李星

（廣西創(chuàng)新建筑工程質(zhì)量檢測咨詢有限公司廣西南寧　530031）

分析超聲回彈綜合法在橋梁構(gòu)件混凝土強(qiáng)度檢測中的應(yīng)用

李星

（廣西創(chuàng)新建筑工程質(zhì)量檢測咨詢有限公司廣西南寧530031）

在橋梁構(gòu)件混凝土強(qiáng)度檢測中，超聲回彈綜合法已經(jīng)得到了廣泛的推廣應(yīng)用，該方法主要是利用超聲回彈儀和檢測儀，對構(gòu)件混凝土的強(qiáng)度進(jìn)行測量，已獲得所要測量部分的混凝土強(qiáng)度。本文首先概述了超聲回彈綜合法的有關(guān)知識，分析了超聲回彈綜合法的影響因素，最后重點(diǎn)介紹了超聲回彈綜合法在橋梁構(gòu)件混凝土強(qiáng)度檢測中的具體應(yīng)用。

橋梁構(gòu)件；混凝土強(qiáng)度；超聲回彈綜合法；強(qiáng)度檢測

前言

橋梁構(gòu)件混凝土強(qiáng)度檢測在其施工和隨后的評價(jià)階段都十分重要，當(dāng)前，主要的混凝土強(qiáng)度檢測方法有局部破損法、非破損法和綜合法，超聲回彈綜合法屬于非破損法，與其他混凝土強(qiáng)度檢測方法相比，該方法具有更多的優(yōu)點(diǎn)，得到了廣泛的推廣和應(yīng)用。

1　超聲回彈綜合法概述

1.1超聲回彈綜合法檢測結(jié)構(gòu)混凝土強(qiáng)度的原理

超聲回彈綜合法主要是利用低頻超聲波回彈儀和檢測儀，對同一測區(qū)的構(gòu)件混凝土的強(qiáng)度進(jìn)行測量，并利用相關(guān)測量強(qiáng)度公式，計(jì)算出測區(qū)內(nèi)混凝土的強(qiáng)度值。超聲回彈綜合法檢測混凝土強(qiáng)度，主要采用兩種或兩種以上的方法，來獲取多個(gè)物理參量，建立強(qiáng)度與多項(xiàng)物理量的相關(guān)關(guān)系，進(jìn)而對混凝土的強(qiáng)度進(jìn)行綜合評價(jià)。

1.2超聲回彈綜合法檢測結(jié)構(gòu)混凝土強(qiáng)度的公式

通過分析和總結(jié)不同類型的超聲回彈綜合法測強(qiáng)公式，可知主要的公式如下：R=aVb·Nc；R=a+bV+cN；R=aVb·Nc·Ld；R=aVb· Nc·Ld。在公式中的a、b、c、d屬于待定系數(shù)，與混凝土的配合比、粗骨料的種類及狀態(tài)有關(guān)；N表示回彈值；L表示碳化深度；V表示超聲聲速。在沒有專用測強(qiáng)曲線時(shí)，可以按照國家統(tǒng)一的抗壓強(qiáng)度換算公式進(jìn)行換算。

1.3超聲回彈綜合法檢測結(jié)構(gòu)混凝土強(qiáng)度的特點(diǎn)

（1）該方法以回彈代表值體現(xiàn)混凝土結(jié)構(gòu)的表觀強(qiáng)度、缺陷程度和內(nèi)部強(qiáng)度，以超聲波聲速代表幅值及頻率值。

（2）數(shù)據(jù)反映更可靠、全面，檢測程序簡單，回彈測試與超聲聲速測試在相同測區(qū)內(nèi)完成，混凝土強(qiáng)度和缺陷同時(shí)判定，更好的對施工質(zhì)量進(jìn)行控制。

（3）凝土強(qiáng)度的評價(jià)的因素減少了，由于超聲回彈綜合法檢測混凝土強(qiáng)度是從多種角度進(jìn)行結(jié)構(gòu)混凝土強(qiáng)度的綜合評價(jià)，其影響因素較單一參數(shù)法要少。

2　超聲回彈綜合法測量混凝土強(qiáng)度的影響因素

2.1粗、細(xì)骨料的影響

粗骨料中的石子品種對測量混凝土強(qiáng)度有十分明顯的影響，骨料粒徑越大，其聲速就會增高，經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，以卵石混凝土為基礎(chǔ)的碎石混凝土強(qiáng)度平均偏高25%左右。細(xì)骨料常用砂率的波動范圍小，超聲波長遠(yuǎn)大于砂的粒度，因此，不會對超聲波傳播產(chǎn)生大的影響，研究發(fā)現(xiàn)，砂率大于44%或者小于28%，就會超出混凝土常用砂率范圍。

