摘要：本文總結(jié)和分析了混凝土無損檢測的其中兩種方法：回彈法和超聲回彈綜合法檢測混凝土強度的區(qū)別，加深了對規(guī)范、規(guī)程的理解。
　　關(guān)鍵詞：混凝土無損檢測，回彈法，超聲回彈綜合法，混凝土強度
　　一、前言
　　隨著建筑行業(yè)的迅猛發(fā)展，混凝土強度無損檢測技術(shù)的研究工作也得到了廣泛開展。一方面，我國城鎮(zhèn)大量舊有建筑(包括民用建筑和工業(yè)建筑)由于原有設(shè)計和老化等原因，面臨維修、加固、改造工作;另一方面，經(jīng)濟(jì)文化生活和城市化進(jìn)度的加快，建設(shè)速度以及建設(shè)規(guī)模日益增加，建筑質(zhì)量問題日益突出。因此，對建筑結(jié)構(gòu)，特別是混凝土結(jié)構(gòu)檢測鑒定工作，以及相關(guān)檢測技術(shù)的開發(fā)和檢測精度都提出了更高的要求。
　　目前，混凝土強度的檢測已有回彈法、超聲法、鉆芯法、超聲回彈綜合法等，而回彈法、超聲法、超聲回彈綜合法屬于混凝土無損檢測技術(shù)，是在不破壞結(jié)構(gòu)構(gòu)件的前提下，直接從主體結(jié)構(gòu)上進(jìn)行檢測，推定混凝土強度或缺陷以及鋼筋位置，它既適用于工程建設(shè)過程中混凝土質(zhì)量的監(jiān)測，又為工程竣工驗收提供依據(jù)。同時，傳統(tǒng)的回彈法由于其便捷、靈活以及成本較低，在全國得到了廣泛應(yīng)用，回彈法檢測技術(shù)規(guī)程歷經(jīng)兩次修改，檢測和數(shù)據(jù)處理方法的改進(jìn)使檢測精度有了較大提高，但該方法只能反映構(gòu)件的表面質(zhì)量，有著先天的不足之處,很多情況下要利用綜合法來對混凝上質(zhì)量進(jìn)行科學(xué)檢測。因此，下面就回彈法和超聲回彈綜合法兩種無破損試驗方法采用對比的方式進(jìn)一步的分析，以期對目前混凝土強度的現(xiàn)場檢測有所幫助。
　　二、檢測原理的區(qū)別
　　1、回彈法檢測混凝土強度的原理
　　用具有一定初始動能的重錘彈擊混凝土表面，彈擊后，初始動能發(fā)生再分配:一部分能量以塑性變形或殘余變形的形式為混凝土所吸收，而另外一部分能量則與剩余自由能正相關(guān)地傳給重錘，使重錘回彈一定的高度，根據(jù)回彈高度與混凝土強度正比的關(guān)系推算混凝土強度。要使初始動能僅僅分配為上述兩部分，就應(yīng)當(dāng)使混凝土的質(zhì)量與重錘的質(zhì)量相比，基本上為無窮大。因為任何初始動能或其一部分能量，都取決于因彈擊而在混凝土中形成回彈動能的兩個互相碰撞物體的質(zhì)量之比。一般大型混凝土構(gòu)件，可以看成是質(zhì)量無窮大，采用重量較小的重錘進(jìn)行彈擊，彈擊時所需的能量，系通過彈簧的直線運動或圓周運動取得。回彈值取決于重錘在混凝土表面彈擊后所獲得的回彈能量，并由控制回彈的彈簧系統(tǒng)指示，回彈值可通過指針在刻度尺上讀出。回彈儀上裝有制動系統(tǒng)，可以使拉簧拉伸到限定位置，以保證重錘在某一測試角度具有最大的沖擊動能。整個回彈儀中的關(guān)鍵部件是提供沖擊能量用的拉簧，拉簧應(yīng)當(dāng)合乎標(biāo)準(zhǔn)要求，而且，其長度應(yīng)經(jīng)常進(jìn)行校正。回彈法測定混凝土的強度，即回彈儀以一定的動能彈擊混凝土表面，其回彈值與混凝土表面硬度具有一致的變化關(guān)系，根據(jù)回彈值與抗壓強度校準(zhǔn)混凝土碳化深度、齡期的相關(guān)關(guān)系，以回彈值推算混凝土的極限抗壓強度。低強度混凝土回彈值小，高強度混凝土回彈值大。
　　2、超聲回彈綜合法檢測原理：
