超聲回彈綜合法檢測混凝土強(qiáng)度試驗(yàn)研究

摘要：混凝土是在建筑行業(yè)中一種重要的原材料，用無破損試驗(yàn)方法直接檢驗(yàn)結(jié)構(gòu)物的混凝土強(qiáng)度、缺陷及其他物理力學(xué)性能指標(biāo)，可以確保結(jié)構(gòu)質(zhì)量，節(jié)約材料，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率和加快施工進(jìn)度。并對(duì)回彈法、超聲法和超聲回彈綜合法及抽芯實(shí)壓法對(duì)混凝土檢測的數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)理分析對(duì)比，認(rèn)為超聲回彈綜合法比單一的回彈法得出的結(jié)論要準(zhǔn)確得多，隨著超聲技術(shù)在實(shí)際工程檢測中的普及應(yīng)用，超聲回彈綜合法作為結(jié)構(gòu)混凝土強(qiáng)度無破損檢測技術(shù)的應(yīng)用前景廣闊。

關(guān)鍵詞：超聲回彈;綜合法檢測;混凝土強(qiáng)度試驗(yàn)

引言

超聲回彈綜合法是利用超聲儀和回彈儀，測試混凝土的超聲聲速值和回彈值，然后根據(jù)超聲回彈綜合法測強(qiáng)公式推算混凝土強(qiáng)度的一種方法。無破損試驗(yàn)方法的優(yōu)越性較傳統(tǒng)的破損試驗(yàn)方法就更為突出。因此，對(duì)無破損試驗(yàn)方法這項(xiàng)新技術(shù)的研究就具有更大的現(xiàn)實(shí)意義和廣闊的發(fā)展前景。

1.超聲回彈綜合法檢測結(jié)構(gòu)混凝土強(qiáng)度的原理及特點(diǎn)

回彈法測試因其儀器價(jià)格便宜，試驗(yàn)費(fèi)用低廉，操作簡單方便，不受構(gòu)件特征限制等優(yōu)點(diǎn)，在國內(nèi)外工程的質(zhì)量檢驗(yàn)、質(zhì)量監(jiān)督、事故處理和工程擴(kuò)建中得到了更廣泛的應(yīng)用。因此，用單一的物理指標(biāo)必然難以全面的反映這些要素，更不能確切地反映強(qiáng)度值。所以人們就想到用較多的指標(biāo)綜合反映混凝土強(qiáng)度，這就是超聲-回彈法的基本設(shè)想。以回彈代表值體現(xiàn)混凝土結(jié)構(gòu)的表觀強(qiáng)度，以超聲波聲速代表值、幅值及頻率值變化體現(xiàn)混凝土內(nèi)部強(qiáng)度和缺陷程度。由于回彈法是利用混凝土的抗壓強(qiáng)度與其表面硬度之間所存在的一定關(guān)系來測定混凝土表面的強(qiáng)度，隨著齡期的增長，混凝土表面的氫氧化鈣與空氣中的二氧化碳起化學(xué)反應(yīng)，超聲-回彈法就是采用超聲儀和回彈儀，對(duì)結(jié)構(gòu)混凝土同一測區(qū)分別測量聲速和回彈值，然后利用已建立起來的測強(qiáng)公式推算該測區(qū)混凝土的強(qiáng)度。但是這種方法容易受環(huán)境設(shè)備等因素的影響，因此它的準(zhǔn)確程度也比鉆芯法要低，而近幾年來，利用超聲回彈綜合檢測法對(duì)其混凝土強(qiáng)度進(jìn)行評(píng)定，較以前有了很大的提高?；炷帘砻娴臐穸葘?duì)回彈值有顯著影響。濕度越大，回彈值越低，而對(duì)超聲來說，聲波在水中的傳播要比在空氣中傳播速度快，可部分抵消影響，但這種影響隨混凝土強(qiáng)度的提高而變小。單一的回彈法和超聲波檢測會(huì)受到多種因素的影響，而綜合法能夠減少一些因素的干擾，比較全面的反映整體混凝土構(gòu)件的質(zhì)量，所以對(duì)提高混凝土無損檢測的質(zhì)量具有明顯的效果。因此這種方法不能反映出混凝土內(nèi)部的質(zhì)量，在使用中有一定的局限性，從而造成回彈值與實(shí)壓強(qiáng)度偏差較大。

