俞長隆

(水利部新疆維吾爾自治區(qū)水利水電勘測設(shè)計研究院，烏魯木齊 830000)

0 引 言

超聲回彈綜合法目前被廣泛應(yīng)用于各類建筑項目中，它在評估檢測現(xiàn)場取樣與測試設(shè)備方面特別到位，特別是針對混凝土的鑄造質(zhì)量檢測非常具有針對性。在施工現(xiàn)場需要采用該綜合法獲取測試數(shù)據(jù)變化，分析表明混凝土強(qiáng)度實際狀況。

1 超聲回彈綜合法的混凝土強(qiáng)度檢測試驗發(fā)展現(xiàn)狀分析

1.1 超聲回彈綜合法的混凝土強(qiáng)度檢測試驗基本概況

從常規(guī)混凝土施工過程來看，確定混凝土強(qiáng)度的方法無外乎兩種：損傷法與非損傷法。其中非損傷法主要基于回彈方法客觀表現(xiàn)，它客觀反映了混凝土結(jié)構(gòu)的真實強(qiáng)度、鑄造實踐包括其它不受外部反彈環(huán)境的影響因素。而伴隨混凝土年齡的不斷增加，其可能會出現(xiàn)碳化物等外部因素偏差問題，此時可利用到超聲回彈綜合法展開檢測，相對直接、明了的體現(xiàn)各類影響因素內(nèi)容，提高混凝土強(qiáng)度檢測準(zhǔn)確性與可靠性。超聲回彈綜合法在測量結(jié)果把握過程中主要根據(jù)測量特定元件超聲波T的具體傳播時間分量來計算特定超聲波的聲傳播速度，再采用回彈值R來評估強(qiáng)度，確?；炷脸暡▊鬏斔俣扰c混凝土構(gòu)建質(zhì)量評估到位。在該過程中還會運(yùn)用到超聲儀與回彈儀，它們專門用來檢測混凝土聲速值與回彈值，客觀推定混凝土強(qiáng)度與勻質(zhì)性內(nèi)容，在不破壞結(jié)構(gòu)、不影響實用性的基礎(chǔ)之上確混凝土強(qiáng)度檢測試驗實施到位。

1.2 超聲回彈綜合法的混凝土強(qiáng)度檢測試驗基本特征

超聲回彈綜合法在混凝土強(qiáng)度檢測試驗實施方面不同于傳統(tǒng)中的單次超聲檢測與其它回彈儀測試檢測，它所體現(xiàn)出的功能基本特征應(yīng)該包含如下：

1)它可實現(xiàn)對物理參數(shù)的客觀反映，例如客觀反映某一施工區(qū)域內(nèi)的混凝土構(gòu)件機(jī)械性質(zhì)，如果其物理參數(shù)超出一定范圍，則不會產(chǎn)生任何特殊效果。舉個例子，在回彈R值分析過程中要了解它對于混凝土強(qiáng)度與指示砂漿彈性函數(shù)的函數(shù)關(guān)系，了解混凝土強(qiáng)度偏低、回彈效果不敏感這些問題。在針對特定部件的橫截面積與重量之間差異分析過程中，則希望客觀反映特定元件實際強(qiáng)度，了解混凝土表面的動態(tài)彈性。如果其強(qiáng)度指標(biāo)指數(shù)偏低，則聲速就同樣偏低，所以它在物理參數(shù)客觀反映方面還是相對準(zhǔn)確的。

2)要提高測試精確度。超聲回彈綜合法在一定程度上降低了其它因素對測量方法的影響，它可客觀完全的反映混凝土構(gòu)件的混凝土質(zhì)量，且在改進(jìn)對混凝土強(qiáng)度試驗準(zhǔn)確性方面也有一定作用。

3)它可減少混凝土齡期含水率影響。除對骨料影響進(jìn)行測試以外，它也能夠?qū)炷笼g期含水量等因素進(jìn)行分析，了解其對混凝土整體質(zhì)量的影響。此時要充分考量到混凝土的含水量較高這一問題，伴隨混凝土中含水量的升高，其超聲速度增長率則會降低，回彈值則會增加，所以結(jié)合傳統(tǒng)與超聲回彈綜合法兩種方法進(jìn)行檢測可有效規(guī)避許多不良影響因素，例如混凝土年齡與水分含水量所帶來的客觀影響[1]。

