超声回弹综合法和回弹法的应用对比研究

摘要：人类进入新世纪以来，各行各业都得到了前所未有的发展，科学技术的进步，生活水平的提高，人类在建筑事业上取得了突飞猛进的成就，同时在建筑物结构质量上也有了更高的要求。建筑物的结构质量很大程度取决于混凝土的强度，为了保证建筑工程混凝土构件的强度，就必须对其实体进行相应的强度值测量，而目前最为常用的非破损测试方式（无损检测）包括试块法、超声回弹综合法及回弹法，这三种方式各有所长，效果都比较明显。为了探究超声回弹综合法与回弹法在应用中的效果差异，本文进行了相关研究探讨。首先，就当前我国超声回弹综合法与回弹法的应用现状进行了简单阐述，进而对两者进行了详细的分析，最后根据工程实例进行了详细分析，并对相应的结果进行了总结。希望本文的研究，能对相关事业有所借鉴。

关键词：建筑工程；超声回弹综合法；回弹法；应用；对比

引言

建筑工程项目在整个阶段都离不开相关的检测，尤其是质量检测，而质量检测中混凝土的强度检测一直是重中之重。从我国建筑工程混凝土强度检测来看，有着十分悠久的历史，而其中无损检测方式在20世纪50年代便有了萌芽，随着科学技术不断发展与进步，超声回弹综合法与回弹法逐渐成为了主流，两种检测方式都有着经济、操作简单方便、精度高，且测试结果十分可靠等优点，因此在我国广泛的水利、建筑、交通等大型工程领域中有着十分广泛的应用现状及前景。这两种无损检测越来越成熟与规范，之后就出现了相关的检测技术规程，并在不断修正与完善中越来越适用于混凝土强度检测。不过，在实际的工程建设中，对于采取何种检测方式与方法所得的结果更为可靠，却成为了很多检测单位及机构十分纠结的问题。为此，本文通过收集大量现状检测资料后，根据实例进行前述两种方法的对比应用，并对效果进行对比分析，以期解决前述困惑。

1 超声回弹综合法概述

此种无损检测方法指的是一种利用低频超声波回弹仪与检测仪，在构件或者结构混凝土的同一测区进行回弹值与超声声时的测量，并且利用已经建立好的相关测量强度公式，来进行该测区内混凝土的强度值进行测量的方法。通过对各种同类型的超声回弹综合法测强公式进行分析与总结可知，常采用的回归方程主要有以下几个类型：

在公式（1）（2）（3）（4）中，a、b、c、d表示的皆一样，属于待定系数，主要同混凝土的配合比、粗骨料的种类及测试时混凝土的状态有着一定的关系；N表示的是回弹值；V表示的是超声声速；L表示的是碳化深度。

如果没有地区或者专用测强曲线的时候，可以按照全国统一测区混凝土的抗压强度公式进行计算，该公式属于换算公式，主要有以下两种情况：

第一，若粗骨料属于卵石，则计算公式如下：

第二，若粗骨料属于碎石，则计算公式如下：

在上述公式中， 表示的是构件或者结果在第i个测区时的混凝土抗压强度经过换算后的值，单位为MPa，并且计算结果需要精确到0.1MPa； 则表示的是修正之后的构件或者结构在第i个测区时的混凝土声速代表值；Rai则表示的是修正之后的构件或者结构在第i个测区时的混凝土回弹代表值。

2 回弹法概述

此种无损检测方法指的是一种利用重锤（由弹簧驱动）对弹击杆进行弹击后作用在混凝土的表面，将重锤被反弹回来的距离（即回弹值）测量出来，并以该值作为和强度有关的指标来进行混凝土强度推定的方法。当前来看，回弹法主要利用试验归纳法来建立回弹值N与混凝土强度R之间的回归公式（一元），或者建立两者之间主要影响因素间的回归公式（二元），总的来说常见的公式主要有：

在上述公式（7）-（10）中，R表示的是混凝土某测区推算的强度；N则表示的是某测区的平均回弹值；L则表示的是某测区的平均碳化深度值。此外，ABC则指的是一些常数，一般会因为原材料、条件等因素的不同而产生不同的效果。