2.2水泥用量和泥品種的影響

在允許的范圍內(nèi)選擇水泥用量，不會對綜合曲線產(chǎn)生影響，但是如果超過允許范圍，就應(yīng)另外制定測強(qiáng)曲線。水泥品種主要有礦渣硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥、粉煤灰硅酸鹽水泥，研究表明水泥品種對混凝土強(qiáng)度無顯著影響。

2.3碳化深度的影響

研究表明，碳化深度每加大1mm，推算出的混凝土強(qiáng)度就會比比實(shí)際強(qiáng)度提高約0.6%，由于碳化深度較大的混凝土其含水量低，回彈值高，可抵消部分影響。

2.4外加劑的影響

外加劑主要在早期發(fā)揮效應(yīng)，一般混凝土塑化3～5d后早期強(qiáng)度增高，超聲回彈綜合法14d后才能進(jìn)行測量強(qiáng)度，因此對于加劑的影響可不予進(jìn)行考慮。

2.5測試面的影響

在混凝土澆筑上表面或下底面進(jìn)行測試時(shí)，因石子表面水、離析下沉、浮漿等因素的影響，聲速值及回彈值與澆筑側(cè)面測量時(shí)不同，應(yīng)分別乘以修正系數(shù)。

2.6混凝土含水率的影響

混凝土回彈值受表面濕度的影響顯著，濕度越大，混凝土的回彈值越低，兩者成反比例關(guān)系，原因是聲波在水中比在空氣中的傳播速度快，可抵消部分影響。隨著混凝土強(qiáng)度的提高混凝土的回彈值變小。由于回彈值與氣候條件、濕度和齡期有關(guān)，因此，在進(jìn)行混凝土強(qiáng)度檢測時(shí)盡量選擇干燥狀態(tài)進(jìn)行。

3　超聲回彈綜合法測量橋梁構(gòu)件混凝土強(qiáng)度的具體應(yīng)用內(nèi)容

3.1儀器設(shè)備

測試前要檢查標(biāo)定檢測所需要的儀器，主要是超聲波檢測儀和回彈儀，確保其檢測的精確度。

3.2被測構(gòu)件

構(gòu)件的檢測數(shù)量需要滿足《超聲回彈綜合法檢測混凝土強(qiáng)度技術(shù)規(guī)程》的規(guī)定，檢測單個(gè)構(gòu)件時(shí)，需要將測區(qū)均勻布置在構(gòu)件上，一般每個(gè)測區(qū)數(shù)量不應(yīng)少于10個(gè)；一批構(gòu)件進(jìn)行檢測時(shí)，抽樣構(gòu)件數(shù)不少于同批構(gòu)件數(shù)的30%，對于方向小于0.3m、尺寸小于4.5m的構(gòu)件，可適當(dāng)減少檢測數(shù)量，但最少也要有5個(gè)。

3.3測區(qū)布置

橋梁構(gòu)件不同，測區(qū)布置不同：①對于有兩個(gè)對應(yīng)面的構(gòu)件，應(yīng)選在兩個(gè)對應(yīng)面上布置測試區(qū)；②對于有兩個(gè)相鄰表面時(shí)，應(yīng)優(yōu)先選擇兩個(gè)相鄰面上；③對于梁板應(yīng)選擇某一固定位置作為測區(qū)，這樣才能使最后的結(jié)果具有可比性，減少橫截面和鋼筋的影響的同時(shí)，還要保證測試面的平整、清潔和干燥，必要時(shí)可用砂輪片磨平不平整處、清除雜物，并擦凈殘留粉塵。

3.4現(xiàn)場檢測

依據(jù)規(guī)程的要求，結(jié)合現(xiàn)場實(shí)際條件，采用平測法、角測法或者對測法進(jìn)行構(gòu)件混凝土強(qiáng)度的檢測，一般在現(xiàn)場條件具備的情況下多選擇對測法進(jìn)行檢測，每個(gè)測區(qū)布置3個(gè)聲速測點(diǎn)?；貜椫禍y量應(yīng)在構(gòu)件測區(qū)內(nèi)各彈擊16點(diǎn)，為保證檢測的準(zhǔn)確性，在進(jìn)行現(xiàn)場檢測時(shí)：①要確保換能器與被測混凝土表面要具有很好的耦合性，這樣的測試結(jié)果才準(zhǔn)確。②回彈測點(diǎn)的布置要均勻，不能彈擊在外露的石子或者氣孔上，測點(diǎn)距構(gòu)件邊緣的距離要大于50mm，回彈時(shí)回彈儀的軸線方向與測試面垂直。

