范 飛 王英子 曾蓉均

（中冶建筑研究總院有限公司，北京 100088）

1 超聲波回彈綜合法的檢測原理

這種方法屬于無損檢測方法的一種，為保證檢測結果的真實性和準確性，通常情況下，會應用兩種及以上的技術，同時完成混凝土抗壓強度與其他物理量之間關系的建立，并利用所獲得的擬合曲線對混凝土強度加以判定。在檢測混凝土抗壓強度時應用回彈法會得到回彈值，然后，借助超聲波設備在混凝土內部發(fā)射超聲波，依據超聲波的傳播時長，準確計算超聲波的速度，將回彈值和聲速值作為基礎，得到與混凝土強度相關的擬合曲線，依據擬合曲線，即可分析混凝土的強度。在上述指標中，混凝土內部密實程度與聲速值相關。簡言之，就是混凝土內部密實程度越高，聲速值越小，反之則亦然。

2 超聲回彈綜合法檢測橋梁結構混凝土抗壓強度分析

某橋梁工程位于我國南方某省區(qū)，由于該地區(qū)地殼運動頻繁，故容易發(fā)生地震，對橋梁工程混凝土強度的要求十分嚴格。為此，在工程驗收階段，業(yè)主方和檢測部門應用超聲波回彈綜合法對橋梁結構混凝土抗壓強度進行了檢測。本文依據檢測實例，對影響因素、注意事項和應用流程進行了分析。

2.1 影響檢測結果準確性的因素

（1）粗骨料和細骨料的影響。超聲波回彈綜合法檢測結果會受到粗骨料和細骨料的影響，且這種影響較為明顯，具體超聲波的速度會隨著骨料粒徑的增加而加快。研究結果表明，以鵝卵石為骨料的混凝土，其強度與碎石混凝土相比偏高，幅度高達25%以上；細骨料和砂對超聲波速度的影響偏弱；砂率過大或過小，其范圍會超過常用范圍。（2）碳化深度的影響。通過查閱資料得知，碳化深度越高，混凝土推測強度就會高出實際強度，每增加1mm，推測強度的增幅為0.6%。（3）水泥用量和品種。如果水泥用量合理，則綜合曲線不會受到影響，但水泥用量超標或不足，原有綜合曲線就無法適用，需要重新制定。研究結果表明，水泥品種對混凝土抗壓強度的影響微乎其微。（4）外加劑影響。在早期外加劑的效應會得到充分發(fā)揮，這種效應在早齡期為3～5d的混凝土中表現尤為明顯，由于超聲波回彈綜合法適用于14～1000d齡期的混凝土檢測，故外加劑產生的影響較小。（5）測試面影響。在進行橋梁工程混凝土抗壓強度時，檢測結果會被浮漿、水離析等因素影響，在實際測量階段需要使用修正系數。

2.2 注意事項

在應用該方法檢測橋梁工程混凝土抗壓強度時，需要關注以下事項：（1）該方法僅適用于齡期不超過1000d且抗壓強度小于60 MPa的混凝土結構。如果混凝土齡期超過1000d或內部存在缺陷，則無法保障檢測結果的準確性。（2）在檢測過程中，準備一臺備用設備，以備在設備出現異常后，應用備用設備重新檢測，這種措施是保障測量結果準確性的有效方式。（3）兩端大、中間小是柱子的受力特點，在選擇檢測區(qū)域時，應對這一特點進行強調，并依據有關標準，合理選擇檢測區(qū)域，盡量包含構件的全部區(qū)域，具體表現為覆蓋薄弱和受力部位。實際檢測中，部分檢測人員在檢測階段出于便捷性的考慮，在選擇檢測區(qū)域時較為隨意，導致所選區(qū)域過于集中，所得到的回彈結果也無法充分反映混凝土的抗壓強度，使檢測效果大打折扣。（4）回彈儀操作是一項技術性非常強的工作，對操作人員的技術能力提出了嚴格要求。部分操作人員在具體操作階段，無法保證回彈儀軸線和檢測面的垂直度，導致檢測結果出現偏差。在進行側面和表面檢測過程中，部分操作人員還會向檢測面大力投擲回彈儀，致使回彈儀因受力嚴重而損壞，將回彈儀貼近檢測面增加壓力使其下滑，在顯示數值后應及時復位，以保護回彈儀的安全。（5）在混凝土制作階段，二氧化碳會對混凝土質量造成不利影響，導致材料表面出現二氧化鈣，其硬度非常高，在這種情況下，回彈值必然會加大，難以保證檢測結果的準確性。建議檢測人員發(fā)現異常情況后，對碳化深度加以調整，這是檢測精度的有效途徑。考慮到混凝土碳化深度是判斷混凝土檢測曲線的重要依據，故混凝土判斷結果會被碳化深度所影響。檢測人員應分析粉飾裝修面，在測試階段，如果碳化深度變?yōu)榧t色，證明碳化深度為0。（6）測量區(qū)域不能選擇兩個模板的中間位置，是因為在混凝土制備過程中，漏漿現象時常發(fā)生，局部水灰比的幅度會縮小，氣孔數量也同時減少，強度與之相反。遇到這類情況時，沖擊鉆打孔的方式不能繼續(xù)使用，因為沖擊鉆打孔時其鉆頭會快速轉動，導致鈣化發(fā)硬混凝土產生大量粉塵，這些粉塵會進入孔中，使清孔難度增加，檢測結果的精確性也難以得到保證。建議檢測人員用錘子替代鉆機，實現對上述問題的有效規(guī)避。

