摘要：混凝土质量对于整个工程的质量至关重要，通常会以标养试块的立方体抗压强度来判断结构混凝土强度，而试块强度由于是间接测定值有些情况下并不具有代表性，对于一些重要构件则需要取芯等更具有代表性的检测方法，但钻芯法等破坏了结构。超声回弹综合法属无损检测对于检测长龄期混凝土及重要构件等具有自身特定的优势。
关键词：无损检测技术；超声回弹综合法；混凝土强度
引言
随着混凝土强度检测技术的发展，针对结构混凝土强度检测的方法很多，总体上分为有损检测和无损检测两种，如标准试件法、钻芯取样法、回弹法、回弹综合法等。随着超声技术在实际工程检测中的普及应用，超声回弹综合法作为结构混凝土强度无破损检测技术的应用前景广阔。
1概述
1.1回弹法特点及适用范围
回弹法虽然有设备简单、廉价，便于携带，操作简单，读数直观，率定方便，容易维修，测定的数据较为真实，能作为混凝土结构竣工验收等用途的混凝土强度的检测推定等优点，但单一的回弹法是用混凝土表层的质量状况来推定整体混凝土强度的手段。实际上，混凝土由于其流动性的不同及振捣方式及程度的不同而形成混凝土表层和内部质量的差异。同时，由于测强曲线的差异及表层混凝土的碳化，检测评定时强度准确性很难保证，回弹法本身的这些特点决定了该种检测方法的局限性。回弹法适用范围不够广泛，适用于龄期在１０～１ ０００天范围之内的混凝土，对潮湿的和特种工艺成型的混凝土及厚度小于１５０ｍｍ的混凝土构件不适用。当混凝土遭受化学腐蚀、火灾、冻伤或内部存在缺陷时，不能直接采用回弹法检测混凝土强度。为了有效提高回弹法的检测精度，建立专用曲线和地区曲线，才能更好地推算混凝土的实际强度，而实际工作中难以实现。检测规程给出的统一测强曲线和换算表带来的误差较大，即使只有１５％的相对误差，其绝对误差也会很大而使检测结果失去意义。回弹法数据计算是将回弹值按照规范要求，经过系列换算得到混凝土强度的换算值。然后利用公式计算混凝土强度的推定值。
1.2超声回弹综合法的特点
超声回弹综合法操作简单方便、内外结合，从理论上讲应该能够更为全面地反映结构混凝土的质量。（1）减少龄期和含水率的影响 混凝土的声速值除受骨料的影响外，还受混凝土的龄期和含水率等因素的影响。混凝土的龄期和含水率对其声速和回弹值的影响有着本质的不同。混凝土含水率大，超声声速的增长率下降，而回弹值则因混凝土碳化程度增大而提高。因此，二者综合起来测定混凝土强度从理论上讲可以部分减少龄期和含水率的影响。（2）相互弥补不足 一个物理指标只能从某个单一方面、在一定范围内反映混凝土的强度性能，超过一定范围，很可能难以敏感反映或者不起作用。例如回弹值Ｒ主要以表层混凝土的弹性性能来反映混凝土的强度，当混凝土强度较低，塑性变形较大时，这种反应就不太敏感。当构件截面尺寸较大或内外质量有较大差异时，就很难反映结构的实际强度。超声声速是以整个断面的动弹性来反映混凝土强度，而强度较高的混凝土，弹性指标变化幅度小，相应其声速随强度变化的幅度也变小，其微小变化量往往被测试误差所掩盖。对于强度大于３５ＭＰａ的混凝土，其ｆｃｕ－ｖ相关性较差。采用回弹和超声法综合测定混凝土强度，既可内外结合，又能在较低或较高的强度区间相互弥补各自的不足，能够较全面地反映结构混凝土的实际强度。
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2综合法在工程检测应用中的几点建议
