1、超声回弹综合法检测混凝土强度探讨摘要：单一的检测方法回弹法、超声法的检测机理的局限性造就了这两种方法的缺陷。超声回弹综合法是利用超声仪和回弹仪，测试混凝土的超声声速值和回弹值，然后根据超声回弹综合法测强公式推算混凝土强度的一种方法。超声回弹综合法弥补了回弹法和超声法各自的缺陷，提高了检测精度。目前，在我国混凝土强度无损检测技术中，超声回弹综合法应用较为广泛。 关键词：超声回弹综合法；无损检测；混凝土强度；测强曲线 中图分类号：TU37 文献标识码：A 文章编号： 1、引言 混凝土技术已进入高科技时代, 品种不断增加, 应用领域不断扩大，结构设计方法也在不断完善。然而使用混凝土的每一个环节稍有不
2、慎都将影响其质量，危及整个结构的安全。因此，加强混凝土的质量检测与控制成为当今公路工程技术的重要课题。目前，在混凝土无损检测中用的最多的是超声回弹综合法，采用低频超声波检测仪和标准动能为2.207J 的回弹仪，在结构或构件混凝土同一测区分别测量声时(t)及回弹值(R)，利用已建立的测强公式，推算测区混凝土强度值的一种方法。 2、检测仪器介绍及使用 2、1 回弹仪 回弹仪采用 ZC3-A 型中型回弹仪，其冲击动能为 2.207J。使用前应在钢砧上进行率定，率定值达到 802 时方可使用。检测时，回弹仪的轴线应垂直于测试面，缓慢均匀施压，待弹击杆反弹后测读回弹值。 2、2 超声波检测仪 超声波检测
3、仪采用 NM-4A 非金属超声检测分析仪，它是一种利用超声波特性对非金属材料和构件进行无损检测的智能化仪器，集超声波发射、双通道同步接受、数字信号高速采集、声参量自动检测、数据分析处理、结果实时显示、数据存储与输出等功能于一身。在功能完善的软件支持下，充分发挥计算机的运算、分析与控制功能，使之成为集发射激励、信号接受、数据采集、自动检测、结果分析、显示打印、数据输入输出于一体的高智能化仪器。 3、超声回弹综合法测强的影响因素 3、1 水泥品种及水泥用量的影响 水泥品种：普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥。试验证明，水泥品种对“fcu-v-R”无显著影响。 水泥用量：在允许的范围内
4、变化水泥用量，对综合曲线无显著影响，超出这个范围影响较大，需另制定测强曲线。 3、2 粗、细骨料的影响 细骨料：混凝土中常用砂率的波动范围有限，同时砂的粒度远小于超声波长，对超声波的传播不会造成很大影响 ；当砂率小于 28或大于44，明显超出混凝土常用砂率范围，影响也不可忽视，应另外建立测强曲线。 粗骨料：石子品种对测强有十分明显的影响，试验表明，若以卵石混凝土为基础，碎石混凝土所推定的强度平均偏高约 25左右。 骨料粒径大，声速增高。 3、3 外加剂的影响 外加剂的主要效应在早期，即混凝土塑化作用和 35d 早期强度增高，而超声回弹综合法测强规定 14d 后进行，所以外加剂的影响可以不予修正
5、。 3、4 碳化深度的影响 试验证明，在综合法中碳化深度没增加 1mm，推算混凝土强度比实际强度高 0.6%左右。碳化深度较大的混凝土含水量相应降低，回弹值高，声速稍有下降，可部分抵消 ；碳化因碳化因碳化因碳化因素可不予考虑。3、5 混凝土含水率的影响 混凝土表面的湿度对回弹值有显著影响。湿度越大，回弹值越低，而对超声来说，声波在水中的传播要比在空气中传播速度快，可部分抵消影响，但这种影响随混凝土强度的提高而变小。由于混凝土的湿度与气候条件、龄期等均有关系，各地所测得的影响程度区别较大，因此在现场测试中尽可能采用干燥状态条件进行测试。 3、6 测试面的影响 当测试在混凝土浇筑上表面或下底面时，
