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高强混凝土回弹法及超声回弹综合法的测强技术研究 张荣成　邱　平 　　［摘要］　介绍回弹法、超声回弹综合法检测高强混凝土强度的技术开发过程及其测强的基本原理，给出了回弹法和超声回弹综合法检测高强混凝土的测强曲线。解决了现有2.207J回弹仪不适用于检测C60及其以上强度等级混凝土强度的问题。　　［关键词］　高强混凝土　回弹法　超声回弹综合法　强度检测　试验研究　　目前我国检测混凝土强度方面的标准有：《回弹法检测高强混凝土强度技术规程》(建研院企标)、《超声回弹综合法检测混凝土强度技术规程》(CECS 02∶88)等。但是，当前施工现场确认结构混凝土强度质量的无损检测技术只能适用于50MPa以下强度的混凝土，而对于50MPa及其以上强度的混凝土强度检测方面则无能为力。经过国外技术文献检索发现，高强混凝土的无损检测技术在世界上也是一个尚未解决的问题。因此，我们针对高强混凝土进行了回弹法及超声回弹综合法检测强度的试验研究。1　试验概况 图1　回弹仪的构造 1.1　试验装置　在超声波试验中，我们采用了UTA2000A型非金属超声探测仪。最初曾采用标准回弹仪(2.207J)进行了回弹试验，结果发现回弹值与混凝土强度之间离散性很大，针对这种情况我们专门研制开发了新型回弹仪，开发的宗旨是仪器要适用于高强混凝土检测，又不要象重型回弹仪那样耗费体力。经过多次反复试制决定采用GHT450型回弹仪(现已成为专利产品)进行高强混凝土测试强度试验。回弹仪构造见图1。 1.2　试件　试件混凝土强度等级为C50、C60、C70、C80。试件尺寸为边长150mm的立方体。为模拟现场施工情况采用自然养护。2　回弹法的基本原理及试验结果分析　　回弹法是用一弹簧驱动的重锤，通过弹击杆弹击混凝土表面，并测出重锤被反弹回来的距离，以回弹值作为与强度相关的指标，来推定混凝土强度的一种方法。回弹法测定混凝土强度的基本依据，就是回弹值与混凝土抗压强度之间的相关性。其相关关系一般以经验公式或基准曲线的形式来确定。　　试验步骤如下：在试件成型底面、顶面、侧面各回弹16次→记录每一次回弹值→回弹试验结束后马上进行抗压试验并记录抗压试验结果→测量碳化深度。数据处理时，考虑到回弹测点刚好处于石子或气孔上的情况，将最大和最小的3个值剔除后，把余下的10个数据进行平均，作为该试件的回弹值。通过对250组共4500个数据采用各种曲线形式回归分析得到如下结果(表1)。 表1　测试数据回归分析结果 序号 曲线公式 相关系数γ 相对标准差er(%) 平均相对误差δ(%) 1 fccu=a+b*Ra=-29.9,b=1.5521 0.5704 12.22 9.88 2 fccu=a*Rba=0.1141,b=1.5413 0.5682 12.35 9.88 3 fccu=a+b*R+c*R2 0.5705 12.22 9.88 4 fccu=a+b*log(R)a=-304.5,b=206.84 0.5696 12.23 9.88 　　注：fccu为测区混凝土强度换算值；R为测区平均回弹值；a、b、c为回归系数　　从上面结果可以看出，各公式之间的精度基本相同，相比之下第3号曲线公式精度略微高一点。测试数据分布情况与测强曲线如图2所示。试验时试件强度在36.0～85.0MPa之间。 图2　回弹值与混凝土抗压 强度之间的关系　　试验中发现，高强混凝土在成型后，强度增长速度很快。在常温下(20～25℃)，24h强度可达到30～40MPa。10d左右即可达到强度设计值。为了了解在较大强度变化范围内的回弹值与强度之间的关系，在试件成型后24h即开始(即脱模时)进行试验。 　　经过试验总结归纳，我们认为回弹法检测高强混凝土可以采用如下形式的计算公式。 fccu=-8.7+0.82R+0.00629R2 式中：fccu精确至0.1MPa；R精确至0.1。　　结构混凝土检测步骤、数据处理办法及混凝土强度推定，可按标准《回弹法检测高强混凝土强度技术规程》(建研院企标)的要求进行。3　超声回弹综合法测试强度试验结果分析　　对于混凝土强度这种多要素的综合指标来说，它与许多因素有关，用单一的检测方法全部反映这些要素是比较困难的。国内外对于综合法检测混凝土强度虽然有过许多提案，但是经过多年工程实践证明，当数超声回弹综合法的应用最为成功。根据这种情况，并为了弥补我国《超声回弹综合法检测混凝土强度技术规程》(CECS02∶88)不适用于高强混凝土(大于60MPa以上的混凝土)测强的欠缺，采用超声和回弹相结合的办法，对高强混凝土测强进行了试验研究。 图3　测点布置示意 考虑到高强混凝土强度增长迅速的特点，在浇注混凝土后24h开始进行试验。试块声时测量，取试块浇注方向的侧面为测试面，并用