超声回弹综合法检测桥梁结构混凝土抗压强度的应用和体会

超声回弹综合法检测桥梁结构混凝土抗压强度的应用和体会

王玺

甘肃恒石公路检测科技有限公司甘肃兰州730070

摘要：本文根据作者多年来从事公路工程交工验收前的质量检测工作，对结构混凝土抗压强度检测的经验，结合国道316线某某工程某桥梁工程交工验收前的质量检测为实例，简要介绍了超声回弹综合法在桥梁结构混凝土强度检测中的应用，回弹法能够进行无损检测，具有操作简单、成本较低的优势，所以值得推广。总结了检测中应注意的事项和应对措施，从测区布置、现场检测、回弹值的测量与计算、混凝土强度的推定等多个方面进行阐述。本文根据作者多年来使用超声回弹综合法检测混凝土抗压强度的实践，谈一些本人的看法和认识，供同行参考。

关键词：超声回弹综合法；混凝土抗压强度；回弹值；声速值

1、概述

在桥梁结构工程检测中，混凝土强度的评定是其中一项重要的内容。现场检测混凝土强度的非破损检验方法，主要有回弹法、超声法、超声回弹综合法，混凝土强度评估作为整个建筑工程质量评估的重要组成部分，是建筑工程项目管理的重点。在混凝土强度现场检测的过程中，包括核心算法、回弹法以及超声回弹法等等。回弹法因为设备简单检测技术容易掌握，成本较低，所以能够在混凝土抗压检测中发挥良好的效能，为此必须要加强对于回弹法检测混凝土抗压强度的质量和水平保证，检测的结果更加的真实可靠，只有这样才能够提高。工程项目建设的整体质量与水平。回弹值的测定是以结构混凝土表面的回弹值为依据的，当结构混凝土表面质量和内部质量有差异时，或者混凝土使用的原材料与规程不同时，测试结果误差较大。

2、超声回弹综合法应用

以国道316线分茶路地震灾后恢复重建工程中某桥梁工程交工验收前的质量检测为实例，简述用超声回弹综合法检测混凝土抗压强度的应用。

2.1主要仪器和设备

（1）NM-4B超声波检测仪2台

（2）ZC3-A混凝土回弹仪3台

（3）钢卷尺2把

回弹仪作为回弹法检测最主要的设计，通过在标准状态下回弹产生的结果进行分析，能够有效的判断混凝土的抗压强度，但是在使用回弹仪的过程中，必须要加强对于回弹仪的正确校准和维护，在现场检测的过程中通过特殊的回弹仪进行判断，如果在检测时发现回弹仪的回弹值存在异常则必须要及时的进行解决，否则很有可能造成回弹仪检测结果存在问题[1]。

2.2被测构件及检测数量确定

在采用回弹法检测的过程中，最主要的就是对14-1000天左右抗压强度的普通混凝土进行检测并不适用于表面或者内部存在明显差异的混凝土构件缺陷检测通过回弹法检测的适用范围能够明确，必须要在工程项目施工的过程中采用回弹法，只有这样才能够保证检测结果的有效性。

该桥上部结构为5-13m预应力混凝土空心板，每孔选一块板作为一个检测单元，共设五个检测单元。墩台总数为6个，抽检其中2个墩台，共2个检测单元。

2.3测区布置

针对该桥，空心板只有一个表面（底面）可供检测，故对选定的空心板底面布置10个测区，在每个测区回弹值测试布置16个测点，超声测试布置3个测点。

2.4现场检测

在采用回弹法进行检测的过程中，最主要的就是对构建的批量检测进行抽检一般来说抽检的数量不能够少于同批次构件总数的30%，而且测区也必须超过100，通过随机抽检的方式检测总数必须要以超过30%为主，这样也能够有效解决背景剪的构件数量过多的问题，另外由于构建社区的规定规程，能够将原规程中构件的长度和高度进行统一的处理，通过这样的方式能够确保其他的检测区符合相关标准，但不能低于五个，一般来说在民用建筑中可以有效应用。在每个测区先进行回弹值测试，后进行超声值测试[2]。

2.5回弹值的测量与计算

回弹法主要通过对于混凝土表面硬度来推算其抗压强度，所以整个测量的过程非常的简便高效。在回弹仪标准测试的过程中，冲击能量必须为2.207j，是指系统可以利用指针直读式，通过删去原有规程中采取其他是指系统的冲击能量回弹仪。计算测区平均回弹值时,应从该测区两个相对测试面的16个回弹值中,剔除3个最大值和最小值,然后将余下的10个回弹值按下列公式计算:

2.6超声声速值的测量与计算

在采用回弹法检测混凝土抗压强度时必须要保证龄期为14-1000天左右，也就是说如果混凝土的龄期超过1000天之后则检测结果失效，所以在实际工程测试过程中，最主要的就是加强对混凝土龄期进行控制，但是由于大多数的委托单位对规程不够熟悉，部分的检测人员也没有对工程进行实时的测量，所以导致依然采用规程评定超龄期的混凝土抗压强度[3]。

2.6.1测区声速应按下列公式计算:

(3)当结构或构件中测区数不少于10个或按批量检测时：

3、超声回弹综合法检测时应注意的事项

（1）注意回弹法检测的适用条件：适用于工程结构中龄期为14～1000天、抗压强度为10～60MPa的普通混凝土抗压强度的检测，不适用于表层与内部质量有明显差异或内部存在缺陷的混凝土构件的检测。

