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信宜市建设工程安全监督站 广东信宜 525300
摘要：因为受到作用力以及自然环境因素的影响，混凝土结构会由于使用时间的增长慢慢地出现使用质量下降的情况，使用超声回弹法可以在不破坏混凝土结构和使用性能的情况下准确地检测混凝土的现强度。本文阐述了在实验室内使用超声回弹法测定加速碳化混凝土试件强度的方法和计算。
关键词：超声回弹；测试；强度；碳化深度
引言
进入21世纪以来，我国的经济得到了飞速的增长，建筑行业的发展尤为迅猛，这直接使得建筑技术和材料随之发展完善。但是，混凝土结构随着使用时间的增长会质量会下降，影响了建筑的安全性，因此如何检测混凝土的强度成为了人们需要解决的问题。下面就此进行实验研究分析。
1试件的标准养护
制备完成的试件静置24h后拆模，然后将各组的试件放入标准养生室内养护28d。同一强度等级的试件在同一天制备完成、同时进行标准养生。
2试件人工加速碳化
具体操作步骤按照《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准》（GB/T50082-2009）中关于碳化试验的规定进行：
2.1碳化前的准备工作
（1）试件标准养生28d后，从标准养生室取出，放入烘箱，在60℃下烘48h。
（2）经烘干处理后的试件，做以下准备工作后，再放入碳化箱：
①取浇注面以外的两个相对的侧面作为测试面α（以下简称α，是碳化试验中的暴露面、超声测试面、回弹测试面、抗压强度测试面和劈裂面）。余下的4个表面用加热的石蜡予以密封，以保证二氧化碳以一维的方式进入试件内部；
②在暴露对面α上画出间距10mm的碳化深度的测量线。
（3）经过处理的试件放入碳化箱内的支架上，试件之间至少保持50mm以上的间距。
2.2试件加速碳化
试件进入碳化箱后，密封碳化箱，人工加速碳化开始。每隔一定时期观测碳化箱仪表读数显示的二氧化碳浓度、温度、湿度，控制箱内二氧化碳浓度保持在（20±3）%范围内、温度保持在（20±2）℃范围内、湿度保持在（70±5）%范围内。
3试件测试
在碳化时间达到3d、7d、14d和28d时，分别从碳化箱中取出预设组数的试件，除去表面石蜡后进行各项测定。
3.1超声测量
具体操作步骤按照《超声回弹综合法检测混凝土强度技术规程》（CECS02：2005）中附录A的规定进行：
在试件测试面上标示超声测点
在α上分别画出相对应的3个测点（可反映试块在浇注方向上的上、中、下的质量情况），对应位置的测点在同一水平高度上，如图1。
（2）测量试件的超声测距
采用鋼板尺，测量两测试面的垂直距离，其平均值为测点的超声测距值l1、l2、l，精确至1.0mm。
（3）测量试件的声时值
在试件测试对面α的对应测点位置涂抹黄油，使超声仪的发射和接收探头能良好的耦合在对应测点上（即超声测试采用对测方式）。逐点测读声时读数t1、t2、t3，精确至0.1μs。
（4）计算声速值
分别计算3个测点的声速值vi，混凝土中声速代表值v按下式计算：
（1）
式中：v—试件混凝土中声速值，精确至0.01km/s；
li—第i个测点的超声测距，mm；
to—声时初读数，μs；
ti—第i个测点混凝土中声时读数，μs。
3.2回弹测量
具体操作步骤按照《超声回弹综合法检测混凝土强度技术规程》（CECS02：2005）中附录A的规定进行：
（1）整理条件
擦试干净测试对面α上的黄油，将α面向外置于压力机上下承压板之间，然后加压至30～50kN并保持此压力，使试件在加荷的应力状态下进行回弹值测量。
（2）测量试件的回弹值
在超声测量的超声波发射面和接收面各测8点的回弹值，共16点，精确至1。测点布置宜均匀，且应满足相邻两侧点的间距一般不小于30mm，测点距试件边缘不小于50mm，不能弹击有气孔、外露石子或明显质量不均的位置，同一测点只允许弹击一次，测点布置如图1。应始终保持回弹仪的轴线垂直于混凝土测试对面α（即回弹测试采用水平测试）。
（3）计算回弹值
将16个回弹值中的3个最大值和3个最小值剔除，取余下的10个有效回弹值计算回弹代表值R，按下式计算：
（2）
式中：R—测区回弹代表值，取有效测试数据的平均值，精确至0.1；
Ri—第i个测点的有效回弹值。
图1 超声、回弹测点布置图
3.3抗压强度
具体操作步骤按照《普通混凝土力学性能试验方法标准》（GB/T50081-2002）中关于抗压强度试验的规定进行：