(1)工程检测实践中,常常由于施工控制不严或施工过程中某种意外事故可能影响混凝土的质量,以及发现预留试块的取样、制作、养护、抗压试验等不符合有关技术规程或标准所规定的条款,怀疑预留的试块强度不能代表结构混凝土的实际强度,如:预留试块的丢失、同条件养护和标养不真实,可优先采用综合法。(2)当需要了解混凝土在施工期间的强度增长情况,以便满足结构或构件的拆模、出养护池、出厂、吊装、预应力筋张拉或放张,以及施工期间负荷对混凝土强度的要求时。可优先采用综合法。(3)对已建成结构需要进行维修、加层、拆除等决策时,或受灾害性因素影响时,可优先采用综合法对原有混凝土强度进行强度推定,以便提供改建、加固设计时的基本强度参数和其他设计依据。(4)另外,国际上对建筑物结构的检测已扩大到设计基准期内的检测,对混凝土强度部分都可优先采用综合法。(5)建立适合自己的测强曲线。混凝土试块的抗压强度与无损检测的参数之间建立起来的关系曲线,称为测强曲线。超声回弹综合法测强曲线,是以混凝土试块的抗压强度与超声声速值、回弹值,选择响应的数学来拟合它们之间的相关关系。建立适合自己的测强曲线,采用本地区(或以某一工程为对象)具有代表性的混凝土原材料、成型养护工艺和龄期为基本条件,制作一定数量的试块,进行非破损测试后,再进行破损试验建立测强曲线。这样建立起来的测强曲线其现场适应性和强度测试精度均优于统一的测强曲线。（6）检测要点a)仪器选定，依据现场检测要求，选择适合的回弹仪与超声波测试仪。b)根据测试方法进行现场测区布设，尽量布置在脱模混凝土表面，超声测点对应编号。c)进行测试前，准备工作有：检查结构混凝土施工日志及试验结果、超声波仪t0值修正、准确测试测区对应测点的距离、结构无缺陷区混凝土回弹强度及混凝土波速测试。d)检测时应先进行回弹测试，在构件上对应测区内未编号区域弹击16个测点；其次进行超声波波速测试，在对应测区内已编号区域测试3个测点，发射和接受换能器的连线应保证平行一致。e)依据混凝土龄期，对结构届时混凝土强度进行推定，判断结构是否需要处理。
3检测过程注意事项
a)采用钢筋保护层仪器对测区内钢筋分布情况进行测试，尽量避开钢筋密集区域，特别是多层钢筋交叉分布的区域；无法避开钢筋时，布置超声测点时使发射和接收换能器的连线与测点附近钢筋的轴线保持45°角。b)当测区内混凝土测试表面粗糙、疏松、有蜂窝麻面或存在微裂缝时，应对测区混凝土表面进行打磨、砂浆抹平或环氧树脂胶封闭裂缝等处理，或重新布置测区；对测试结果进行参数判定时，应分析判断该测区参数在整个数据样本中的误差，确定是否归入整个数据样本进行分析。c)为减小仪器的传输电路、换能器和高频电缆长度等对t0值的影响，在测试前对超声波仪t0值进行负修正。d)进行测试结果的校核，其一是通过对钻孔取芯芯样进行波速及强度测试，验证综合法测试结构混凝土的波速代表值vai与强度推定值fcu，e；其二是采用平测法检测混凝土强度时对波速值修正的方法，选取结构有代表性的部位，改变发射和接收换能器之间的测距,逐点读取相应声时值，以此作为波速比较的方法之一，不作为波速验证。
结语
应当指出,从当前的混凝土无损检测技术水平与实际应用情况出发,为达到同一检测目的,可以选用多种具有不同检测原理的检测方法,例如结构构件混凝土强度的无损检测,可以利用回弹法、超声—回弹综合法、超声脉冲法、射钉法等。这样为无损检测工作者提供了多种可能并可依据条件与趋利避害原则加以选用。然而,超声回弹综合法利用声速和回弹这两个物理量来推定混凝土强度,较为全面客观地反映了影响混凝土强度的各种因素,提高了无损法检测混凝土强度的精度。超声回弹的综合应用,能较确切地反映构件混凝土强度,对保证新建工程质量,以及对已建工程的安全性评价等方面提供科学依据。
参考文献
[1]中国建筑科学研究院.CECS02:2005超声回弹综合法检测混凝土强度技术规程[S].北京：中国建筑工业出版社，2005.
[2]陕西省建筑科学研究设计院.JGJ/T23—2001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，2001.
[3]中国建筑科学研究院.CECS03:2007钻芯法检测混凝土强度技术规程[S].北京：中国计划出版社，2007。
论文作者:樊世广
论文发表刊物:《新材料.新装饰》2018年9月下
论文发表时间:2019/5/9
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