回彈法與超聲回彈綜合法的實用對比

蔣新華

（湖南省水利水電勘測設(shè)計研究總院　　長沙市　410007）

回彈法與超聲回彈綜合法的實用對比

蔣新華

（湖南省水利水電勘測設(shè)計研究總院長沙市410007）

在本地區(qū)常見的混凝土等級范圍內(nèi)，使用統(tǒng)一測強(qiáng)曲線的回彈法和超聲回彈綜合法兩者測強(qiáng)結(jié)果進(jìn)行對比，超聲回彈綜合法比回彈法更為準(zhǔn)確。

回彈法超聲回彈綜合法混凝土無損檢測

1 概　述

混凝土強(qiáng)度檢測是水利工程質(zhì)量檢測的重要內(nèi)容。對于已經(jīng)建成的混凝土結(jié)構(gòu)，檢測其強(qiáng)度，通常使用的有鉆芯法和無損檢測法。回彈法和超聲回彈綜合法（本文以下簡稱綜合法）是混凝土強(qiáng)度無損檢測方法中使用最為普片的兩種方法。但是，他們不與抗壓強(qiáng)度的定義關(guān)聯(lián)，只是一種強(qiáng)度“表象”的反映，它們的測強(qiáng)準(zhǔn)確度不穩(wěn)定。規(guī)程中建議建立地區(qū)專用測強(qiáng)曲線或者用鉆心法修正等措施，但建立地區(qū)測強(qiáng)曲線是一項長期而艱巨的任務(wù)，要長時間采集大量的試驗數(shù)據(jù)，因此少有建立專用曲線。所以，無損檢測通常都采用“統(tǒng)一測強(qiáng)曲線換算+鉆芯修正”。鉆芯法本質(zhì)上是一種按“抗壓強(qiáng)度”的定義來測定混凝土強(qiáng)度的檢測方法，其結(jié)果是最客觀的，混凝土質(zhì)量驗收規(guī)程中明確其檢測結(jié)果可作為驗收評價依據(jù)。但是，對于一些尺寸較小，部位特殊的混凝土受力構(gòu)件，鉆心法是不能適合使用的，很容易造成結(jié)構(gòu)破壞。因此，這種情況下只能采用無損法進(jìn)行檢測。

統(tǒng)一測強(qiáng)曲線下的回彈法和綜合法的準(zhǔn)確度如何，其實一直是比較有爭議的，下面以湖南地區(qū)新建水利工程中收集的數(shù)據(jù)，來給回彈和綜合法測強(qiáng)結(jié)果進(jìn)行一個比較，通過比較我們能夠了解這兩種無損測強(qiáng)法在本地區(qū)的“表現(xiàn)”。

2 回彈法和超聲回彈綜合法的測強(qiáng)結(jié)果實例對比

我們收集了2012～2016年湖南省內(nèi)混凝土具有較強(qiáng)地區(qū)代表性的一些新建工程項目，包括長沙綜合樞紐、土谷塘航電樞紐、汨羅濱江攔河閘、莽山水庫等項目。把這些項目檢測試驗的結(jié)果數(shù)據(jù)按照C15、C20、C25、C30、C40和C50這6個常見的混凝土強(qiáng)度等級進(jìn)行整理，分別將“回彈法”和“綜合法”兩種無損測強(qiáng)法的檢測成果與鉆芯強(qiáng)度值進(jìn)行比較。

“回彈法”和“綜合法”的操作程序嚴(yán)格依據(jù)時效版JGJ/T23和CECS02兩個技術(shù)規(guī)程執(zhí)行，強(qiáng)度換算采用規(guī)程中“全國統(tǒng)一測強(qiáng)曲線”公式進(jìn)行換算。回彈儀使用ZC3-A中型回彈儀，聲波儀采用ZBLU520型，芯樣采用Φ100mm，高徑比1∶1的標(biāo)準(zhǔn)加工，并盡量保留無損測試面。