（2）回弹仪的技术要求：要使用处于标准状态的回弹仪，通常认为回弹仪在洛氏硬度HRC为60±2的钢砧上的率定值为80±2，就是合格的回弹仪，其实这种观点是片面的，回弹仪是否处于标准状态对回弹的结果影响非常大，所以我们必须按规程要求对回弹仪进行保养和检定。另外在现场检测时，要带一支专用的回弹仪，这专用的回弹仪就是新买回来检定合格后，平时不用，当其他回弹仪在检测过程中发现回弹值异常时，就用专用的回弹仪对回弹值异常的结构或构件重新检测，通过这种方法可以消除因仪器问题造成的误判[4]。

（3）测区的分布：测区的表面应干燥、清洁、平整，测区在结构或构件上均匀分布，在受力部位及薄弱部位必须布置测区。柱身受力一般两端大，中间小，梁中间部位截面上部受压下部受拉，梁两端四分之一范围剪力较大，上部受拉，如果按照规程要求在构件上均匀分布测区，一般情况下都可以覆盖构件的受力及薄弱部位。但是在现场的检测中，一些检测人员为了检测方便，对测区的分布随意，或将测区全部布置在结构或构件的局部，造成回弹结果没有代表性，降低了混凝土强度推定值的保证率。

（4）超声测试时要保证换能器与被测混凝土表面耦合良好，同时测试测距的量测要准确。

（5）回弹值测量：检测时，回弹仪的轴线应始终垂直于结构或构件的混凝土检测面，缓慢施压，准确读数，快速复位。测点宜在测区范围内均匀分布，相邻两测点的净距一般不小于20mm。对一些打磨得比较深，石子都已经外露的，测点要避开外露的石子。回弹仪的操作，表面看很简单，但实际操作中，很多是不规范的，特别是检测混凝土梁板板底面时，有些人由于手部力量不足，回弹仪的轴线与混凝土检测面不能保持垂直，从而造成误差。检测混凝土侧面或表面时，操作者往往会将回弹仪快速地冲向检测面，使回弹仪内部结构受外力冲击，造成回弹仪使用寿命缩短，正确的方法是将回弹仪的弹击杆贴住检测面，然后缓慢施压，读数后快速复位[5]。

（6）由于在混凝土制备过程中，会受到空气中的二氧化碳造成混凝土表面产生硬度非常高的二氧化钙，这样也就会造成混凝土表面的回弹值增大，导致抗压强度测试不准确。在回弹法检测的过程中，如果碳化深度必须要进行修正，这样才能够提高检测的精准度，由于我国主要根据混凝土碳化的深度来判断混凝土检测的曲线，为此碳化深度值的特区也能够直接影响混凝土强度的判断，在碳化深度测试开始之前，最主要的就是对粉饰装修面进行全面的分析，如果在测试过程中碳化深度出现一片红的情况，则表明碳化深度为零，而在受到装修成碱性的影响，必须要加强对于测试孔的观察。

一般不要在两块模板的接缝处测量，因为该处在捣制混凝土的时候，会出现漏浆现象，造成局部的水灰比变小，表面的气孔也减少，表面强度增加，碳化值减少，原则上不要使用冲击钻打孔，因为冲击钻高速旋转的钻头，将里面没有碳化的粉末，摩擦到已经碳化的混凝土上，造成清孔困难，碳化界面不清，影响测量准确度。建议用锤凿打孔，三次以上，并取其平均值。碳化深度值的测量准确与否，对混凝土强度推定值影响非常大，测量时一定要认真仔细。

（7）在采用回弹法进行混凝土抗压强度检测的过程中，由于相关的检测人员没有严格按照规范的操作进行检测存在敷衍了事的情况，这样也会给混凝土抗压强度的检测造成一定的影响，导致回弹质量无法保障[6]。

上述几个检测时应注意的事项，对回弹法检测混凝土抗压强度的准确度影响较大，检测人员应严格按照规程操作，尽量将人为误差降到最低。对检测强度达不到设计要求且碳化值较大的混凝土，一般要求用砂轮将表面的碳化层打磨掉，再进行回弹，或者用钻芯的方法对混凝土强度换算值进行修正。

4、结语

综上所述，回弹法检测混凝土抗压强度的准确度受多种因素影响，在检测过程应多加注意和研究。我们要灵活地运用综合检测的方法，真实准确的评价混凝土的强度，为公路工程的质量监控和安全使用提供科学的依据。

参考文献

[1]石为斌.超声回弹综合法检测桥梁结构混凝土强度的应用研究[J].交通世界(建养机械),2010(04):116-117.

[2]杨允泉.超声回弹法在检测桥梁中的技术应用研究[J].黑龙江交通科技,2015,38(10):82-83.

[3]罗平.超声回弹综合法检测桥梁结构混凝土强度应用研究[J].工业B,2015（38）:78-78.

[4]刘英，胡逸家.回弹法和超声回弹综合法检测混凝土强度在工程建设中的应用[J].工程质量,2014(z2):444-448.

[5]邓旭华.超声回弹综合法在钢筋混凝土拱桥路面结构检测中的应用[J].混凝土,2004(04):56-58.

[6]项烨.桥梁结构混凝土强度分析中超声回弹综合法的应用探讨[J].四川水泥,2015(02):316+66.

作者简介

王玺（1984年—）男，汉族，甘肃兰州人，大学本科，工程师，主要从事公路工程试验检测的工作。