　　超聲回彈綜合法是超聲法檢測和回彈儀測量的綜合，是先利用超聲儀測定超聲波在混凝土構(gòu)件中的傳播時間t并計算出超聲波在混凝土中的聲速值v，然后利用回彈法測定混凝土表面硬度即回彈值R，同時根據(jù)回彈值R和聲速值v來推定混凝土強度fcu。由于超聲聲速值反映了混凝土的內(nèi)部密實度，而且混凝土強度的不同，其結(jié)構(gòu)密實度也不同，鑒于混凝土的強度與超聲聲速v和混凝土的表面硬度(表面硬度可由回彈錘的反彈高度即回彈值R反映)具有相關(guān)性，因此完全可以建立回彈值和超聲聲速值與混凝土抗壓強度之間的相關(guān)關(guān)系式fcu-v-R。由于聲速值與回彈值綜合后，原來對超聲聲速和回彈值有影響的因素，沒有原來單一方法時那么顯著，這就擴(kuò)大了超聲回彈綜合法的適用范圍，提高了測試精度。
　　三、方法采用現(xiàn)狀的區(qū)別
　　1、回彈法在我國的使用歷史比較久遠(yuǎn)，長達(dá)40年，我國在回彈法檢測混凝土強度方面發(fā)展的也較為成熟。國外在使用回彈法時精度不高，有的只能定性判斷混凝土質(zhì)量，不能定量給出具體強度數(shù)值。而我國已經(jīng)解決了回彈法使用精度不高和不能普遍推廣的關(guān)鍵問題。因此回彈法在我國的使用越來越廣泛。不但制定了回彈法檢測技術(shù)規(guī)程，同時還形成了國家統(tǒng)一測強曲線。回彈法統(tǒng)一測強曲線經(jīng)過15年使用，效果較好。而且經(jīng)過一些省市驗證，驗證平均相對誤差及相對標(biāo)準(zhǔn)差均能滿足要求。同時我國已經(jīng)頒布了《回彈法檢測高強混凝土強度技術(shù)規(guī)程》Q/JY17－2000，而且該規(guī)程還表明，在具有鉆芯試件作校核的條件，還可以按該規(guī)程進(jìn)行長齡期混凝土的強度檢測。我國曾經(jīng)兩次頒布回彈法檢測技術(shù)規(guī)程。這也從另一方面說明了回彈法在我國的使用還是比較成功的。盡管如此，我們并不能以此來代替試塊去評定混凝土強度。只有符合規(guī)程規(guī)定的條件才能使用回彈法檢測，并且檢測結(jié)果只能作為處理混凝土質(zhì)量問題的一個依據(jù)。2、超聲回彈綜合法
　　我國對于超聲回彈綜合法的應(yīng)用較為廣泛。尤其是《超聲回彈綜合法檢測混凝土強度技術(shù)規(guī)程》的頒布為其在工程中的廣泛應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。而且規(guī)程中給出了全國統(tǒng)一測強曲線，統(tǒng)一測強曲線綜合全國有代表性的骨料、成型養(yǎng)護(hù)工藝制作混凝土試件，而后經(jīng)過試驗所得，因而具有較廣的使用范圍。同時有資料表明，它也適用于檢測碳化深度較大的長齡期混凝土，也適用于高強混凝土的強度檢測，而且檢測精度均能滿足要求。尤其是對于高強混凝土，其性能指標(biāo)比較復(fù)雜，運用單一方法很難全面反映混凝土的質(zhì)量。綜合國內(nèi)外工程實踐，超聲回彈綜合法應(yīng)用的比較成功。綜合上述資料，綜合法是混凝土強度無損檢測技術(shù)的一個重要發(fā)展方向。我國在混凝土強度無損檢測方面已經(jīng)取得了一定成效，但是其中也存在不足，是對于碳化深度大于6mm的老混凝土的檢測，雖然一些資料表明超聲回彈法對其適用，而且專用測強曲線的應(yīng)用效果也較好，但這只是在局部地區(qū)小范圍的應(yīng)用成果的體現(xiàn)，距離超聲回彈綜合法在老混凝土強度檢測中的完全推廣還有一段距離。
　　四、檢測方法優(yōu)、劣勢特點：
