信宜市建設工程安全監(jiān)督站 廣東信宜 525300

摘要：因為受到作用力以及自然環(huán)境因素的影響，混凝土結(jié)構(gòu)會由于使用時間的增長慢慢地出現(xiàn)使用質(zhì)量下降的情況，使用超聲回彈法可以在不破壞混凝土結(jié)構(gòu)和使用性能的情況下準確地檢測混凝土的現(xiàn)強度。本文闡述了在實驗室內(nèi)使用超聲回彈法測定加速碳化混凝土試件強度的方法和計算。

關(guān)鍵詞：超聲回彈；測試；強度；碳化深度

引言

進入21世紀以來，我國的經(jīng)濟得到了飛速的增長，建筑行業(yè)的發(fā)展尤為迅猛，這直接使得建筑技術(shù)和材料隨之發(fā)展完善。但是，混凝土結(jié)構(gòu)隨著使用時間的增長會質(zhì)量會下降，影響了建筑的安全性，因此如何檢測混凝土的強度成為了人們需要解決的問題。下面就此進行實驗研究分析。

1試件的標準養(yǎng)護

制備完成的試件靜置24h后拆模，然后將各組的試件放入標準養(yǎng)生室內(nèi)養(yǎng)護28d。同一強度等級的試件在同一天制備完成、同時進行標準養(yǎng)生。

2試件人工加速碳化

具體操作步驟按照《普通混凝土長期性能和耐久性能試驗方法標準》（GB/T50082-2009）中關(guān)于碳化試驗的規(guī)定進行：

2.1碳化前的準備工作

（1）試件標準養(yǎng)生28d后，從標準養(yǎng)生室取出，放入烘箱，在60℃下烘48h。

（2）經(jīng)烘干處理后的試件，做以下準備工作后，再放入碳化箱：

①取澆注面以外的兩個相對的側(cè)面作為測試面α（以下簡稱α，是碳化試驗中的暴露面、超聲測試面、回彈測試面、抗壓強度測試面和劈裂面）。余下的4個表面用加熱的石蠟予以密封，以保證二氧化碳以一維的方式進入試件內(nèi)部；

②在暴露對面α上畫出間距10mm的碳化深度的測量線。

（3）經(jīng)過處理的試件放入碳化箱內(nèi)的支架上，試件之間至少保持50mm以上的間距。

2.2試件加速碳化

試件進入碳化箱后，密封碳化箱，人工加速碳化開始。每隔一定時期觀測碳化箱儀表讀數(shù)顯示的二氧化碳濃度、溫度、濕度，控制箱內(nèi)二氧化碳濃度保持在（20±3）%范圍內(nèi)、溫度保持在（20±2）℃范圍內(nèi)、濕度保持在（70±5）%范圍內(nèi)。

3試件測試

在碳化時間達到3d、7d、14d和28d時，分別從碳化箱中取出預設組數(shù)的試件，除去表面石蠟后進行各項測定。

3.1超聲測量

具體操作步驟按照《超聲回彈綜合法檢測混凝土強度技術(shù)規(guī)程》（CECS02：2005）中附錄A的規(guī)定進行：

在試件測試面上標示超聲測點

在α上分別畫出相對應的3個測點（可反映試塊在澆注方向上的上、中、下的質(zhì)量情況），對應位置的測點在同一水平高度上，如圖1。

（2）測量試件的超聲測距

采用鋼板尺，測量兩測試面的垂直距離，其平均值為測點的超聲測距值l1、l2、l，精確至1.0mm。

（3）測量試件的聲時值

在試件測試對面α的對應測點位置涂抹黃油，使超聲儀的發(fā)射和接收探頭能良好的耦合在對應測點上（即超聲測試采用對測方式）。逐點測讀聲時讀數(shù)t1、t2、t3，精確至0.1μs。

