23－2011）要求的优点。
3）经多家机构的科学实验，Q值回弹仪的回归方程检测精度较目前通用的R值回弹仪高。Q值回弹仪是未来回弹仪技术发展的方向，极可能是普通回弹仪的替代产品。
4）国内Q值回弹仪检测混凝土强度技术尚处于研究初期阶段，需要一定时间的试验数据积累，建议业内同行共同参与试验研究，尽快制定行业与地方测强曲线，将先进技术在各地推广应用。参考文献
[1]童寿兴，David Corbett，王建.瑞士新型”Q值”回弹仪的原理及运用前景[C] //.中国土木工程学会，第十一届全国建设工程无损检测技术学术会议论文集，2013：166－171.
[2]陕西省建筑科学研究院.JGJ/T 23－2011 回弹法检测混凝土抗压强度技术规程[S].北京：中国建筑工业出版社，2011.
[3]陆进.Q值回弹仪在上海地区检测混凝土强度的研究[J].商品与质量•建筑与发展，2014（8）：197－198.
[4]童寿兴.混凝土假性碳化引起回弹法强度的误判[J].无损检测，2006（8）：406－408.
4 结论与展望
1）Q值回弹仪具有任意角度弹击而不受重力的影响，无需回弹值弹击角度的修正；不受牵引指针运动的反弹摩擦力影响，测试结果的离散性小；测强范围大，可
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