　　1、普通回彈法具有成本低廉；儀器小，攜帶方便；對結(jié)構(gòu)沒有損傷；操作簡便，檢測速度快，可以大面積檢測的優(yōu)點，但只能反映回彈值（和碳化深度）與強度的關(guān)系，而沒有考慮與強度相關(guān)的其他因素；由于測強曲線的差異，強度檢測評定時準(zhǔn)確性有時很難保證；對混凝土內(nèi)部質(zhì)量如孔洞、裂縫、疏松等則無任何反映；由于操作人員、實驗條件等因素的影響，導(dǎo)致回彈值的隨機性較大，進(jìn)而會造成較大的誤差。
　　2、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。但有時檢測精度難以滿足要求。
　　3、超聲回彈綜合法與單一回彈法相比具有以特點:
　　a.減少齡期和含水率的影響
　　混凝土的聲速值受骨料的影響外，還受混凝土的齡期和含水率等因素的影響。而回彈值受表面狀態(tài)的影響外，也受混凝土的齡期和含水率的影響。然而，混凝土的齡期和含水率對其聲速和回彈值的影響有著本質(zhì)的不同。混凝土含水率大，超聲聲速的增長率下降，而回彈值則因混凝土碳化程度增大而提高。因此，二者綜合起來測定混凝土強度就可以部分減少齡期和含水率的影響。
　　b.彌補相互不足
　　一個物理參數(shù)只能從某一方面，在一定范圍內(nèi)反映混凝土的力學(xué)性能，超過一定范圍，它可能不夠敏感或者不起作用。例如回彈值R主要以表層砂漿的彈性性能來反映混凝土的強度，當(dāng)混凝土強度較低，塑性變形較大時，這種反應(yīng)就不太敏感。當(dāng)構(gòu)件截面尺寸較大或內(nèi)外質(zhì)量有較大差異時，就很難反映結(jié)構(gòu)的實際強度。超聲聲速是以整個斷面的動彈性來反映混凝土強度，而強度較高的混凝土，彈性指標(biāo)變化幅度小，相應(yīng)其聲速隨強度變化的幅度也不大，其微小變化往往被測試誤差所掩蓋，所以對于強度大于35MPa的混凝土，其fcu-v相關(guān)性較差。采用回彈和超聲法綜合測定混凝土強度，既可內(nèi)外結(jié)合，又能在較低或較高的強度區(qū)間相互彌補各自的不足，能夠較全面地反映結(jié)構(gòu)混凝土的實際質(zhì)量。
　　c.提高測試精度
　　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，所以對提高無損檢測混凝土強度的精度，具有明顯的效果。
　　五、現(xiàn)場檢測
　　對某工地的試塊采用三種無損檢測方法進(jìn)行測試，其中包括回彈法、超聲回彈綜合法、超聲法測試，然后將試件用壓力機進(jìn)行破壞試驗。見表一立方體試件對比試驗結(jié)果。
　　表一立方體試件對比試驗結(jié)果
　　試塊編號 測定強度fcu(MPa) 偏差e(%)
　　　　注：e=fcu-f試塊/f試塊
　　通過從表1所列出的各種數(shù)據(jù)統(tǒng)計得出，回彈法與超聲法所得出的回彈值偏差較大，超聲回彈綜合法的試驗結(jié)果偏差并不大，能比較全面的反應(yīng)混凝土的強度，準(zhǔn)確性和測試精度比單一的回彈法要高的多。
　　六、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。因此準(zhǔn)確性比采用單一方法的準(zhǔn)確性要高得多，能真正做到內(nèi)外結(jié)合，全面反映混凝土質(zhì)量情況，其測試誤差小，適用范圍寬，是目前無破損檢測混凝土構(gòu)件強度最有效的方法之一。但無論是對于新、老混凝土還是高強混凝土的檢測，或是采用綜合法、或是采用普通法，檢測精度仍然是至關(guān)重要的問題，所以解決精度問題依然是無損檢測技術(shù)在我國工程界進(jìn)一步推廣的最為關(guān)鍵的一步。
　　
　　【參考文獻(xiàn)】
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　　[5]云南省建設(shè)工程檢測人員培訓(xùn)教材