將每個等級的混凝土測強(qiáng)對比數(shù)據(jù)圖形化得到6個趨勢曲線圖（圖1～圖6）。

3 回彈法和超聲回彈綜合法測強(qiáng)結(jié)果對比分析

采用偏差值和偏差量這兩個數(shù)字來量化兩種無損測強(qiáng)法的準(zhǔn)確度。將每種無損檢測換算值與對應(yīng)芯樣強(qiáng)度值之差定義為該種無損檢測的偏差值，其平均值為平均偏差值。將每個偏差值與對應(yīng)芯樣強(qiáng)度值之百分比定義為偏差量。其平均值為該種檢測方法的平均偏差量。

圖1　C15等級混凝土測強(qiáng)結(jié)果趨勢曲線圖

圖3　C25等級混凝土測強(qiáng)結(jié)果趨勢曲線圖

圖5　C40強(qiáng)度等級混凝土測強(qiáng)結(jié)果趨勢曲線圖

經(jīng)過對6個強(qiáng)度等級的混凝土測強(qiáng)數(shù)據(jù)的計算，得出附表中兩種無損測強(qiáng)法的平均偏差值和平均偏差量，將兩種數(shù)據(jù)圖形化可以更形象地看出其趨勢（附表、圖7圖8）。

附表　　本地區(qū)常見等級混凝土回彈法與綜合法測強(qiáng)平均偏差量計算結(jié)果表

圖2　C20等級混凝土測強(qiáng)結(jié)果趨勢曲線圖

圖4　C30等級混凝土測強(qiáng)結(jié)果趨勢曲線圖

圖6　C50強(qiáng)度等級混凝土測強(qiáng)結(jié)果趨勢曲線圖

圖7　兩種無損法測強(qiáng)結(jié)果平均偏差值趨勢曲線圖

圖8　兩種無損法測強(qiáng)結(jié)果平均偏差量趨勢曲線圖

通過觀察和比較本地區(qū)的回彈法和綜合法這兩種無損測強(qiáng)方法的“平均偏差值”和“平均偏差量”，我們總結(jié)出以下兩點：

（1）在同一測區(qū)，回彈法測強(qiáng)結(jié)果通常是偏大。

在回彈測強(qiáng)結(jié)果的偏大應(yīng)該與測強(qiáng)曲線地區(qū)差異等因素有關(guān)，這也就是規(guī)范推薦優(yōu)先使用“專用曲線”的原因。

（2）綜合法測強(qiáng)結(jié)果有偏大也有偏小，但在C20～C40之間等級的混凝土測強(qiáng)總體偏差不大，準(zhǔn)確度較高。

統(tǒng)一測強(qiáng)曲線是在標(biāo)準(zhǔn)工藝下制作的混凝土試件測試結(jié)果，而工程實際中混凝土與標(biāo)準(zhǔn)工藝混凝土有區(qū)別，雖然強(qiáng)度一致，但內(nèi)部情況有區(qū)別，比如內(nèi)部含水量有區(qū)別，強(qiáng)度等級越低的混凝土，檢測時工程環(huán)境下的內(nèi)部含水量比標(biāo)準(zhǔn)工藝混凝土低得越明顯，混凝土中含水量雖小，但對聲速有正影響，這導(dǎo)致工程環(huán)境中的低強(qiáng)度混凝土聲速要比標(biāo)準(zhǔn)工藝下混凝土的聲速偏低，因此造成低強(qiáng)度等級混凝土換算強(qiáng)度偏低。

C50等高強(qiáng)度級別的混凝土測強(qiáng)結(jié)果偏大，原因是我們檢測的這個級別的混凝土通常為鋼筋高度密集的構(gòu)件，鋼筋對聲速值有偏大的影響。

4 結(jié)　論

通過對比，在本地區(qū)常見的混凝土等級范圍內(nèi)，回彈法和超聲回彈綜合法兩種混凝土無損測強(qiáng)法按照其統(tǒng)一測強(qiáng)曲線換算，后者測強(qiáng)結(jié)果總體偏差較小，實用性更強(qiáng)，因此，在沒有專用曲線或無法鉆芯修正的情況下，建議參考超聲回彈綜合法的測強(qiáng)結(jié)果。

蔣新華（1981-），男，大學(xué)本科，工程師，主要從事水利工程質(zhì)量檢測工作。

（2016-08-05）