3.5檢測數(shù)據(jù)處理

3.5.1測區(qū)回彈值處理

測區(qū)回彈值處理需要從該測區(qū)的16個(gè)回彈值里除去3個(gè)較小值和3個(gè)較大值，取剩余10個(gè)作為該測區(qū)回彈代表值，根據(jù)《超聲回彈綜合法檢測混凝土強(qiáng)度技術(shù)規(guī)程》進(jìn)行非水平狀態(tài)下回彈值的修正。

3.5.2測區(qū)聲速值處理

測區(qū)聲速值處理需要取3個(gè)測點(diǎn)聲速值的平均值作為回彈代表值，根據(jù)《超聲回彈綜合法檢測混凝土強(qiáng)度技術(shù)規(guī)程》的要求進(jìn)行測區(qū)聲速代表值的修正，平測法的聲速會受到測試表面質(zhì)量好壞的影響，如果混凝土表面光潔、平整且沒有損傷，聲速值差異不大，如果混凝土表面疏松、粗糙且有裂縫，聲速值差異較大。在進(jìn)行現(xiàn)場檢測時(shí)，可以再同一測試部位做對測和平測測試，可獲得平測修正系數(shù)。如果條件不允許，可選取有代表性的構(gòu)件部位，改變測距后逐點(diǎn)讀取相應(yīng)聲速值。

3.5.3構(gòu)件混凝土的強(qiáng)度推定

構(gòu)件混凝土的強(qiáng)度換算值由修正后的測區(qū)回彈和聲速代表值組成，一般先采用地區(qū)測強(qiáng)曲線或者專用測強(qiáng)曲線換算得到，因?yàn)榛炷恋耐饧觿┗蛘吖橇喜煌?，所以?gòu)件本身的鋼筋分布、截面特性也會不同，應(yīng)根據(jù)《超聲回彈綜合法檢測混凝土強(qiáng)度技術(shù)規(guī)程》的規(guī)定確定構(gòu)建混凝土的強(qiáng)度。

3.5.4關(guān)于的建議

要想做好橋梁構(gòu)件混凝土強(qiáng)度的超聲回彈綜合法檢測：①要注意非破損法在泵送混凝土的現(xiàn)場結(jié)構(gòu)混凝土強(qiáng)度檢測中存在的問題，務(wù)必要保留好摻和了粉煤灰的泵送混凝土制作構(gòu)件和標(biāo)準(zhǔn)樣本之間的關(guān)系，用來作為強(qiáng)度依據(jù)，超聲回彈綜合法進(jìn)行混凝土構(gòu)件強(qiáng)度的測定存在的回彈值誤差性大，需要采取措施，減少誤差。②盡量減少由于混凝土表面碳化的深度的加大給檢測結(jié)果帶來的影響，在檢測時(shí)，重視混凝土結(jié)構(gòu)表面的碳化深度檢測，合理全面地分析碳化的形成原因?；炷帘砻嫣蓟疃冗^大是因?yàn)楹笃陴B(yǎng)護(hù)當(dāng)中養(yǎng)護(hù)不到位或者使用了酸性脫模劑的原因，需要進(jìn)過打磨處理，但是事先必須要采取一定的措施，否則會導(dǎo)致產(chǎn)生誤差。

4　結(jié)束語

綜上所述，超聲回彈綜合法具有顯著的優(yōu)點(diǎn)，在橋梁構(gòu)件混凝土強(qiáng)度檢測中得到廣泛的運(yùn)用。采用超聲回彈綜合法檢測橋梁構(gòu)件混凝土?xí)r，首先要做好檢測前的準(zhǔn)備工作，采取合理科學(xué)的檢測方法，嚴(yán)格進(jìn)行強(qiáng)度檢測工作。由于非破損法屬于間接檢測，其檢測精度與破損性檢測相比要低，雖然超聲回彈綜合法檢測結(jié)果已經(jīng)相當(dāng)準(zhǔn)確，但是如果在存在爭議的情況下，應(yīng)該以破損法得到的結(jié)果作為衡量標(biāo)準(zhǔn)。

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U445.57

A

1673-0038（2015）03-0078-02

2015-1-6

李星（1988-），男，助理級，大學(xué)本科，主要從事建筑工程（市政橋梁）質(zhì)量檢測工作。