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 本刊论文 |
| 超声回弹综合法检测混凝土强度试验研究 |
| 作者：黎赐钊 时间：2016/09/17 点击：505 |
摘要：混凝土是在建筑行业中一种重要的原材料，用无破损试验方法直接检验结构物的混凝土强度、缺陷及其他物理力学性能指标，可以确保结构质量，节约材料，提高劳动生产率和加快施工进度。并对回弹法、超声法和超声回弹综合法及抽芯实压法对混凝土检测的数据进行数理分析对比，认为超声回弹综合法比单一的回弹法得出的结论要准确得多，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。
关键词：超声回弹;综合法检测;混凝土强度试验
引言
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。无破损试验方法的优越性较传统的破损试验方法就更为突出。因此，对无破损试验方法这项新技术的研究就具有更大的现实意义和广阔的发展前景。
1.超声回弹综合法检测结构混凝土强度的原理及特点
回弹法测试因其仪器价格便宜，试验费用低廉，操作简单方便，不受构件特征限制等优点，在国内外工程的质量检验、质量监督、事故处理和工程扩建中得到了更广泛的应用。因此，用单一的物理指标必然难以全面的反映这些要素，更不能确切地反映强度值。所以人们就想到用较多的指标综合反映混凝土强度，这就是超声-回弹法的基本设想。以回弹代表值体现混凝土结构的表观强度，以超声波声速代表值、幅值及频率值变化体现混凝土内部强度和缺陷程度。由于回弹法是利用混凝土的抗压强度与其表面硬度之间所存在的一定关系来测定混凝土表面的强度，随着龄期的增长，混凝土表面的氢氧化钙与空气中的二氧化碳起化学反应，超声-回弹法就是采用超声仪和回弹仪，对结构混凝土同一测区分别测量声速和回弹值，然后利用已建立起来的测强公式推算该测区混凝土的强度。但是这种方法容易受环境设备等因素的影响，因此它的准确程度也比钻芯法要低，而近几年来，利用超声回弹综合检测法对其混凝土强度进行评定，较以前有了很大的提高。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。单一的回弹法和超声波检测会受到多种因素的影响，而综合法能够减少一些因素的干扰，比较全面的反映整体混凝土构件的质量，所以对提高混凝土无损检测的质量具有明显的效果。因此这种方法不能反映出混凝土内部的质量，在使用中有一定的局限性，从而造成回弹值与实压强度偏差较大。
2.超声波检测仪的技术要求
回弹法检测实际上是测定构件表面硬度，考虑到大量的工程实践中常常碰到一些刚度较低，表面受腐蚀、损伤或无可靠支撑，不适合于回弹法使用的测试对象，采用超声-回弹综合法可以抵消或减少某些因素对混凝土强度的影响，从而提高测强曲线的可信度，使不同条件的修正大为简化。超声回弹综合法检测混凝土构件强度是利用混凝土回弹值、超声声速值等物理量简接推定混凝土强度，而混凝土又是一种多项复合材料，其各种性能必然受外界和各种因素的影响，超声测强的影响因素很多，不管手动还是自动判读声时，在同一测试条件下，测读数值都应具有一定的重复性。重复性越好，说明声时读数越准确可靠，故应建立一个声时测量重复性的检查方法。在重复测试中，首波起始点的样本偏差点数乘以样本时间间隔，即为声时读数的差异。在仪器研制、测试技术及工程质量的实测等方面都取得了较大进步，积累了不少有益的经验，取得了一定水平的科研成果，缩小了与国外同时期先进水平的差距。混凝土中的自由水结冰，体积增大，可导致声速值偏高而产生较大的测试误差。当环境温度高于40℃时，超过了仪器例行的使用温度，因电子元件性能改变，也会产生测试误差。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。在进行混凝土强度的推定时，粗骨料为卵石，粗骨料为碎石，当按单个构件检测时，已该构件各测区强度中的最小值作为该构件的混凝土强度推定值;
3.超声回弹综合法检测混凝土强度的测试方法
3.1回弹法检测混凝土强度检测方法
随着房地产业的发展，对混凝土强度、性能的要求也越来越高，配制高强或高性能混凝土的主要方法之一就是掺加矿物细料，掺加硅灰配制高强混凝土已经是很成熟的方法。回弹值因砼碳化增大而提高。还可以弥补相互间的不足，回弹值法主要以表层的弹性性能来反映砼强度，当构件截面尺寸较大或内外质量有较大差异时，就很难反映混凝土的实际强度。 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，超声波计算公式相关性偏差。最重要的一点是可以提高测试精度。
3.2超声波检测混凝土强度检测方法
在早龄期的混凝土中，声速值的增加大于混凝土强度的增加，随着龄期增加，声速的增加要小于强度的增加。超声回弹综合法具有操作简单方便;部分程度上减少了龄期和含水率的影响;内外结合，能够更为全面地反映结构混凝土的质量;具有较高的检测精度。但有时检测精度难以满足要求。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。如果混凝土中含有裂缝，就不能用超声波检测混凝土强度，在检测时，应结合首波形状提高准确度，如果首波形状发生改变，说明混凝土内部存在缺陷，此时就不应继续使用超声声速换算混凝土强度。由于超声回弹综合法能减小一些因素的影响程度，较全面的反映整体混凝土质量，所以对提高无损检测混凝土强度的精度，具有明显的效果。因为综合法强度换算表中超声波声速是以对测的纵波声速回归计算的，如单面平测大部分接受到的是表面波，不能直接查读强度换算表，需要进行修正后使用强度换算表。超声与回弹综合法是以材料的应力应变行为与其强度的关系作为依据。超声的速度主要反映了材料的弹性性质，由于它能穿过材料，所以人们就想到用较多的指标综合反映混凝土强度，这就是超声-回弹法的基本设想。
4.结语
综上所诉：采用超声回弹综合法现场检测混凝土构件强度既能反映构件混凝土的弹性，又能反映其塑性;既能反映其表层状况，又能反映其内部构造。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。影响因素之多使得这项检测技术还是存在着诸多缺陷。随着人们对建筑质量要求的关注，这种检测技术也有待进一步完善。
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