回弹值测试完毕后，卸荷将α放置在压力机下压板正中，试件中心应与试验机下压板中心几何对中。压力试验机在试验过程中应以11.25～18KN/s连续均匀地加荷；当试件出现明显裂缝开始急剧变形时，停止试验机油门，缓慢回油，记录试件破坏时的极限荷载（即试件的破坏荷载），精确至0.1MPa，混凝土立方体试件抗压强度按下式计算：
fcc=FA （3）
式中：fcc—混凝土立方体抗压强度，MPa；
F—试件破坏荷载，N；
A—试件承压面积，mm。
3.4碳化深度
具体操作步骤按照《普通混凝土力学性能试验方法标准》（GB/T50081-2002）中关于劈裂抗拉强度试验的规定进行：
（1）劈裂破型
试件的立方体抗压强度测试完毕后，卸荷，在试件中部划出劈裂面位置线。在上、下压板与试件之间垫以圆弧形垫块及垫条各一条，垫块与垫条应与试件上、下面的中心线即劈裂面位置线对准。压力试验机在试验过程中以1.25～18KN/s连续均匀地加荷，至试件接近破坏时，应停止调整试验机油门，直至试件破坏。测试仅为获得试件正中部的劈裂破坏面，因此不需要记录破坏荷载。
（2）测量碳化深度
具体操作步骤按照《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准》（GB/T50082-2009）中关于碳化试验的规定进行：
将劈裂破型所得试件刷去断面上残存的粉末，喷上浓度为1%的酚酞酒精溶液（酒精溶液含20%的蒸馏水）。约经30s后，按事先标划碳化深度测量线测出各点碳化深度。碳化深度测量应精确至0.5mm。
混凝土试件在各试验龄期的平均碳化深度为：
（3.4）
式中：—试件碳化t天后的平均碳化深度，精确至0.1mm；
di———各测点的碳化深度，mm；
n———测点总数。
4 结语
总的来说，混凝土结构老化情况较快，要及时对其进行强度检测，才能保证建筑处于良好的使用状态。使用超生回弹法来对长龄期的混凝土结构的强度进行检测，不仅不会破坏混凝土的结构，而且方便、快速、有效且准确，是混凝土结构强度检测的好方法，值得我们推广应用。
参考文献：
[1]超声回弹综合法检测混凝土强度技术规程（CECS02：2005）.中国工程建设标准化协会标准.
[2]普通混凝土力学性能试验方法标准（GB/T50081-2002）[S].
摘要：因为受到作用力以及自然环境因素的影响，混凝土结构会由于使用时间的增长慢慢地出现使用质量下降的情况，使用超声回弹法可以在不破坏混凝土结构和使用性能的情况下准确地检测混凝土的现强度。本文阐述了在实验室内使用超声回弹法测定加速碳化混凝土试件强度的方法和计算。
关键词：超声回弹；测试；强度；碳化深度
引言
进入21世纪以来，我国的经济得到了飞速的增长，建筑行业的发展尤为迅猛，这直接使得建筑技术和材料随之发展完善。但是，混凝土结构随着使用时间的增长会质量会下降，影响了建筑的安全性，因此如何检测混凝土的强度成为了人们需要解决的问题。下面就此进行实验研究分析。
1试件的标准养护
制备完成的试件静置24h后拆模，然后将各组的试件放入标准养生室内养护28d。同一强度等级的试件在同一天制备完成、同时进行标准养生。
2试件人工加速碳化
具体操作步骤按照《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准》（GB/T50082-2009）中关于碳化试验的规定进行：
2.1碳化前的准备工作
（1）试件标准养生28d后，从标准养生室取出，放入烘箱，在60℃下烘48h。
（2）经烘干处理后的试件，做以下准备工作后，再放入碳化箱：
①取浇注面以外的两个相对的侧面作为测试面α（以下简称α，是碳化试验中的暴露面、超声测试面、回弹测试面、抗压强度测试面和劈裂面）。余下的4个表面用加热的石蜡予以密封，以保证二氧化碳以一维的方式进入试件内部；
②在暴露对面α上画出间距10mm的碳化深度的测量线。
（3）经过处理的试件放入碳化箱内的支架上，试件之间至少保持50mm以上的间距。
2.2试件加速碳化
试件进入碳化箱后，密封碳化箱，人工加速碳化开始。每隔一定时期观测碳化箱仪表读数显示的二氧化碳浓度、温度、湿度，控制箱内二氧化碳浓度保持在（20±3）%范围内、温度保持在（20±2）℃范围内、湿度保持在（70±5）%范围内。
3试件测试
在碳化时间达到3d、7d、14d和28d时，分别从碳化箱中取出预设组数的试件，除去表面石蜡后进行各项测定。
3.1超声测量
