淺析無損法檢測(cè)

董晶晶 余園園

【摘 要】本文對(duì)無損檢測(cè)技術(shù)、回彈法檢測(cè)混凝土強(qiáng)度、回彈值計(jì)算、混凝土強(qiáng)度的推定方法進(jìn)行了分析，內(nèi)容詳細(xì)，可為相關(guān)行業(yè)提供指引。

【關(guān)鍵詞】回彈法;無損檢測(cè);混凝土強(qiáng)度

回彈法是截止目前研究成果基本只適用普通混凝土回彈法簡便、靈活、符合現(xiàn)狀，該檢測(cè)方法不僅能判斷混凝土質(zhì)量[1-2]，而且能定量給出具體的強(qiáng)度值，檢測(cè)結(jié)果可作為處理混凝土質(zhì)量的—個(gè)依據(jù)。

一、無損檢測(cè)技術(shù)

回彈錘是估算混凝土強(qiáng)度最常用的非破壞性方法，測(cè)量結(jié)果受到各種因素（混凝土的組成和成分，濕度或年齡）的影響，高強(qiáng)度混凝土（HSC）的質(zhì)量不同，對(duì)測(cè)試結(jié)果的影響程度不同。對(duì)于強(qiáng)度超過90MPa的骨料，其可忽略不計(jì)。為了用回彈錘確定HSC的抗壓強(qiáng)度，有必要針對(duì)具有不同強(qiáng)度的母巖骨料制定特殊的校準(zhǔn)關(guān)系。使用針對(duì)正常重量混凝土精確確定HSC強(qiáng)度，將普通重量混凝土的校準(zhǔn)關(guān)系上限移至測(cè)試HSC時(shí)測(cè)量的最大回彈數(shù)，根據(jù)調(diào)整的公式計(jì)算的抗壓強(qiáng)度值小于HSC的實(shí)際強(qiáng)度[3]。

以往研究也提出了一種用于混凝土結(jié)構(gòu)缺陷檢測(cè)的新型無損檢測(cè)（NDT）方法，該方法基于受到?jīng)_擊載荷的有缺陷的混凝土結(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)。與類似的NDT技術(shù)相反，例如沖擊回波方法，本方法使用非接觸裝置用于產(chǎn)生沖擊（產(chǎn)生沖擊波的激波管）和響應(yīng)監(jiān)測(cè)（測(cè)量混凝土表面速度的激光振動(dòng)計(jì)）。已經(jīng)對(duì)具有不同長度和深度（平行于自由表面的便士狀裂縫）的混凝土試樣進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)和數(shù)值（有限元）研究。

二、回彈法檢測(cè)混凝土強(qiáng)度

強(qiáng)度被認(rèn)為是混凝土的重要特性;它可以用來估算混凝土的抗壓強(qiáng)度。經(jīng)典的Schmidt回彈錘是測(cè)量混凝土表面硬度的運(yùn)用最廣泛的非破壞性方法，而Leeb回彈錘已在相關(guān)領(lǐng)域進(jìn)行了數(shù)十年的廣泛研究，他通過國家和國際硬度測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合兩種方法測(cè)試混凝土制成的不同w/c比（0.33，0.4和0.5）。提出了回彈數(shù)（Schmidt和Leeb）與混凝土抗壓強(qiáng)度之間的簡單線性關(guān)系，Schmidt回彈數(shù)與具有不同w/c比的混凝土的抗壓強(qiáng)度相關(guān)，同時(shí)預(yù)測(cè)了所有w/c比的10%誤差內(nèi)的混凝土抗壓強(qiáng)度。因?yàn)闆_擊試樣后觀察到顯著的強(qiáng)度降低（平均10.5MPa），而Leeb回彈試驗(yàn)程序沒有任何混凝土的損壞。這種差異可以通過兩個(gè)錘子的沖擊能量的顯著差異來解釋（2207和11N·mm-分別為D型、N型和Leeb錘、Schmidt回彈錘）。這些試樣的目標(biāo)是在早期（少于3天）進(jìn)行壓縮試驗(yàn)，或者當(dāng)預(yù)期的抗壓強(qiáng)度小于7MPa時(shí)進(jìn)行壓縮試驗(yàn)。

