摘要：本文總結(jié)和分析了混凝土無(wú)損檢測(cè)的其中兩種方法：回彈法和超聲回彈綜合法檢測(cè)混凝土強(qiáng)度的區(qū)別，加深了對(duì)規(guī)范、規(guī)程的理解。
　　關(guān)鍵詞：混凝土無(wú)損檢測(cè)，回彈法，超聲回彈綜合法，混凝土強(qiáng)度
　　一、前言
　　隨著建筑行業(yè)的迅猛發(fā)展，混凝土強(qiáng)度無(wú)損檢測(cè)技術(shù)的研究工作也得到了廣泛開展。一方面，我國(guó)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(jì)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(wèn)題日益突出。因此，對(duì)建筑結(jié)構(gòu)，特別是混凝土結(jié)構(gòu)檢測(cè)鑒定工作，以及相關(guān)檢測(cè)技術(shù)的開發(fā)和檢測(cè)精度都提出了更高的要求。
　　目前，混凝土強(qiáng)度的檢測(cè)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(wú)損檢測(cè)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(cè)，推定混凝土強(qiáng)度或缺陷以及鋼筋位置，它既適用于工程建設(shè)過(guò)程中混凝土質(zhì)量的監(jiān)測(cè)，又為工程竣工驗(yàn)收提供依據(jù)。同時(shí)，傳統(tǒng)的回彈法由于其便捷、靈活以及成本較低，在全國(guó)得到了廣泛應(yīng)用，回彈法檢測(cè)技術(shù)規(guī)程歷經(jīng)兩次修改，檢測(cè)和數(shù)據(jù)處理方法的改進(jìn)使檢測(cè)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(lái)對(duì)混凝上質(zhì)量進(jìn)行科學(xué)檢測(cè)。因此，下面就回彈法和超聲回彈綜合法兩種無(wú)破損試驗(yàn)方法采用對(duì)比的方式進(jìn)一步的分析，以期對(duì)目前混凝土強(qiáng)度的現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)有所幫助。
　　二、檢測(cè)原理的區(qū)別
　　1、回彈法檢測(cè)混凝土強(qiáng)度的原理
　　用具有一定初始動(dòng)能的重錘彈擊混凝土表面，彈擊后，初始動(dòng)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(qiáng)度正比的關(guān)系推算混凝土強(qiáng)度。要使初始動(dòng)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(wú)窮大。因?yàn)槿魏纬跏紕?dòng)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(dòng)能的兩個(gè)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(wú)窮大，采用重量較小的重錘進(jìn)行彈擊，彈擊時(shí)所需的能量，系通過(guò)彈簧的直線運(yùn)動(dòng)或圓周運(yùn)動(dòng)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(guò)指針在刻度尺上讀出。回彈儀上裝有制動(dòng)系統(tǒng)，可以使拉簧拉伸到限定位置，以保證重錘在某一測(cè)試角度具有最大的沖擊動(dòng)能。整個(gè)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(zhǎng)度應(yīng)經(jīng)常進(jìn)行校正。回彈法測(cè)定混凝土的強(qiáng)度，即回彈儀以一定的動(dòng)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(qiáng)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(qiáng)度。低強(qiáng)度混凝土回彈值小，高強(qiáng)度混凝土回彈值大。
　　2、超聲回彈綜合法檢測(cè)原理：
　　超聲回彈綜合法是超聲法檢測(cè)和回彈儀測(cè)量的綜合，是先利用超聲儀測(cè)定超聲波在混凝土構(gòu)件中的傳播時(shí)間t并計(jì)算出超聲波在混凝土中的聲速值v，然后利用回彈法測(cè)定混凝土表面硬度即回彈值R，同時(shí)根據(jù)回彈值R和聲速值v來(lái)推定混凝土強(qiáng)度f(wàn)cu。由于超聲聲速值反映了混凝土的內(nèi)部密實(shí)度，而且混凝土強(qiáng)度的不同，其結(jié)構(gòu)密實(shí)度也不同，鑒于混凝土的強(qiáng)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(qiáng)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(lái)對(duì)超聲聲速和回彈值有影響的因素，沒有原來(lái)單一方法時(shí)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(cè)試精度。
　　三、方法采用現(xiàn)狀的區(qū)別
　　1、回彈法在我國(guó)的使用歷史比較久遠(yuǎn)，長(zhǎng)達(dá)40年，我國(guó)在回彈法檢測(cè)混凝土強(qiáng)度方面發(fā)展的也較為成熟。國(guó)外在使用回彈法時(shí)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(qiáng)度數(shù)值。而我國(guó)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(wèn)題。因此回彈法在我國(guó)的使用越來(lái)越廣泛。不但制定了回彈法檢測(cè)技術(shù)規(guī)程，同時(shí)還形成了國(guó)家統(tǒng)一測(cè)強(qiáng)曲線。回彈法統(tǒng)一測(cè)強(qiáng)曲線經(jīng)過(guò)15年使用，效果較好。而且經(jīng)過(guò)一些省市驗(yàn)證，驗(yàn)證平均相對(duì)誤差及相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)差均能滿足要求。同時(shí)我國(guó)已經(jīng)頒布了《回彈法檢測(cè)高強(qiáng)混凝土強(qiáng)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(zhǎng)齡期混凝土的強(qiáng)度檢測(cè)。我國(guó)曾經(jīng)兩次頒布回彈法檢測(cè)技術(shù)規(guī)程。這也從另一方面說(shuō)明了回彈法在我國(guó)的使用還是比較成功的。盡管如此，我們并不能以此來(lái)代替試塊去評(píng)定混凝土強(qiáng)度。只有符合規(guī)程規(guī)定的條件才能使用回彈法檢測(cè)，并且檢測(cè)結(jié)果只能作為處理混凝土質(zhì)量問(wèn)題的一個(gè)依據(jù)。2、超聲回彈綜合法