2 超聲回彈綜合法的混凝土強(qiáng)度檢測試驗案例分析

2.1 試驗案例概況

在試驗案例中專門采用到了超聲回彈綜合法針對RFC展開檢測，分析聲波速度對于巖體與大體積混凝土物理力學(xué)性質(zhì)的直觀影響，通過試驗大量收集各項重要指標(biāo)。在案例中，專門對RFC聲波速度與混凝土本身強(qiáng)度進(jìn)行全面分析，采用超聲波與回彈法專門進(jìn)行RFC聲波速度檢測，較為客觀反映聲波均勻性、強(qiáng)度與密實性的重要評價指標(biāo)。

在該案例超聲回彈綜合法背景下的混凝土強(qiáng)度檢測試驗中專門分析了堆石混凝土的抗壓強(qiáng)度、彈性模量等重要指標(biāo)，結(jié)合基礎(chǔ)綜合法開展試驗，并為試驗提供可靠參考數(shù)據(jù)。在針對堆石混凝土材料指標(biāo)進(jìn)行分析過程中，要明確混凝土等級為C15，擴(kuò)展度為700mm，坍落度為300mm。所有混凝土用水均采用到施工現(xiàn)場用水，選擇粒徑>300mm的石灰?guī)r塊石并進(jìn)行隨機(jī)堆放，其堆石率控制在55%左右。在試驗中采用到混凝土RFC澆筑方法，展開自密實性能混凝土配合比試驗，其試驗數(shù)據(jù)見表1。

表1 基于超聲回彈綜合法分析的自密實性能混凝土配合比試驗數(shù)據(jù)

在試驗中試件的制備方面采用到大型切割機(jī)，專門對大試件進(jìn)行切割，并運(yùn)輸?shù)郊庸S進(jìn)行試件幾何尺寸的高精度切割與打磨。打磨后進(jìn)行超聲回彈綜合法試驗，對其抗壓強(qiáng)度、劈裂抗拉強(qiáng)度進(jìn)行分析，最后進(jìn)行靜力彈性模量試驗[2]。

2.2 試驗過程分析

在試驗過程中，主要采用到超聲回彈綜合法對混凝土RFC大試件進(jìn)行檢測，將其切割加工成型，在標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)過程中分析混凝土試件是否達(dá)到規(guī)定齡期要求，再展開試驗檢測工作。在試驗中所采用到的是中型回彈儀與超聲波檢測儀。在超聲檢測過程中主要采用到山砂混凝土測強(qiáng)曲線，其曲線方程應(yīng)該如下：

(1)

配合對側(cè)法展開試驗分析，主要對試件澆筑面所對應(yīng)的兩個垂直面由上至下、由左至右布置相對應(yīng)的4個檢測點，保持每個檢測點間距控制在500mm左右，再取三組超聲波平均值作為代表值實現(xiàn)良好耦合分析。在回彈檢測過程中，專門選用澆筑面試件配合超聲檢測對應(yīng)垂直面展開分析，在一個檢測區(qū)域內(nèi)獲得多個計算數(shù)值并進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，最終獲得回彈代表值。另外展開抗壓強(qiáng)度檢測，主要對超聲、回彈檢測內(nèi)容進(jìn)行分析，參考抗壓強(qiáng)度試驗標(biāo)準(zhǔn)方法展開強(qiáng)度試驗過程[3]。

2.3 試驗數(shù)據(jù)分析

利用超聲回彈綜合法進(jìn)行試驗中所提取試驗數(shù)據(jù)分析，即對RFC展開試驗，檢測RFC混凝土大試件試驗數(shù)值，明確推定値數(shù)值量，同時分析劈裂抗拉強(qiáng)度與聲速關(guān)系，了解其超聲回彈試驗數(shù)據(jù)試驗比例關(guān)系，如表2所示。

表1 超聲回彈值切割大試件強(qiáng)度值對應(yīng)關(guān)系數(shù)據(jù)

2.4 試驗結(jié)果分析

結(jié)合上述試驗結(jié)果數(shù)據(jù)，了解RFC混凝土回彈推定値，分析在20MPa條件以上所有測試點的回彈推定比例，并對RFC混凝土波速推定値與全部測試點進(jìn)行分析，分析得出超聲回彈綜合法測強(qiáng)曲線方程回歸系數(shù)[4]。根據(jù)結(jié)果分析其測強(qiáng)曲線可選擇多元非線性冪函數(shù)方法，分析提出RFC大試件數(shù)值關(guān)系式如下：