2.3 超聲波回彈綜合分析法在橋梁工程混凝土抗壓強度中的應用流程

（1）選擇合適的檢測設備。在檢測過程中，為保證檢測結果的準確性，選擇了如下設備：①2臺超聲波檢測設備，其型號為NM-4B；②3臺混凝土回彈儀，其型號為ZC3-A；③2把鋼卷尺。所選設備是超聲回彈綜合法檢測過程中必不可少的設備，首先利用回彈儀，獲取回彈結果并加以分析，即可獲得混凝土的抗壓強度值。但是在應用設備之前，檢測人員需要提前檢查和校準，在使用階段，回彈儀一旦出現異常，應立即停止檢測，待問題解決后檢測方能繼續(xù)進行，以保證檢測結果的準確性。（2）確定檢測構件及數量。為保證檢測結果的準確性，檢測人員將混凝土板作為檢測構件，檢測單元的數量為5個。與此同時，混凝土抗壓檢測內容還包括2個墩臺，占橋梁工程墩臺總量的1/3。（3）布置測區(qū)。由于橋梁工程可以滿足檢測的表面僅有一個，檢測人員決定在檢測表面設置10個測區(qū)，同時將160個回彈測試點設置在各個測區(qū)之中。簡言之，就是每個測區(qū)均設置16個測點，在回彈測試點設置完成后，需要設置超聲測點，每個測區(qū)的超聲測量均為3個。（4）計算和測量回彈值。檢測人員利用回彈設備對測區(qū)進行回彈檢測，回彈沖擊的次數為80次，每個測區(qū)為8次，每次沖擊獲得2個回彈值，每個測區(qū)所獲得的回彈值數量為16個，按照大小將其排序，然后遵循5～12的標準進行取值，取值的數量為10組，然后求得平均值，這個值就是最終回彈值，公式如下：

上述公式中，平均回彈值由Rm表示；第I個測區(qū)的回彈值由Ri表示；

如果回彈值在非水平狀態(tài)下獲取，在計算回彈值時，需要依據下述修正公式：

（5）計算和檢測超聲聲速值。在計算和檢測超聲聲速值時，應將下述公式作為依據：

上述公式中，檢測區(qū)域的超聲波速度值由V表示，單位是km/s；超聲波測量距離由S表示，單位是mm；檢測區(qū)域超聲波速度傳播時間由Tm表示，所選測量點為3個，分別由t1、t2和t3表示。

考慮到混凝土板底面是超聲波測量點的布置區(qū)域，需應用下述公式加以修正：

該公式中，修正后的檢測區(qū)域超聲波速度由Va表示；修正系數由βv表示。通常情況下βv有兩種取值，分別為1.034和1.0。前者適用于混凝土澆灌底面，而后者適用于混凝土澆筑側面。（6）混凝土強度測定。在檢測橋梁工程混凝土抗壓強度過程中，需要將混凝土的齡期控制在1000d之內，否則超聲波回彈綜合法就無法發(fā)揮應有的效果。但由于專業(yè)檢測人員數量較少，故檢測單位檢測人員多為臨時人員，未經過培訓上崗。在實際檢測過程中通常不注重混凝土的齡期，導致技術應用效果不盡人意。檢測部門應對這種情況進行強調，在源頭上保障檢測質量。

3 結論

綜上所述，超聲波回彈綜合法作為一種先進的檢測方法，將其應用于混凝土抗壓強度檢測之中具有良好的效果。但在實際應用階段，需要關注影響因素和注意事項，并遵循標準的操作流程，從而保證檢測結果的準確性。