具体操作步骤按照《超声回弹综合法检测混凝土强度技术规程》（CECS02：2005）中附录A的规定进行：
在试件测试面上标示超声测点
在α上分别画出相对应的3个测点（可反映试块在浇注方向上的上、中、下的质量情况），对应位置的测点在同一水平高度上，如图1。
（2）测量试件的超声测距
采用鋼板尺，测量两测试面的垂直距离，其平均值为测点的超声测距值l1、l2、l，精确至1.0mm。
（3）测量试件的声时值
在试件测试对面α的对应测点位置涂抹黄油，使超声仪的发射和接收探头能良好的耦合在对应测点上（即超声测试采用对测方式）。逐点测读声时读数t1、t2、t3，精确至0.1μs。
（4）计算声速值
分别计算3个测点的声速值vi，混凝土中声速代表值v按下式计算：
（1）
式中：v—试件混凝土中声速值，精确至0.01km/s；
li—第i个测点的超声测距，mm；
to—声时初读数，μs；
ti—第i个测点混凝土中声时读数，μs。
3.2回弹测量
具体操作步骤按照《超声回弹综合法检测混凝土强度技术规程》（CECS02：2005）中附录A的规定进行：
（1）整理条件
擦试干净测试对面α上的黄油，将α面向外置于压力机上下承压板之间，然后加压至30～50kN并保持此压力，使试件在加荷的应力状态下进行回弹值测量。
（2）测量试件的回弹值
在超声测量的超声波发射面和接收面各测8点的回弹值，共16点，精确至1。测点布置宜均匀，且应满足相邻两侧点的间距一般不小于30mm，测点距试件边缘不小于50mm，不能弹击有气孔、外露石子或明显质量不均的位置，同一测点只允许弹击一次，测点布置如图1。应始终保持回弹仪的轴线垂直于混凝土测试对面α（即回弹测试采用水平测试）。
（3）计算回弹值
将16个回弹值中的3个最大值和3个最小值剔除，取余下的10个有效回弹值计算回弹代表值R，按下式计算：
（2）
式中：R—测区回弹代表值，取有效测试数据的平均值，精确至0.1；
Ri—第i个测点的有效回弹值。
图1 超声、回弹测点布置图
3.3抗压强度
具体操作步骤按照《普通混凝土力学性能试验方法标准》（GB/T50081-2002）中关于抗压强度试验的规定进行：
回弹值测试完毕后，卸荷将α放置在压力机下压板正中，试件中心应与试验机下压板中心几何对中。压力试验机在试验过程中应以11.25～18KN/s连续均匀地加荷；当试件出现明显裂缝开始急剧变形时，停止试验机油门，缓慢回油，记录试件破坏时的极限荷载（即试件的破坏荷载），精确至0.1MPa，混凝土立方体试件抗压强度按下式计算：
fcc=FA （3）
式中：fcc—混凝土立方体抗压强度，MPa；
F—试件破坏荷载，N；
A—试件承压面积，mm。
3.4碳化深度
具体操作步骤按照《普通混凝土力学性能试验方法标准》（GB/T50081-2002）中关于劈裂抗拉强度试验的规定进行：
（1）劈裂破型
试件的立方体抗压强度测试完毕后，卸荷，在试件中部划出劈裂面位置线。在上、下压板与试件之间垫以圆弧形垫块及垫条各一条，垫块与垫条应与试件上、下面的中心线即劈裂面位置线对准。压力试验机在试验过程中以1.25～18KN/s连续均匀地加荷，至试件接近破坏时，应停止调整试验机油门，直至试件破坏。测试仅为获得试件正中部的劈裂破坏面，因此不需要记录破坏荷载。
（2）测量碳化深度
具体操作步骤按照《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准》（GB/T50082-2009）中关于碳化试验的规定进行：
将劈裂破型所得试件刷去断面上残存的粉末，喷上浓度为1%的酚酞酒精溶液（酒精溶液含20%的蒸馏水）。约经30s后，按事先标划碳化深度测量线测出各点碳化深度。碳化深度测量应精确至0.5mm。
混凝土试件在各试验龄期的平均碳化深度为：
（3.4）
式中：—试件碳化t天后的平均碳化深度，精确至0.1mm；
di———各测点的碳化深度，mm；
n———测点总数。
4 结语
总的来说，混凝土结构老化情况较快，要及时对其进行强度检测，才能保证建筑处于良好的使用状态。使用超生回弹法来对长龄期的混凝土结构的强度进行检测，不仅不会破坏混凝土的结构，而且方便、快速、有效且准确，是混凝土结构强度检测的好方法，值得我们推广应用。
参考文献：
[1]超声回弹综合法检测混凝土强度技术规程（CECS02：2005）.中国工程建设标准化协会标准.
[2]普通混凝土力学性能试验方法标准（GB/T50081-2002）[S].