超声回弹综合法在混凝土强度检测中的应用

俞长隆

(水利部新疆维吾尔自治区水利水电勘测设计研究院，乌鲁木齐 830000)

0 引 言

超声回弹综合法目前被广泛应用于各类建筑项目中，它在评估检测现场取样与测试设备方面特别到位，特别是针对混凝土的铸造质量检测非常具有针对性。在施工现场需要采用该综合法获取测试数据变化，分析表明混凝土强度实际状况。

1 超声回弹综合法的混凝土强度检测试验发展现状分析

1.1 超声回弹综合法的混凝土强度检测试验基本概况

从常规混凝土施工过程来看，确定混凝土强度的方法无外乎两种：损伤法与非损伤法。其中非损伤法主要基于回弹方法客观表现，它客观反映了混凝土结构的真实强度、铸造实践包括其它不受外部反弹环境的影响因素。而伴随混凝土年龄的不断增加，其可能会出现碳化物等外部因素偏差问题，此时可利用到超声回弹综合法展开检测，相对直接、明了的体现各类影响因素内容，提高混凝土强度检测准确性与可靠性。超声回弹综合法在测量结果把握过程中主要根据测量特定元件超声波T的具体传播时间分量来计算特定超声波的声传播速度，再采用回弹值R来评估强度，确保混凝土超声波传输速度与混凝土构建质量评估到位。在该过程中还会运用到超声仪与回弹仪，它们专门用来检测混凝土声速值与回弹值，客观推定混凝土强度与匀质性内容，在不破坏结构、不影响实用性的基础之上确混凝土强度检测试验实施到位。

1.2 超声回弹综合法的混凝土强度检测试验基本特征

超声回弹综合法在混凝土强度检测试验实施方面不同于传统中的单次超声检测与其它回弹仪测试检测，它所体现出的功能基本特征应该包含如下：

1)它可实现对物理参数的客观反映，例如客观反映某一施工区域内的混凝土构件机械性质，如果其物理参数超出一定范围，则不会产生任何特殊效果。举个例子，在回弹R值分析过程中要了解它对于混凝土强度与指示砂浆弹性函数的函数关系，了解混凝土强度偏低、回弹效果不敏感这些问题。在针对特定部件的横截面积与重量之间差异分析过程中，则希望客观反映特定元件实际强度，了解混凝土表面的动态弹性。如果其强度指标指数偏低，则声速就同样偏低，所以它在物理参数客观反映方面还是相对准确的。

2)要提高测试精确度。超声回弹综合法在一定程度上降低了其它因素对测量方法的影响，它可客观完全的反映混凝土构件的混凝土质量，且在改进对混凝土强度试验准确性方面也有一定作用。

3)它可减少混凝土龄期含水率影响。除对骨料影响进行测试以外，它也能够对混凝土龄期含水量等因素进行分析，了解其对混凝土整体质量的影响。此时要充分考量到混凝土的含水量较高这一问题，伴随混凝土中含水量的升高，其超声速度增长率则会降低，回弹值则会增加，所以结合传统与超声回弹综合法两种方法进行检测可有效规避许多不良影响因素，例如混凝土年龄与水分含水量所带来的客观影响[1]。

2 超声回弹综合法的混凝土强度检测试验案例分析

2.1 试验案例概况

在试验案例中专门采用到了超声回弹综合法针对RFC展开检测，分析声波速度对于岩体与大体积混凝土物理力学性质的直观影响，通过试验大量收集各项重要指标。在案例中，专门对RFC声波速度与混凝土本身强度进行全面分析，采用超声波与回弹法专门进行RFC声波速度检测，较为客观反映声波均匀性、强度与密实性的重要评价指标。

在该案例超声回弹综合法背景下的混凝土强度检测试验中专门分析了堆石混凝土的抗压强度、弹性模量等重要指标，结合基础综合法开展试验，并为试验提供可靠参考数据。在针对堆石混凝土材料指标进行分析过程中，要明确混凝土等级为C15，扩展度为700mm，坍落度为300mm。所有混凝土用水均采用到施工现场用水，选择粒径>300mm的石灰岩块石并进行随机堆放，其堆石率控制在55%左右。在试验中采用到混凝土RFC浇筑方法，展开自密实性能混凝土配合比试验，其试验数据见表1。

表1 基于超声回弹综合法分析的自密实性能混凝土配合比试验数据

在试验中试件的制备方面采用到大型切割机，专门对大试件进行切割，并运输到加工厂进行试件几何尺寸的高精度切割与打磨。打磨后进行超声回弹综合法试验，对其抗压强度、劈裂抗拉强度进行分析，最后进行静力弹性模量试验[2]。