6、由于石子离析下沉及表面水、浮浆等因素的影响，回弹值与声速值均与浇筑侧面测量时不同。 若以侧面测量为准，上表面或下底面测量时对回弹值与声速值均应分别乘以修正系数。 4、超声回弹综合法检测混凝土强度的测试方法 4、1 回弹法检测混凝土强度检测方法 在每个测区的对应测试面上各弹击 8 次，二个测试面共测得 16 个回弹值，精确至 1。回弹测试时要求回弹仪的轴线应与试块侧面保持垂直。测点宜在测区范围内均匀分布，并不应弹击在气孔或外露石子上，同一测点只允许弹击一次，相邻两侧点的间距一般不少于 3Omm，测点离测区边缘的距离不少于 3Omm。 4、2 超声波检测混凝土强度检测方法 根据构件的几何形状、所处
7、环境、尺寸大小以及所能提供的测试表面等条件，选用不同的超声测试方法： 4、2、1 对测法 当混凝土被测部位能提供一对相互平行的测试表面时，可采用对测法检测。即将一对厚度振动式换能器（ 发射简称 F 换能器，接收简称 S换能器） ，分别耦合于被测构件同一测区两个相互平行的表面逐点进行测试，F、S 换能器的轴线始终位于同一直线上。例如检测一般混凝土柱、梁等构件。每个测区布置 3 个测点。 4、2、2 角测法 当混凝土被测部位只能提供两个相邻表面时，虽然无法进行对测，但可以采用丁角方法检测。即将一对 F、S 换能器分别耦合于被测构件的两个相邻表面进行逐点测试，两个换能器的轴线形成 90夹角。每个测区
8、布置 3 个测点。换能器布置超声角测点时，换能器中心与构件边缘l1、l2 的距离不宜小于 200mm。 4、2、3 平测法 当混凝土被测部位只能提供一个测试表面时，可采用平测法检测。即将一对 F、S 换能器置于被测结构同一个表面，以一定测试距离进行逐点检测。比如检测路面、飞机跑道、隧道壁等结构。 5、测强曲线的分类 5、1 统一测强曲线 这类曲线的建立是以全国许多地区曲线为基础，同时按经过标定的仪器,采用统一的测试方法进行试件制作、试验和数据处理,经过大量的分析研究和计算汇总而成。它适用于无地区测强曲线和无专用测强曲线的单位,该曲线对全国大多数地区来说,具有一定的适应性,因此使用范围广,但其精
9、度不是很高。 5、2 地区测强曲线 采用本地区或本部部门常用的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,在本地区或本部门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的测强曲线。这类曲线适用于无专用测强曲线的工程测试,对本地区或本部门来说,其现场适应性和强度测试精度均优于统一测强曲线。这种曲线针对我国地区辽阔和各地材料差别较大特点而建立起来的。 5、3 专用测强曲线 以某一工程为对象,采用与被测工程相同的混凝土原材料、成型养护工艺和龄期,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的测强曲线。制定的这类曲线因针对性较强,故专用测强曲线精度较地区曲线为高。 6、结束语 随着建筑行业的迅猛发展，混凝土强度无损检测技术的研究工作也得到了广泛开展。使用超声回弹综合法检测混凝土强度，在实际工程应用中具有很大的优越性，进一步改善测强曲线的拟合精度和预测能力是提高该方法检测精度的必要途径。在今后的应用中，还有待于研究更加精确、可靠、简便的方法，以提高综合法测强曲线的精度。 参考文献 1 曹清华，邢锋，黄中伟建立深圳地区混凝土测强曲线初探J深圳大学学报：理工版，2004，21(3)：281282 2 CECS02：88 超声回弹综合法检测砼强度技术规程S 3 孙荣荣，张去涛.超声回弹综合法预测混凝土强度的应用实践J.平顶山工学院学报.2007