回彈錘試驗(yàn)和超聲波脈沖速度試驗(yàn)是兩種常用的無損NDT方法，用于檢驗(yàn)混凝土的性能。超聲波脈沖的行進(jìn)速度與試樣的密度，均勻性和均勻性有關(guān)。采用這兩種方法來估算混凝土的抗壓強(qiáng)度，以建立錘回彈值/超聲脈沖速度與混凝土抗壓強(qiáng)度之間的關(guān)系。結(jié)果表明，組合NDT方法（也稱為SonReb方法）比單一NDT方法更準(zhǔn)確[4]。

三、混凝土強(qiáng)度測(cè)量不確定度評(píng)定與造成回彈法測(cè)試偏差的分析

影響測(cè)量結(jié)果有很多因素，這些因素的來源又來自很多方面，例如被測(cè)對(duì)象、測(cè)量儀器設(shè)備、測(cè)量的環(huán)境、測(cè)量的方法以及測(cè)量人員所導(dǎo)致的誤差。

非破壞性評(píng)估可以有效地應(yīng)用回彈法測(cè)試偏差的分析。在該過程中，假設(shè)用于沖擊載荷的力-時(shí)間函數(shù)，估計(jì)模擬參數(shù)即彈性材料的性質(zhì)，確保了其穩(wěn)定性[5]。

四、回彈法檢測(cè)混凝土強(qiáng)度的實(shí)驗(yàn)分析

（一）相關(guān)概述

將濃度約1%的酚酞酒精溶液運(yùn)用于測(cè)試碳化深度（深度值應(yīng)為垂直距離、注意觀察顏色較淺的部分為實(shí)際的碳化深度），采用HRC58-HRC62洛氏硬度值的鋼鉆，測(cè)強(qiáng)曲線的順序?yàn)閷Ｓ们€、地區(qū)曲線、統(tǒng)一曲線。

（二）回彈值計(jì)算

一般檢測(cè)要求測(cè)區(qū)數(shù)量不少于10個(gè)，否則數(shù)據(jù)就沒有代表性，一般實(shí)驗(yàn)中每個(gè)測(cè)區(qū)選定16個(gè)測(cè)點(diǎn)（4*4），相鄰測(cè)點(diǎn)不小于2cm，需要及時(shí)記錄數(shù)據(jù)。

（三）混凝土強(qiáng)度推定

可以根據(jù)每個(gè)測(cè)試區(qū)域的查表轉(zhuǎn)換混凝土強(qiáng)度值，再計(jì)算部件的測(cè)試區(qū)域的平均混凝土強(qiáng)度。若小于10個(gè)測(cè)區(qū)，則強(qiáng)度的推定值為最小的測(cè)區(qū)強(qiáng)度換算值;若大于等于10個(gè)測(cè)區(qū)，則另算[4]。

（四）回彈法檢測(cè)混凝土強(qiáng)度的記錄表

內(nèi)容包括工程名稱、工程部位、混凝土強(qiáng)度等級(jí)、成型日期、檢測(cè)環(huán)境、構(gòu)件名稱、測(cè)區(qū)編號(hào)、測(cè)區(qū)平均值、角度修正值、澆筑面修正值、碳化深度、非泵送及泵送混凝土測(cè)區(qū)強(qiáng)度換算值、強(qiáng)度計(jì)算、強(qiáng)度推定值、檢測(cè)依據(jù)、測(cè)試條件、測(cè)試面狀態(tài)、回彈儀型號(hào)、回彈儀編號(hào)、回彈儀率定值、備注信息等[5-6]。

參考文獻(xiàn)：

[1]彭章.回彈—鉆芯綜合法在既有結(jié)構(gòu)混凝土強(qiáng)度推定中的應(yīng)用[D].湖南科技大學(xué)，2017.

[2]鄭鋒勝.回彈法在水利工程混凝土檢測(cè)中的應(yīng)用分析[J].建材與裝飾，2019（20）：281-282.

[3]趙忠勝，曹琪.混凝土強(qiáng)度檢測(cè)技術(shù)探析[J].安徽建筑，2019，26（05）：136-137.

[4]李炳秀.回彈法檢測(cè)隧道襯砌質(zhì)量的不確定度評(píng)定[J].科技與創(chuàng)新，2019（12）：115-117.

[5]Energy-Wind Farms;Investigators from Beihang University Zero in on Wind Farms （Resilience Design Method Based On Meta-structure：a Case Study of Offshore Wind Farm）[J].Energy Weekly News，2019.