0 引言

　　超声回弹综合法是20世纪60年代提出的混凝土强度无损检测方法，该方法采用中型回弹仪和混凝土超声检测仪，在混凝土同一测区测量反映混凝土表面硬度的回弹值，同时测量超声波穿透混凝土内部的声速值，然后利用已建立的测强公式综合推定该测区混凝土抗压强度，有效减小龄期和含水率的影响。该方法综合了回弹法和超声波检测法的优点，较全面地反映混凝土实际质量。工程实践表明，与单一方法相比，超声回弹综合法具有测试精度高、适用范围广的特点，得到工程界的广泛认可。

　　1 修订背景

　　作为规范和指导超声回弹综合法应用的CECS 02《超声回弹综合法检测混凝土强度技术规程》已发布1988年版和2005年版，其中2005年版于2005年12月1日修订后实施。该规程广泛应用于建筑、铁路、公路、桥梁、水电、港工等工程领域，北京、广西、山东等多地制定了地方规程。经过大量工程实践，超声回弹综合法得到较大发展，取得丰富的实践经验。近年来，超声波检测仪和混凝土回弹仪的发展较快，混凝土材料、制作工艺和浇筑方式等均发生较大变化，该规程的有关内容应进行相应修订。

　　基于吸收最新研究成果、进一步挖掘超声回弹综合法的精度优势、提高操作简便性、促进检测方法更大范围应用等修订原则，编制组结合新材料、新工艺、新仪器的特点，全面分析和总结工程实践经验，增加和补充相关试验，并进行工程验证，于2019年12月完成规程修订送审和报批，新修订的规程更名为《超声回弹综合法检测混凝土抗压强度技术规程》(以下简称“新规程”)。

　　2 主要修订内容

　　新规程包括6章内容，分别为总则、术语和符号、回弹仪、混凝土超声波检测仪、回弹值和声速值的测量和计算、混凝土抗压强度推定，并包括9个附录，分别为混凝土超声波检测仪自校准方法，非水平状态检测时的回弹值修正值，浇筑面的回弹值修正值，超声角测、平测和声速计算方法，全国测强曲线的验证方法，混凝土抗压强度换算表，建立专用测强曲线或地区测强曲线的基本要求，混凝土抗压强度记录表，混凝土抗压强度计算表。本次修订工作对2005年版规程进行全面完善，完成大量工作，将主要修订内容介绍如下。

　　2.1 总则

　　新规程除明确编制目的和与其他规范的关系外，还明确了超声回弹综合法适用及不适用范围，即适用于普通混凝土抗压强度检测，不适用于硬化期间遭受冻害或遭受化学侵蚀、火灾、高温损伤等混凝土抗压强度检测，因为这些情况下混凝土表面与内部质量存在较大差异，不符合超声回弹综合法关于混凝土性能表里基本一致的检测要求。

　　2.2 术语和符号

　　全面完善2005年版规程有关术语的定义和符号，并增加“专用测强曲线”“地区测强曲线”“全国测强曲线”3个重要术语，增加“对测、角测、平测测区混凝土中声速代表值”“平测时代表性构件混凝土中平测声速”“平均相对误差”“测区混凝土抗压强度修正量”“空气中声速计算与空气中声速实测值之间的相对误差”等符号，方便读者更好地理解和准确应用超声回弹综合法。

　　2.3 检测仪器

　　回弹仪可为数字式，也可为指针直读式。根据最新版《中华人民共和国计量法》的规定，不再要求回弹仪应具有中国计量器具制造CMC许可证标志，但仍应具有产品合格证、检定或校准证书。回弹仪应符合GB/T 9138—2015《回弹仪》的规定，同时新规程规定数字式回弹仪应带有指针直读示值系统，数字显示的回弹值与指针直读示值相差应≤1。新规程根据最新要求，对回弹仪检定或校准进行更合理的规定，并应按JJG 817—2011《回弹仪》的规定进行。在本次修订工作中，增加回弹仪率定试验采用的钢砧应符合GB/T 9138—2015《回弹仪》的规定。

　　原规程规定混凝土超声波检测仪可分为模拟式和数字式，由于科技的不断进步，数字式混凝土超声波检测仪不断发展，精度不断提高。而模拟式混凝土超声波检测仪已基本不再使用，故在新规程中将其取消。

