關(guān)于超聲回彈綜合法檢測墻體材料的強(qiáng)度探究

張 潁

(合肥工大共達(dá)工程檢測試驗有限公司,安徽 合肥 230009)

0 引 言

墻體是建筑的重要組成部分，在普通房屋建筑之中，墻體重量會占建筑總重量的一半以上。墻體材料質(zhì)量關(guān)系到建筑結(jié)構(gòu)的安全，因此采用有效的方法，檢測墻體材料的強(qiáng)度至關(guān)重要。

1 超聲波回彈綜合法對混凝土空心小砌塊強(qiáng)度的檢測

現(xiàn)階段，在建筑工程施工中，混凝土空心小砌塊的應(yīng)用十分頻繁，其外形尺寸為390 mm×190 mm×190 mm，砌塊厚度為3 cm，其重量為1 000 kg/m3，吸水率≤10%，干縮率≤0.37 mm/m。

某研究機(jī)構(gòu)依據(jù)《超聲回彈綜合法檢測混凝土強(qiáng)度技術(shù)規(guī)程》，通過超聲波回彈綜合法的使用，對混凝土空心小砌塊強(qiáng)度進(jìn)行檢測。其具體檢測流程如下所述：

(1)超聲波回彈綜合法是指使用回彈儀和超聲儀，對墻體材料的聲時值和回彈值進(jìn)行測量，然后結(jié)合已有公式，實現(xiàn)對材料強(qiáng)度的準(zhǔn)確測量。

(2)技術(shù)人員依據(jù)技術(shù)規(guī)程，選擇了上海市某公司生產(chǎn)的混凝土空心小砌塊，并在此基礎(chǔ)上，完成了測量曲線的建立。

(3)該研究機(jī)構(gòu)采用的儀器為超聲檢測系統(tǒng)和ZC-3A型混凝土回彈儀。

(4) 本次研究所選擇的混凝土空心小砌塊，具有較強(qiáng)的表面平整性，研究時的強(qiáng)度等級分別為7.5 MPa、10 MPa和15 MPa，材料齡期分別為3 d、7 d、14 d、28 d，墻體材料的級配見表1。

表1 混凝土空心小砌塊的級配

在研究過程中，按照3塊材料為1組的標(biāo)準(zhǔn)，將墻體材料分為多個小組，分別使用聲速、回彈和超聲檢測的方法，對墻體材料強(qiáng)度進(jìn)行檢測。研究人員在空心砌塊上設(shè)置了多個點，然后使用穿透法測量點的聲時，并依據(jù)平均值計算聲速。此外，還使用回彈儀三個測點附近進(jìn)行回彈，回彈的次數(shù)為16次，去除6個最高和最低數(shù)據(jù)后，得到剩余數(shù)據(jù)的平均值。最后通過抗壓強(qiáng)度檢驗方式的使用，獲得材料的抗壓強(qiáng)度數(shù)據(jù)，并利用計算機(jī)處理數(shù)據(jù)，在得到擬合曲線后對其進(jìn)行處理即可。

為了對擬合曲線進(jìn)行驗證，選擇了一組材料進(jìn)行測量，測量結(jié)果如下所述：生產(chǎn)強(qiáng)度為7.5 MPa的空心砌塊，其聲速為3910，回彈速度為38.9，強(qiáng)度為12.6，誤差為0.69%；生產(chǎn)強(qiáng)度為10 MPa的空心砌塊，其聲速為4 095，回彈速度為38.7，強(qiáng)度為14.5，誤差為4.1%；生產(chǎn)強(qiáng)度為15 MPa的空心砌塊，其聲速為4 170，回彈速度為39.0，強(qiáng)度為14.3，誤差為6.6%。由此可見，利用超聲回彈綜合法檢測混凝土空心砌塊，其誤差不會超過10%。

2 超聲回彈綜合法檢測黏土磚的強(qiáng)度研究

2.1 實心黏土磚的測量

黏土磚屬于常用的墻體材料，其制作主要原料為黏土，在經(jīng)過一系列的制作流程后成型。

該研究機(jī)構(gòu)依然采用了超聲回彈綜合法，對黏土磚的強(qiáng)度進(jìn)行檢測。所使用的檢測儀器與空心小砌塊相同，故不再做過多的贅述[1]。

本次研究的樣品由上海市某墻體材料公司提供，樣品強(qiáng)度等級分為3級，分別為7.5 MPa、10 MPa以及15 MPa。具體檢測流程如下所述：

(1)選擇各強(qiáng)度等級的黏土磚10塊，然后依據(jù)回彈測試的標(biāo)準(zhǔn)，對黏土磚進(jìn)行回彈檢測。

(2)以序號為標(biāo)準(zhǔn)，將黏土磚分為兩組，每組黏土磚的數(shù)量為5塊。將其中一組黏土磚放在磚墩凹角位置。但是在放置過程中，應(yīng)該確保黏土磚條面和頂面與磚墩緊密貼合，然后在黏土磚上放置杠桿和木墊板，同時放上重錘，這些步驟完成后方能進(jìn)行測試。