3 超声回弹综合法与回弹法在工程案例中的应用分析

本次研究整合了大量的实测资料，其中主要采用的无损检测方式为超声回弹综合法与回弹法，现场检测的构件主要为桥梁与隧道等的梁、板、侧墙及柱等，所得的实测资料详见图1、图2、图3及图4。在这些实测资料中，实测采用的仪器为：超声回弹综合法采用的是超声波仪，为瑞士所产TICO混凝土超声波检测仪，而回弹法采用的是回弹仪，为山东乐陵回弹仪厂所产ZC3-A型回弹仪。此外，图1～图4测量的混凝土类型依次为C25、C30、C40、C50。具体的分析如下文所述：

在图1中，可以看出，超声回弹综合法和回弹法在混凝土检测的结果上几乎都在取芯法所测量的值附近进行波动，只是前者在个别检测值上有着很大偏差，总的来说，回弹法所得的检测结果同取芯法所得结果之间差异性更小，更为吻合。

在图2中，超声回弹综合法与回弹法在检测值上相似度很高，比如说某构件取芯所得数据是25.3MPa，而采用超声回弹综合法所测得的值为25.7，采用回弹法所测得的值为24.7，两者的偏差为0.016与-0.022，由此可见检测的结果十分准确。

在图3中，采用回弹法检测所得结果相较于超声回弹综合法测得结果同现场预留试块抗压结果更为吻合，尤其是超声回弹综合法测量所得结果可以看出个别测区所得的结果有着很大偏差。这举例进行说明，比如说某个高架桥连续梁采用超声回弹综合法进行检测所得的结果与取芯法结果比较接近，而且大部分结果都在48MPa以下，根据这个结果可以判定这个部分的梁整体强度是不合格的，但是采用回弹法检测所得结果中仅有一个数据低于48MPa，其余检测结果皆在50MPa以上，这明显与取芯法所得结果之间存在很大差异，这样就极易造成工程质量误判，从而影响建筑工程的质量，甚至引发不必要的安全事故。

在图4中，采用超声回弹综合法检测所得抗压结果与现场预留试块所得结果十分相近，但是采用回弹法检测所得结果则大部分都在50MPa以下，其中最大的结果偏差为-0.327，偏差十分大，因此检测结果会受到严重影响。

从图1～图4的分析可以看出，超声回弹综合法与回弹法在检测中都能很好地将工程的实际情况反映出来，有着一定的精度，不过也可以看出两者之间在某些方面存在很大的偏差。但总的来说，在C25～C40混凝土中，采用回弹法所得结果相较于超声回弹综合法，更与取芯法或者试块法检测结果吻合；在C40～C50混凝土中，超声回弹综合法检测结果则与取芯法或者试块法所得结果更为吻合。鉴于这样的结果，故而建议检测C40及以下混凝土时采用回弹法，而检测C50混凝土时则推荐使用超声回弹综合法。不过，采用超声回弹综合法检测的时候，需要注意的是超声声时的测试应优先选择角测或者对测，而对于那些仅能提供一个测试表面的构件则应采取声速修正。但是，由于超声探测仪和测试表面之间的测距-声时回归曲线及耦合影响造成的误差、现有规范欠缺修正系数计算可靠性检验等困难存在，就使得检测结果精度未能达到相关标准，这个因素也是前文图2中表现出来的个别数据误差较大的原因。

4 总结

通过本次研究与探讨，可以得出以下几个比较重要的结论：第一，无损检测虽然在当前比较实用，结果也有一定的精确度，但是若超声回弹综合法与回弹法所检测的结果同取芯法所得结果存在很大的偏差，那么则应将取芯法所得的结果作为标准。第二，对于检测的混凝土而言，若为C40及以下标号，则建议采取回弹法进行强度的检测，而对于其标号为C50的混凝土则建议使用超声回弹综合法进行测试。并且在具体的操作过程中，两种方法必须按照自身的应用范围及测试面选择符合规程规定进行。第三，检测的时候若采用的是超声回弹综合法，那么优先选择角测或者对测，若采取平测时所得结果较为异常，那么则应利用取芯法进行最终的评定。

总之，科学技术不断发展与进步，建筑工程项目层出不穷，而质量的要求越来越高，那么对相应的质量检测技术与方法也有了更高的需求。建筑项目质量检测中的重要部分在于混凝土的强度检测，而无损检测属于当前比较常用的方式，其中最为常用的也是最有效的当属超声回弹综合法与回弹法。但是两种检测方法在结果上存有一定的差异，而且对于不同标号水泥所得结果偏差可能会很大，因此必须加强相关的探索，以期结果更为准确。本文建议进一步完善两种方法相应数学模型，以此确定两种方法之间的修正系数范围，从而更好地提高两种检测方法的准确度。

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