　　2.4 回弹值取值方法

　　关于回弹值取值方法开展大量数据分析工作，并对回弹测试测点数量和回弹代表值计算方法进行重大修改。测量回弹值时，应在构件测区内超声波发射和接收面各读取5个回弹值。超声波单面平测时，应在超声波发射和接收测点之间读取10个回弹值。应从该测区的10个回弹值中剔除1个最大值和1个最小值，并应用剩余8个回弹值的平均值作为测区回弹代表值。此计算方法综合考虑回弹法与超声波检测法，保证了测试精度，降低现场工作量，提高可操作性。本次修订已对大量数据进行分析，发现测试误差较小，故将16个回弹值简化为10个。新规程提出的回弹值取值方法所得结果与原规程方法计算结果的相对误差<2.1%，未改变数据正态分布状态，回归后的拟合强度曲线具有良好精度。

　　2.5 全国测强曲线

　　编制组收集北京、山东、上海、四川、云南、广西6个典型地区17 713组测试数据，其中碎石数据16 887组，卵石数据826组。剔除26组人为因素导致的错误数据，其余17 687组数据参与回归计算，得到新的全国测强曲线公式为:

　　式中:f^c_cu,i为第i个测区混凝土抗压强度换算值(MPa)，精确至0.1MPa;v_ai为第i个测区修正后的测区声速代表值;R_ai为第i个测区修正后的测区回弹代表值。

　　修订后的全国测强曲线相关指标如表1所示。需注意的是，修订后的全国测强曲线难以适应各地区的实际情况，各地区除使用全国测强曲线外，也应根据具体条件和工程对象，制定和采用专用或地区测强曲线，经审定和批准后方可实施。

　　2.6 修正方法

　　当检测条件与测强曲线适用条件存在较大差异时，为提高测试精度，可钻取混凝土芯样或取同条件下标准立方体试件进行修正。目前修正的方法包括修正系数法和修正量法，为与其他标准协调，新规程采用修正量法。

　　表1 相关指标  

　　表1 相关指标

　　取3个试件确定修正量时，试件数量过少，但钻取混凝土芯样工作量较大，且不宜在构件上钻取过多。综合考虑修正量准确度、钻取芯样工作量及对构件的影响，新规程规定取样数量应≥4个，且按规定的公式进行计算。

　　2.7 超声角测、平测和声速计算方法

　　超声测试包括对测、角测和平测3种方法，应因地制宜地选取测试方法，宜采用对测法，当被测构件不具备对测条件时，可采用角测法或平测法。

　　当构件仅有2个相邻测试面可供检测时，可采用角测法。每个测区布置3个测点，并与相应测试面对应的3个测点测距保持基本一致。布置角测点时，换能器中心与构件边缘的距离修订为不宜<300mm，这是基于多年实践经验，考虑进一步提高测试精度确定的。

　　根据近年来的工程实践，新规程对平测法内容进行全面修订和完善。当构件仅有1个测试面可供检测时，可采用平测法。布置平测点时，每个测区从2个换能器内边距为200mm开始，以50mm的间距递增，直至500mm内边距布置1排超声测点，换能器布置如图1所示。逐点测读相应声时值t，通过回归分析方法求出直线方程为:

　　式中:c为平测测区混凝土中声速代表值v_p。

　　图1 平测示意   

　　需提醒的是，采用平测法时，除上述工作外，应选取有代表性且具有对测条件的构件，将平测测区混凝土中声速代表值v_p修正为对测测区混凝土中声速代表值v_d。因此，采用对测法得到对测测区混凝土中声速代表值v_d，并采用平测法得到代表性构件混凝土中平测声速v_pp，按下式计算平测声速修正系数:

　　平测法修正后的测区混凝土中声速代表值应按下式计算:

　　2.8 建立专用测强曲线或地方测强曲线时的混凝土试件制作数量

　　原规程对建立专用测强曲线或地方测强曲线时混凝土试件制作数量的规定为:“对同一强度等级的混凝土，在每个测试龄期测3个试件”，多年实践经验表明试件数量较少，因此将其修订为:建立专用测强曲线的试件应按实际使用强度等级和表2中关于龄期和数量的规定制作;建立地区测强曲线的试件应按表2规定制作。

　　表2 混凝土试件制作最小数量要求  

　　个

　　表2 混凝土试件制作最小数量要求

　　3 结语

　　本次对CECS 02:2005《超声回弹综合法检测混凝土强度技术规程》的修订，全面总结超声回弹综合法近年来的工程应用实践经验，在保证检测精度的基础上，提高该方法的可操作性。新规程符合我国国情，主要技术指标设置合理，满足工程建设实际需求，与相关标准协调良好，将有效规范超声回弹综合法在混凝土抗压强度检测中的应用。