(3)在黏土磚條面測試完成后，需要將其翻轉(zhuǎn)，對另一側(cè)的條面進(jìn)行測試。當(dāng)一組黏土磚測試完成后，然后換另一組黏土磚，直到全部樣品都測試完成。但在測試過程中，應(yīng)控制彈擊次數(shù)，每一測點的彈擊次數(shù)不得超過1次，然后進(jìn)行平均值的計算。

(4)測量黏土磚的超聲波波速。在黏土磚上設(shè)置3個點，然后將聲音傳播時長轉(zhuǎn)換為聲音傳播速度，在得到結(jié)果后計算3個點的平均聲速。

(5)測量的黏土磚的抗壓強(qiáng)度。使用儀器將黏土磚一分為二，然后置入水中10 min，在取出后將兩塊端口方向相反放置，然后用水泥漿粘結(jié)，其層厚不得超過5 mm，然后用厚度<3 mm的水泥砂漿上下兩面抹平，最后得到試件，對其進(jìn)行4 d的養(yǎng)護(hù)，并使用壓力器檢驗磚體的抗壓強(qiáng)度。

(6)通過上述幾個步驟，可以獲得黏土磚聲速、回彈和抗壓強(qiáng)度等方面的數(shù)據(jù)，將這些數(shù)據(jù)錄入到計算機(jī)系統(tǒng)，可以獲得黏土磚的強(qiáng)度擬合曲線。為了對擬合曲線的準(zhǔn)確性進(jìn)行驗證，研究人員就地取材，隨機(jī)選擇了一些黏土磚進(jìn)行強(qiáng)度測量，檢測結(jié)果表示，生產(chǎn)強(qiáng)度為7.5 MPa的實心黏土磚，其聲速為2.68，回彈速度為31，強(qiáng)度為13.7，誤差為0.93；生產(chǎn)強(qiáng)度為10 MPa的空心砌塊，其聲速為2.94，回彈速度為31.5，強(qiáng)度為14.3，誤差為8；生產(chǎn)強(qiáng)度為15 MPa的空心砌塊，其聲速為2.58，回彈速度為32.9，強(qiáng)度為17，誤差為5.5。由此可見，利用超聲回彈綜合法檢測實心黏土磚，其誤差不會超過10%。

2.2 空心黏土磚的測量

在社會經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的背景下，人們對建筑物提出了許多功能方面的要求，故空心黏土磚受到了人們的喜愛，成了重要的墻體材料，研究機(jī)構(gòu)采取超聲回彈綜合法對其強(qiáng)度進(jìn)行測量。其步驟如下所述：

(1)選擇強(qiáng)度等級7.5 MPa、10 MPa、15 MPa的空心黏土磚各10塊，并采用同實心黏土磚相同的測量方法，對其強(qiáng)度進(jìn)行檢測[2]。

(2)回彈值測量方法：在樣品磚上設(shè)置10個測量點，然后取回彈平均值。

(3)超聲速度測量法：在黏土磚的側(cè)面設(shè)置3個測量點，取三點測量結(jié)果的平均值。

抗壓強(qiáng)度測量方法：本次測量依據(jù)(CECS 02：2005)標(biāo)準(zhǔn)。選擇5塊黏土磚作為試件，并應(yīng)用坐漿法加速試件的成型。具體步驟：將一張濕墊紙鋪設(shè)到玻璃板上，然后將厚度為3 mm的水泥漿鋪在紙上，并在其中放置一塊被浸濕的磚，磚的頂面和條面應(yīng)該與玻璃板保持垂直狀態(tài)，以提高磚面的壓力，促使水泥層和空心磚大面粘結(jié)性增強(qiáng)，等到水泥凝固后進(jìn)行另一個側(cè)面的坐漿，在試件成型后對其進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，時長為4 d，最后進(jìn)行抗壓能力測量。

3 結(jié) 論

綜上所述，本文結(jié)合某研究結(jié)構(gòu)的測量案例，對應(yīng)用超聲回彈綜合法檢測墻體材料強(qiáng)度進(jìn)行了分析，并詳細(xì)闡述了檢測流程，最終得到了檢測結(jié)果。檢測結(jié)果證實，在墻體材料強(qiáng)度測量過程中，應(yīng)用這一檢測方法，檢測誤差不會超過10%。故本文建議有關(guān)企業(yè)和機(jī)構(gòu)應(yīng)該加強(qiáng)對超聲回彈綜合法的使用，并不斷改進(jìn)檢測流程，更新檢測儀器，促使其更具應(yīng)用價值，從而推動我國建筑行業(yè)的發(fā)展。