2.2 试验过程分析

在试验过程中，主要采用到超声回弹综合法对混凝土RFC大试件进行检测，将其切割加工成型，在标准养护过程中分析混凝土试件是否达到规定龄期要求，再展开试验检测工作。在试验中所采用到的是中型回弹仪与超声波检测仪。在超声检测过程中主要采用到山砂混凝土测强曲线，其曲线方程应该如下：

(1)

配合对侧法展开试验分析，主要对试件浇筑面所对应的两个垂直面由上至下、由左至右布置相对应的4个检测点，保持每个检测点间距控制在500mm左右，再取三组超声波平均值作为代表值实现良好耦合分析。在回弹检测过程中，专门选用浇筑面试件配合超声检测对应垂直面展开分析，在一个检测区域内获得多个计算数值并进行数据处理，最终获得回弹代表值。另外展开抗压强度检测，主要对超声、回弹检测内容进行分析，参考抗压强度试验标准方法展开强度试验过程[3]。

2.3 试验数据分析

利用超声回弹综合法进行试验中所提取试验数据分析，即对RFC展开试验，检测RFC混凝土大试件试验数值，明确推定値数值量，同时分析劈裂抗拉强度与声速关系，了解其超声回弹试验数据试验比例关系，如表2所示。

表1 超声回弹值切割大试件强度值对应关系数据

2.4 试验结果分析

结合上述试验结果数据，了解RFC混凝土回弹推定値，分析在20MPa条件以上所有测试点的回弹推定比例，并对RFC混凝土波速推定値与全部测试点进行分析，分析得出超声回弹综合法测强曲线方程回归系数[4]。根据结果分析其测强曲线可选择多元非线性幂函数方法，分析提出RFC大试件数值关系式如下：

(2)

fcuc=33.32176×VR

(3)

2.5 试验结论总结

结合上述超声回弹综合法试验结果分析得出结论：①RFC混凝土回弹推定値可满足工程建设要求，不过其数值范围相对离散；②RFC波速是呈现快速攀升分布趋势的，能够从2000m/s上涨到5500m/s，其数值范围离散率较高，上波速所占比例比值相对较大；③采用RFC复合材料可分析回弹法实验易回弹堆砌混凝土RFC强度推定値。具体来讲就是利用声波法试验评定RFC均匀性与密实性相关内容。

3 超声回弹综合法的混凝土强度检测试验的其它要点

在利用超声回弹综合法对混凝土强度进行检测试验过程中，也要分析其中其它技术要点，例如要对超声波检测仪进行分析，了解其仿照式检测方式以及实际检测数据。就以仿照式检测结果为例，要分析其连续模拟值，配合空间传输信号相结合形成得出报告值。而实际数字式检测模式则利用传输信号转化计算实际数，结合一定计算过程对相关信息进行保存处理，了解其声波传输具体频率与转换数字准确性，模拟传感器基本特性，通过塑料滑块或信号控制等方法对混凝土强度进行检测优化调整。在这里需要运用到手动调谐技术，配合dB衰减器读取第一波高网格数数据内容，对数字检测器属性进行分析。过程中可采用到高速ADC，将传输信号转变为具体计算数据，然后展开对应计算过程。在该过程中要注意对软件、回弹幅度以及回弹基础等等因素进行分析，了解其频率变化，然后再在设备屏幕显示数字上分析信号智能采集、控制与存储结果。

另外在校准与养护方面，需要基于常温角度对空气中强度、温度变化进行分析，结合空气声速图定期检查设备的实际运行状况。在实际使用超声回弹综合法过程中也要对设备抵抗污垢与冲击能力进行进一步分析。在设备长时间未能投入使用状况下，应该对其设备剧烈振动与碰撞情况进行调整，基于超声回弹综合法对内外部各种影响因素进行分析，例如要分析外部水泥、粗糙骨料与硬化条件是否已经发生变化，结合这些变化与回归分析了解混凝土强度检测试验结果，建立回归准确率曲线，分析曲线值。一般来说，强度与声波都是会对混凝土的施工使用产生较大影响的，为此需要首先确保混凝土组成材料选择条件到位，再一点要对水泥温度、混凝土使用面积进行控制，了解它们受到其它超声影响后的变化情况[5]。

4 总 结

采用超声回弹综合法可实现对混凝土强度的有效监测，提高检测精度，减少混凝土龄期与含水量负面影响问题。而在具体施工过程中，也要做到对混凝土施工的科学配置规划，确保道路施工质量到位。