2.超聲波檢測儀的技術(shù)要求

回彈法檢測實(shí)際上是測定構(gòu)件表面硬度，考慮到大量的工程實(shí)踐中常常碰到一些剛度較低，表面受腐蝕、損傷或無可靠支撐，不適合于回彈法使用的測試對(duì)象，采用超聲-回彈綜合法可以抵消或減少某些因素對(duì)混凝土強(qiáng)度的影響，從而提高測強(qiáng)曲線的可信度，使不同條件的修正大為簡化。超聲回彈綜合法檢測混凝土構(gòu)件強(qiáng)度是利用混凝土回彈值、超聲聲速值等物理量簡接推定混凝土強(qiáng)度，而混凝土又是一種多項(xiàng)復(fù)合材料，其各種性能必然受外界和各種因素的影響，超聲測強(qiáng)的影響因素很多，不管手動(dòng)還是自動(dòng)判讀聲時(shí)，在同一測試條件下，測讀數(shù)值都應(yīng)具有一定的重復(fù)性。重復(fù)性越好，說明聲時(shí)讀數(shù)越準(zhǔn)確可靠，故應(yīng)建立一個(gè)聲時(shí)測量重復(fù)性的檢查方法。在重復(fù)測試中，首波起始點(diǎn)的樣本偏差點(diǎn)數(shù)乘以樣本時(shí)間間隔，即為聲時(shí)讀數(shù)的差異。在儀器研制、測試技術(shù)及工程質(zhì)量的實(shí)測等方面都取得了較大進(jìn)步，積累了不少有益的經(jīng)驗(yàn)，取得了一定水平的科研成果，縮小了與國外同時(shí)期先進(jìn)水平的差距?；炷林械淖杂伤Y(jié)冰，體積增大，可導(dǎo)致聲速值偏高而產(chǎn)生較大的測試誤差。當(dāng)環(huán)境溫度高于40℃時(shí)，超過了儀器例行的使用溫度，因電子元件性能改變，也會(huì)產(chǎn)生測試誤差?；炷帘砻娴臐穸葘?duì)回彈值有顯著影響。濕度越大，回彈值越低，而對(duì)超聲來說，聲波在水中的傳播要比在空氣中傳播速度快，可部分抵消影響，但這種影響隨混凝土強(qiáng)度的提高而變小。在進(jìn)行混凝土強(qiáng)度的推定時(shí)，粗骨料為卵石，粗骨料為碎石，當(dāng)按單個(gè)構(gòu)件檢測時(shí)，已該構(gòu)件各測區(qū)強(qiáng)度中的最小值作為該構(gòu)件的混凝土強(qiáng)度推定值;

3.超聲回彈綜合法檢測混凝土強(qiáng)度的測試方法

3.1回彈法檢測混凝土強(qiáng)度檢測方法

隨著房地產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，對(duì)混凝土強(qiáng)度、性能的要求也越來越高，配制高強(qiáng)或高性能混凝土的主要方法之一就是摻加礦物細(xì)料，摻加硅灰配制高強(qiáng)混凝土已經(jīng)是很成熟的方法?；貜椫狄蝽盘蓟龃蠖岣摺＿€可以彌補(bǔ)相互間的不足，回彈值法主要以表層的彈性性能來反映砼強(qiáng)度，當(dāng)構(gòu)件截面尺寸較大或內(nèi)外質(zhì)量有較大差異時(shí)，就很難反映混凝土的實(shí)際強(qiáng)度。 在每個(gè)測區(qū)的對(duì)應(yīng)測試面上各彈擊8次，二個(gè)測試面共測得16個(gè)回彈值，精確至1。回彈測試時(shí)要求回彈儀的軸線應(yīng)與試塊側(cè)面保持垂直。測點(diǎn)宜在測區(qū)范圍內(nèi)均勻分布，超聲波計(jì)算公式相關(guān)性偏差。最重要的一點(diǎn)是可以提高測試精度。

3.2超聲波檢測混凝土強(qiáng)度檢測方法

在早齡期的混凝土中，聲速值的增加大于混凝土強(qiáng)度的增加，隨著齡期增加，聲速的增加要小于強(qiáng)度的增加。超聲回彈綜合法具有操作簡單方便;部分程度上減少了齡期和含水率的影響;內(nèi)外結(jié)合，能夠更為全面地反映結(jié)構(gòu)混凝土的質(zhì)量;具有較高的檢測精度。但有時(shí)檢測精度難以滿足要求。當(dāng)混凝土被測部位只能提供兩個(gè)相鄰表面時(shí)，雖然無法進(jìn)行對(duì)測，但可以采用丁角方法檢測。即將一對(duì)F、S換能器分別耦合于被測構(gòu)件的兩個(gè)相鄰表面進(jìn)行逐點(diǎn)測試，兩個(gè)換能器的軸線形成90°夾角。如果混凝土中含有裂縫，就不能用超聲波檢測混凝土強(qiáng)度，在檢測時(shí)，應(yīng)結(jié)合首波形狀提高準(zhǔn)確度，如果首波形狀發(fā)生改變，說明混凝土內(nèi)部存在缺陷，此時(shí)就不應(yīng)繼續(xù)使用超聲聲速換算混凝土強(qiáng)度。由于超聲回彈綜合法能減小一些因素的影響程度，較全面的反映整體混凝土質(zhì)量，所以對(duì)提高無損檢測混凝土強(qiáng)度的精度，具有明顯的效果。因?yàn)榫C合法強(qiáng)度換算表中超聲波聲速是以對(duì)測的縱波聲速回歸計(jì)算的，如單面平測大部分接受到的是表面波，不能直接查讀強(qiáng)度換算表，需要進(jìn)行修正后使用強(qiáng)度換算表。超聲與回彈綜合法是以材料的應(yīng)力應(yīng)變行為與其強(qiáng)度的關(guān)系作為依據(jù)。超聲的速度主要反映了材料的彈性性質(zhì)，由于它能穿過材料，所以人們就想到用較多的指標(biāo)綜合反映混凝土強(qiáng)度，這就是超聲-回彈法的基本設(shè)想。

4.結(jié)語

綜上所訴：采用超聲回彈綜合法現(xiàn)場檢測混凝土構(gòu)件強(qiáng)度既能反映構(gòu)件混凝土的彈性，又能反映其塑性;既能反映其表層狀況，又能反映其內(nèi)部構(gòu)造。在實(shí)際工程應(yīng)用中具有很大的優(yōu)越性，進(jìn)一步改善測強(qiáng)曲線的擬合精度和預(yù)測能力是提高該方法檢測精度的必要途徑。影響因素之多使得這項(xiàng)檢測技術(shù)還是存在著諸多缺陷。隨著人們對(duì)建筑質(zhì)量要求的關(guān)注，這種檢測技術(shù)也有待進(jìn)一步完善。

參考文獻(xiàn)：

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