　　我國(guó)對(duì)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(cè)混凝土強(qiáng)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(guó)統(tǒng)一測(cè)強(qiáng)曲線，統(tǒng)一測(cè)強(qiáng)曲線綜合全國(guó)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(guò)試驗(yàn)所得，因而具有較廣的使用范圍。同時(shí)有資料表明，它也適用于檢測(cè)碳化深度較大的長(zhǎng)齡期混凝土，也適用于高強(qiáng)混凝土的強(qiáng)度檢測(cè)，而且檢測(cè)精度均能滿足要求。尤其是對(duì)于高強(qiáng)混凝土，其性能指標(biāo)比較復(fù)雜，運(yùn)用單一方法很難全面反映混凝土的質(zhì)量。綜合國(guó)內(nèi)外工程實(shí)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(qiáng)度無(wú)損檢測(cè)技術(shù)的一個(gè)重要發(fā)展方向。我國(guó)在混凝土強(qiáng)度無(wú)損檢測(cè)方面已經(jīng)取得了一定成效，但是其中也存在不足，是對(duì)于碳化深度大于6mm的老混凝土的檢測(cè)，雖然一些資料表明超聲回彈法對(duì)其適用，而且專用測(cè)強(qiáng)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(qiáng)度檢測(cè)中的完全推廣還有一段距離。
　　四、檢測(cè)方法優(yōu)、劣勢(shì)特點(diǎn)：
　　1、普通回彈法具有成本低廉；儀器小，攜帶方便；對(duì)結(jié)構(gòu)沒有損傷；操作簡(jiǎn)便，檢測(cè)速度快，可以大面積檢測(cè)的優(yōu)點(diǎn)，但只能反映回彈值（和碳化深度）與強(qiáng)度的關(guān)系，而沒有考慮與強(qiáng)度相關(guān)的其他因素；由于測(cè)強(qiáng)曲線的差異，強(qiáng)度檢測(cè)評(píng)定時(shí)準(zhǔn)確性有時(shí)很難保證；對(duì)混凝土內(nèi)部質(zhì)量如孔洞、裂縫、疏松等則無(wú)任何反映；由于操作人員、實(shí)驗(yàn)條件等因素的影響，導(dǎo)致回彈值的隨機(jī)性較大，進(jìn)而會(huì)造成較大的誤差。
　　2、超聲回彈綜合法具有操作簡(jiǎn)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(cè)精度。但有時(shí)檢測(cè)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(diǎn):
　　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(duì)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(zhǎng)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(lái)測(cè)定混凝土強(qiáng)度就可以部分減少齡期和含水率的影響。
　　b.彌補(bǔ)相互不足
　　一個(gè)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(guò)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(lái)反映混凝土的強(qiáng)度，當(dāng)混凝土強(qiáng)度較低，塑性變形較大時(shí)，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(shí)，就很難反映結(jié)構(gòu)的實(shí)際強(qiáng)度。超聲聲速是以整個(gè)斷面的動(dòng)彈性來(lái)反映混凝土強(qiáng)度，而強(qiáng)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(qiáng)度變化的幅度也不大，其微小變化往往被測(cè)試誤差所掩蓋，所以對(duì)于強(qiáng)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(cè)定混凝土強(qiáng)度，既可內(nèi)外結(jié)合，又能在較低或較高的強(qiáng)度區(qū)間相互彌補(bǔ)各自的不足，能夠較全面地反映結(jié)構(gòu)混凝土的實(shí)際質(zhì)量。
　　c.提高測(cè)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(duì)提高無(wú)損檢測(cè)混凝土強(qiáng)度的精度，具有明顯的效果。
　　五、現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)
　　對(duì)某工地的試塊采用三種無(wú)損檢測(cè)方法進(jìn)行測(cè)試，其中包括回彈法、超聲回彈綜合法、超聲法測(cè)試，然后將試件用壓力機(jī)進(jìn)行破壞試驗(yàn)。見表一立方體試件對(duì)比試驗(yàn)結(jié)果。
　　表一立方體試件對(duì)比試驗(yàn)結(jié)果
　　試塊編號(hào) 測(cè)定強(qiáng)度f(wàn)cu(MPa) 偏差e(%)
　　　　注：e=fcu-f試塊/f試塊
　　通過(guò)從表1所列出的各種數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)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(yàn)結(jié)果偏差并不大，能比較全面的反應(yīng)混凝土的強(qiáng)度，準(zhǔn)確性和測(cè)試精度比單一的回彈法要高的多。
　　六、結(jié)語(yǔ)
　　綜上所訴：采用超聲回彈綜合法現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)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。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(cè)試誤差小，適用范圍寬，是目前無(wú)破損檢測(cè)混凝土構(gòu)件強(qiáng)度最有效的方法之一。但無(wú)論是對(duì)于新、老混凝土還是高強(qiáng)混凝土的檢測(cè)，或是采用綜合法、或是采用普通法，檢測(cè)精度仍然是至關(guān)重要的問(wèn)題，所以解決精度問(wèn)題依然是無(wú)損檢測(cè)技術(shù)在我國(guó)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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