（4）計算聲速值

分別計算3個測點的聲速值vi，混凝土中聲速代表值v按下式計算：

（1）

式中：v—試件混凝土中聲速值，精確至0.01km/s；

li—第i個測點的超聲測距，mm；

to—聲時初讀數(shù)，μs；

ti—第i個測點混凝土中聲時讀數(shù)，μs。

3.2回彈測量

具體操作步驟按照《超聲回彈綜合法檢測混凝土強度技術(shù)規(guī)程》（CECS02：2005）中附錄A的規(guī)定進行：

（1）整理條件

擦試干凈測試對面α上的黃油，將α面向外置于壓力機上下承壓板之間，然后加壓至30～50kN并保持此壓力，使試件在加荷的應力狀態(tài)下進行回彈值測量。

（2）測量試件的回彈值

在超聲測量的超聲波發(fā)射面和接收面各測8點的回彈值，共16點，精確至1。測點布置宜均勻，且應滿足相鄰兩側(cè)點的間距一般不小于30mm，測點距試件邊緣不小于50mm，不能彈擊有氣孔、外露石子或明顯質(zhì)量不均的位置，同一測點只允許彈擊一次，測點布置如圖1。應始終保持回彈儀的軸線垂直于混凝土測試對面α（即回彈測試采用水平測試）。

（3）計算回彈值

將16個回彈值中的3個最大值和3個最小值剔除，取余下的10個有效回彈值計算回彈代表值R，按下式計算：

（2）

式中：R—測區(qū)回彈代表值，取有效測試數(shù)據(jù)的平均值，精確至0.1；

Ri—第i個測點的有效回彈值。

圖1 超聲、回彈測點布置圖

3.3抗壓強度

具體操作步驟按照《普通混凝土力學性能試驗方法標準》（GB/T50081-2002）中關(guān)于抗壓強度試驗的規(guī)定進行：

回彈值測試完畢后，卸荷將α放置在壓力機下壓板正中，試件中心應與試驗機下壓板中心幾何對中。壓力試驗機在試驗過程中應以11.25～18KN/s連續(xù)均勻地加荷；當試件出現(xiàn)明顯裂縫開始急劇變形時，停止試驗機油門，緩慢回油，記錄試件破壞時的極限荷載（即試件的破壞荷載），精確至0.1MPa，混凝土立方體試件抗壓強度按下式計算：

fcc=FA （3）

式中：fcc—混凝土立方體抗壓強度，MPa；

F—試件破壞荷載，N；

A—試件承壓面積，mm。

3.4碳化深度

具體操作步驟按照《普通混凝土力學性能試驗方法標準》（GB/T50081-2002）中關(guān)于劈裂抗拉強度試驗的規(guī)定進行：

（1）劈裂破型

試件的立方體抗壓強度測試完畢后，卸荷，在試件中部劃出劈裂面位置線。在上、下壓板與試件之間墊以圓弧形墊塊及墊條各一條，墊塊與墊條應與試件上、下面的中心線即劈裂面位置線對準。壓力試驗機在試驗過程中以1.25～18KN/s連續(xù)均勻地加荷，至試件接近破壞時，應停止調(diào)整試驗機油門，直至試件破壞。測試僅為獲得試件正中部的劈裂破壞面，因此不需要記錄破壞荷載。

（2）測量碳化深度

具體操作步驟按照《普通混凝土長期性能和耐久性能試驗方法標準》（GB/T50082-2009）中關(guān)于碳化試驗的規(guī)定進行：

將劈裂破型所得試件刷去斷面上殘存的粉末，噴上濃度為1%的酚酞酒精溶液（酒精溶液含20%的蒸餾水）。約經(jīng)30s后，按事先標劃碳化深度測量線測出各點碳化深度。碳化深度測量應精確至0.5mm。

混凝土試件在各試驗齡期的平均碳化深度為：

（3.4）

式中：—試件碳化t天后的平均碳化深度，精確至0.1mm；

di———各測點的碳化深度，mm；

n———測點總數(shù)。

4 結(jié)語

總的來說，混凝土結(jié)構(gòu)老化情況較快，要及時對其進行強度檢測，才能保證建筑處于良好的使用狀態(tài)。使用超生回彈法來對長齡期的混凝土結(jié)構(gòu)的強度進行檢測，不僅不會破壞混凝土的結(jié)構(gòu)，而且方便、快速、有效且準確，是混凝土結(jié)構(gòu)強度檢測的好方法，值得我們推廣應用。

參考文獻：

[1]超聲回彈綜合法檢測混凝土強度技術(shù)規(guī)程（CECS02：2005）.中國工程建設標準化協(xié)會標準.

[2]普通混凝土力學性能試驗方法標準（GB/T50081-2002）[S].