高强混凝土回弹法及超声回弹综合法的测强试验.doc

高强混凝土回弹法及超声回弹综合法的测强技术
［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，对于回弹法和超声回弹综合法两种检测高强混凝土的方法进行了比较。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》(CECS02∶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。
试验概况
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。
试验中会发现，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
超声回弹综合法测试强度试验结果分析
经过多年工程实践的证明，对于混凝土强度这种多要素的综合指标来说，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。
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，并用牙膏作耦合剂。声时测量时采用对测法，在一个相对测试面上测3点，发射和接收换能器轴线在一直线上，试块声时值tm为3点的平均值，保留小数点后一位数字。试块边长测量精确至1mm。试块的声速值按下式计算。v=l/tm式中：v为试块声速值，精确至0.01(km/s)；l为超声测距(mm);tm为3点声时平均值(μs)。
回弹值测量选用不同于声时测量的另一相对侧面。将试块油污擦净放置在压力机上下承压板之间加压至30～50kN，在此压力下，在试块相对测试面上各测8点回弹值。在数据处理时，剔除3个最大值和3个最小值，将余下的10个回弹值的平均值作为该试块的回弹值R，计算精度至0.1。回弹值测试完毕后卸荷，将回弹面放置在压力承压板间，以(6±4)kN/s的速度连续均匀加荷至破坏。抗压强度值fcu精确至0.1MPa。通过试验数据的分析，会发现各种方法的曲线公式的相关系数偏低，究其原因是由于数据过于集中，即试验中取得的数据范围较小。从高强混凝土初期强度增长速度来看，要比普通低强混凝土快得多。所以，未能取得较低强度阶段的数据。但是，公式的精度已经满足相应标准中规定的建立测强曲线的要求。
5结论
(1)回弹法、超声回弹综合法可以对高强混凝土进行检测。检测精度满足现场质量控制要求。
(2)短龄期内的高强混凝土(龄期小于1年)不考虑碳化对回弹值的影响。
(3)测强公式的应用应严格限定在建立测强公式时试件强度变化范围内，不得外推。
(4)采用上述测强公式进行回弹检测时，应采用本文所述的