(2)

fcuc=33.32176×VR

(3)

2.5 試驗結(jié)論總結(jié)

結(jié)合上述超聲回彈綜合法試驗結(jié)果分析得出結(jié)論：①RFC混凝土回彈推定値可滿足工程建設(shè)要求，不過其數(shù)值范圍相對離散；②RFC波速是呈現(xiàn)快速攀升分布趨勢的，能夠從2000m/s上漲到5500m/s，其數(shù)值范圍離散率較高，上波速所占比例比值相對較大；③采用RFC復(fù)合材料可分析回彈法實驗易回彈堆砌混凝土RFC強(qiáng)度推定値。具體來講就是利用聲波法試驗評定RFC均勻性與密實性相關(guān)內(nèi)容。

3 超聲回彈綜合法的混凝土強(qiáng)度檢測試驗的其它要點

在利用超聲回彈綜合法對混凝土強(qiáng)度進(jìn)行檢測試驗過程中，也要分析其中其它技術(shù)要點，例如要對超聲波檢測儀進(jìn)行分析，了解其仿照式檢測方式以及實際檢測數(shù)據(jù)。就以仿照式檢測結(jié)果為例，要分析其連續(xù)模擬值，配合空間傳輸信號相結(jié)合形成得出報告值。而實際數(shù)字式檢測模式則利用傳輸信號轉(zhuǎn)化計算實際數(shù)，結(jié)合一定計算過程對相關(guān)信息進(jìn)行保存處理，了解其聲波傳輸具體頻率與轉(zhuǎn)換數(shù)字準(zhǔn)確性，模擬傳感器基本特性，通過塑料滑塊或信號控制等方法對混凝土強(qiáng)度進(jìn)行檢測優(yōu)化調(diào)整。在這里需要運(yùn)用到手動調(diào)諧技術(shù)，配合dB衰減器讀取第一波高網(wǎng)格數(shù)數(shù)據(jù)內(nèi)容，對數(shù)字檢測器屬性進(jìn)行分析。過程中可采用到高速ADC，將傳輸信號轉(zhuǎn)變?yōu)榫唧w計算數(shù)據(jù)，然后展開對應(yīng)計算過程。在該過程中要注意對軟件、回彈幅度以及回彈基礎(chǔ)等等因素進(jìn)行分析，了解其頻率變化，然后再在設(shè)備屏幕顯示數(shù)字上分析信號智能采集、控制與存儲結(jié)果。

另外在校準(zhǔn)與養(yǎng)護(hù)方面，需要基于常溫角度對空氣中強(qiáng)度、溫度變化進(jìn)行分析，結(jié)合空氣聲速圖定期檢查設(shè)備的實際運(yùn)行狀況。在實際使用超聲回彈綜合法過程中也要對設(shè)備抵抗污垢與沖擊能力進(jìn)行進(jìn)一步分析。在設(shè)備長時間未能投入使用狀況下，應(yīng)該對其設(shè)備劇烈振動與碰撞情況進(jìn)行調(diào)整，基于超聲回彈綜合法對內(nèi)外部各種影響因素進(jìn)行分析，例如要分析外部水泥、粗糙骨料與硬化條件是否已經(jīng)發(fā)生變化，結(jié)合這些變化與回歸分析了解混凝土強(qiáng)度檢測試驗結(jié)果，建立回歸準(zhǔn)確率曲線，分析曲線值。一般來說，強(qiáng)度與聲波都是會對混凝土的施工使用產(chǎn)生較大影響的，為此需要首先確保混凝土組成材料選擇條件到位，再一點要對水泥溫度、混凝土使用面積進(jìn)行控制，了解它們受到其它超聲影響后的變化情況[5]。

4 總 結(jié)

采用超聲回彈綜合法可實現(xiàn)對混凝土強(qiáng)度的有效監(jiān)測，提高檢測精度，減少混凝土齡期與含水量負(fù)面影響問題。而在具體施工過程中，也要做到對混凝土施工的科學(xué)配置規(guī)劃，確保道路施工質(zhì)量到位。