回彈法檢測定長齡期混凝土抗壓強度試驗研究

信宜市建設工程安全監督站 廣東信宜 525300

摘要：因為受到作用力以及自然環境因素的影響，混凝土結構會由于使用時間的增長慢慢地出現使用質量下降的情況，使用超聲回彈法可以在不破壞混凝土結構和使用性能的情況下準確地檢測混凝土的現強度。本文闡述了在實驗室內使用超聲回彈法測定加速碳化混凝土試件強度的方法和計算。

關鍵詞：超聲回彈；測試；強度；碳化深度

引言

進入21世紀以來，我國的經濟得到了飛速的增長，建筑行業的發展尤為迅猛，這直接使得建筑技術和材料隨之發展完善。但是，混凝土結構隨著使用時間的增長會質量會下降，影響了建筑的安全性，因此如何檢測混凝土的強度成為了人們需要解決的問題。下面就此進行實驗研究分析。

1試件的標準養護

制備完成的試件靜置24h后拆模，然后將各組的試件放入標準養生室內養護28d。同一強度等級的試件在同一天制備完成、同時進行標準養生。

2試件人工加速碳化

具體操作步驟按照《普通混凝土長期性能和耐久性能試驗方法標準》（GB/T50082-2009）中關于碳化試驗的規定進行：

2.1碳化前的準備工作

（1）試件標準養生28d后，從標準養生室取出，放入烘箱，在60℃下烘48h。

（2）經烘干處理后的試件，做以下準備工作后，再放入碳化箱：

①取澆注面以外的兩個相對的側面作為測試面α（以下簡稱α，是碳化試驗中的暴露面、超聲測試面、回彈測試面、抗壓強度測試面和劈裂面）。余下的4個表面用加熱的石蠟予以密封，以保證二氧化碳以一維的方式進入試件內部；

②在暴露對面α上畫出間距10mm的碳化深度的測量線。

（3）經過處理的試件放入碳化箱內的支架上，試件之間至少保持50mm以上的間距。

2.2試件加速碳化

試件進入碳化箱后，密封碳化箱，人工加速碳化開始。每隔一定時期觀測碳化箱儀表讀數顯示的二氧化碳濃度、溫度、濕度，控制箱內二氧化碳濃度保持在（20±3）%范圍內、溫度保持在（20±2）℃范圍內、濕度保持在（70±5）%范圍內。

3試件測試

在碳化時間達到3d、7d、14d和28d時，分別從碳化箱中取出預設組數的試件，除去表面石蠟后進行各項測定。

3.1超聲測量

具體操作步驟按照《超聲回彈綜合法檢測混凝土強度技術規程》（CECS02：2005）中附錄A的規定進行：

在試件測試面上標示超聲測點

在α上分別畫出相對應的3個測點（可反映試塊在澆注方向上的上、中、下的質量情況），對應位置的測點在同一水平高度上，如圖1。

（2）測量試件的超聲測距

采用鋼板尺，測量兩測試面的垂直距離，其平均值為測點的超聲測距值l1、l2、l，精確至1.0mm。

（3）測量試件的聲時值

在試件測試對面α的對應測點位置涂抹黃油，使超聲儀的發射和接收探頭能良好的耦合在對應測點上（即超聲測試采用對測方式）。逐點測讀聲時讀數t1、t2、t3，精確至0.1μs。

（4）計算聲速值

分別計算3個測點的聲速值vi，混凝土中聲速代表值v按下式計算：

（1）

式中：v—試件混凝土中聲速值，精確至0.01km/s；

li—第i個測點的超聲測距，mm；

to—聲時初讀數，μs；

ti—第i個測點混凝土中聲時讀數，μs。

3.2回彈測量

具體操作步驟按照《超聲回彈綜合法檢測混凝土強度技術規程》（CECS02：2005）中附錄A的規定進行：

（1）整理條件

擦試干凈測試對面α上的黃油，將α面向外置于壓力機上下承壓板之間，然后加壓至30～50kN并保持此壓力，使試件在加荷的應力狀態下進行回彈值測量。

（2）測量試件的回彈值

在超聲測量的超聲波發射面和接收面各測8點的回彈值，共16點，精確至1。測點布置宜均勻，且應滿足相鄰兩側點的間距一般不小于30mm，測點距試件邊緣不小于50mm，不能彈擊有氣孔、外露石子或明顯質量不均的位置，同一測點只允許彈擊一次，測點布置如圖1。應始終保持回彈儀的軸線垂直于混凝土測試對面α（即回彈測試采用水平測試）。

（3）計算回彈值

將16個回彈值中的3個最大值和3個最小值剔除，取余下的10個有效回彈值計算回彈代表值R，按下式計算：

（2）

式中：R—測區回彈代表值，取有效測試數據的平均值，精確至0.1；

Ri—第i個測點的有效回彈值。

圖1 超聲、回彈測點布置圖

3.3抗壓強度

具體操作步驟按照《普通混凝土力學性能試驗方法標準》（GB/T50081-2002）中關于抗壓強度試驗的規定進行：

回彈值測試完畢后，卸荷將α放置在壓力機下壓板正中，試件中心應與試驗機下壓板中心幾何對中。壓力試驗機在試驗過程中應以11.25～18KN/s連續均勻地加荷；當試件出現明顯裂縫開始急劇變形時，停止試驗機油門，緩慢回油，記錄試件破壞時的極限荷載（即試件的破壞荷載），精確至0.1MPa，混凝土立方體試件抗壓強度按下式計算：

fcc=FA （3）

式中：fcc—混凝土立方體抗壓強度，MPa；

F—試件破壞荷載，N；

A—試件承壓面積，mm。

3.4碳化深度

具體操作步驟按照《普通混凝土力學性能試驗方法標準》（GB/T50081-2002）中關于劈裂抗拉強度試驗的規定進行：

（1）劈裂破型

試件的立方體抗壓強度測試完畢后，卸荷，在試件中部劃出劈裂面位置線。在上、下壓板與試件之間墊以圓弧形墊塊及墊條各一條，墊塊與墊條應與試件上、下面的中心線即劈裂面位置線對準。壓力試驗機在試驗過程中以1.25～18KN/s連續均勻地加荷，至試件接近破壞時，應停止調整試驗機油門，直至試件破壞。測試僅為獲得試件正中部的劈裂破壞面，因此不需要記錄破壞荷載。

（2）測量碳化深度

具體操作步驟按照《普通混凝土長期性能和耐久性能試驗方法標準》（GB/T50082-2009）中關于碳化試驗的規定進行：

將劈裂破型所得試件刷去斷面上殘存的粉末，噴上濃度為1%的酚酞酒精溶液（酒精溶液含20%的蒸餾水）。約經30s后，按事先標劃碳化深度測量線測出各點碳化深度。碳化深度測量應精確至0.5mm。

混凝土試件在各試驗齡期的平均碳化深度為：

（3.4）

式中：—試件碳化t天后的平均碳化深度，精確至0.1mm；

di———各測點的碳化深度，mm；

n———測點總數。

4 結語

總的來說，混凝土結構老化情況較快，要及時對其進行強度檢測，才能保證建筑處于良好的使用狀態。使用超生回彈法來對長齡期的混凝土結構的強度進行檢測，不僅不會破壞混凝土的結構，而且方便、快速、有效且準確，是混凝土結構強度檢測的好方法，值得我們推廣應用。

參考文獻：

[1]超聲回彈綜合法檢測混凝土強度技術規程（CECS02：2005）.中國工程建設標準化協會標準.

[2]普通混凝土力學性能試驗方法標準（GB/T50081-2002）[S].