混凝土無損檢測技術(shù)特點

1、混凝土無損檢測技術(shù)混凝土是我國建筑結(jié)構(gòu)工程最為重要的材料之一，它的質(zhì)量直接關(guān)系到結(jié)構(gòu)的安全。多 年來，結(jié)構(gòu)混凝土質(zhì)量的傳統(tǒng)檢查方法是以按規(guī)定的取樣方法，制作的立方體試件，在 規(guī)定的溫、濕度環(huán)境下，養(yǎng)護 28 天時按標準實驗方法測得的試件抗壓強度來評定結(jié)構(gòu)構(gòu) 件的混凝土強度。用試件實驗測得的混凝土性能指標，往往是與結(jié)構(gòu)物中的混凝土的性 能有一定差別。因此，直接在結(jié)構(gòu)物上檢測混凝土質(zhì)量的現(xiàn)場檢測技術(shù)，已成為混凝土 質(zhì)量管理的重要手段，這一檢測技術(shù)已引起各國建筑工程界的重視和承認。所謂混凝土“無損檢測”技術(shù)，就是要在不破壞結(jié)構(gòu)構(gòu)件的情況下，利用測試儀器 獲取有關(guān)的混凝土質(zhì)量等受力功能的物理量，因該物

2、理量與混凝土質(zhì)量（強度、混凝土 缺陷）之間有較好的相關(guān)關(guān)系，可采用獲取的物理量去推定混凝土質(zhì)量（強度、混凝土 缺陷）。一、混凝土無損檢測技術(shù)特點：（一）對混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件不破壞，可以獲得人們最需要的混凝土物理量信息；（二）測試操作簡單，測試費用低；（三）不受結(jié)構(gòu)物的形狀與尺寸限制，可以進行多次重復(fù)試驗；（四）可對重要結(jié)構(gòu)部位長期監(jiān)測。對混凝土結(jié)構(gòu)（或構(gòu)件）進行檢（監(jiān)）測，取得各種信息后及時進行處理，以減少 損失，避免事故發(fā)生等。實踐也證明了混凝土無損檢測技術(shù)，顯示了強大的生命力。二、被檢工程所占比例對多項工程項目檢測進行統(tǒng)計：（一）在施工過程中由于管理不善，造成質(zhì)量事故，如：混凝土強度不夠；混凝

3、土 結(jié)構(gòu)（或構(gòu)件）出現(xiàn)疏松、孔洞、蜂窩麻面等缺陷的檢測約占65%；(二) 根據(jù)生產(chǎn)工藝、使用功能改變，在原建筑物上進行改造，如需要加高接層或 者樓面荷載改變等，鑒定原建筑物約占 20%(三) 受損結(jié)構(gòu)，如受化學(xué)介質(zhì)侵蝕、火災(zāi)、地震等的檢測約占10%(四) 重要工程的驗收檢測，如核電站安全殼、大型電站基礎(chǔ)、水庫閘門和電站大 壩等的檢測約占5%在建工程功能改:吏施收臉測三、標準規(guī)程我們編制了我們現(xiàn)行的全部混凝土無損檢測規(guī)程，這些規(guī)程是：A中華人民共和國行業(yè)標準回彈法檢測混凝土抗壓強度技術(shù)規(guī)程(JGJ/T23-2001)B中國工程建設(shè)標準化協(xié)會標準超聲回彈綜合法檢測混凝土強度技術(shù)規(guī)程(CECS 02

4、:2005)C中國工程建設(shè)標準化協(xié)會標準鉆芯法檢測混凝土強度技術(shù)規(guī)程(CECS 03:88)D中國工程建設(shè)標準化協(xié)會標準超聲法檢測混凝土缺損技術(shù)規(guī)程(CECS 21:2000)E中國工程建設(shè)標準化協(xié)會標準后裝拔出法檢測混凝土強度技術(shù)規(guī)程(CECS 69:94)F中國建筑科學(xué)研究院企業(yè)標準貫入法檢測砌筑砂漿抗壓強度技術(shù)規(guī)程(Q/JY11-1998 )G中國建筑科學(xué)研究院企業(yè)標準回彈法檢測高強混凝土強度技術(shù)規(guī)程(Q/JY17-2000)四、混凝土強度測試誤差目前采用的幾種測強方法，測試誤差見表1:表1序測試方法誤差范圍(%)備注1鉆芯法7.0 9.0半破損2拔出法9.0 12.0半破損3貫入法10

5、.0 13.0微破損4綜合法10.0 15.0非破損5回彈法14.0 18.0非破損6超聲法18.0 22.0非破損五、檢測技術(shù)(一)混凝土測強1、回彈法、綜合法測強按(JGJ/T23-2001)、(CECS 02:2005)標準規(guī)定(1) 測區(qū)布置每個構(gòu)件對應(yīng)兩側(cè)面須布置10個測區(qū),其尺寸一般為200X 200mm勺方框，如圖1所示。 于910 柱梁墻圖1柱、梁、墻測區(qū)布置示意圖如按單個構(gòu)件檢測時，就在選取的構(gòu)件上均勻布置測區(qū)；如按批構(gòu)件檢測時，構(gòu)件抽 樣數(shù)量應(yīng)不少于同批構(gòu)件的30%,且不少于10件。綜合法規(guī)程還規(guī)定對一般施工質(zhì)量 的檢測和結(jié)構(gòu)性能的檢測，可按照現(xiàn)行國家標準建筑結(jié)構(gòu)檢測技術(shù)標

6、準GB/T50344的規(guī)定抽樣。對某一方向尺寸不大于 4.5m且另一方向尺寸不大于0.3m的構(gòu)件，其測區(qū) 數(shù)量可適當減少，但不應(yīng)少于 5個。（2）測試 在每個相對測區(qū)內(nèi)，回彈法各測8個回彈值;綜合法各測8個回彈和3 個超聲波聲時值；超聲測距（收、發(fā)換能器間的距離）。每個構(gòu)件測試2個測點的碳化值。（3）計算 將 測區(qū)內(nèi)16個回彈值，把較大3個和較小3個回彈值剔除，余下10v = Z / /個回彈值取平均值；碳化值取2個測點的平均值；聲速值為（式中一一聲速；上一超聲測距；5 為3個超聲波聲時值的平均值）?；貜椃ㄊ菍⑺嬎愕臏y區(qū)回彈值、碳化值查表（或計算）,得到測區(qū)強度值；綜合法是 將所計算的測區(qū)回

7、彈值、聲速值查表（或計算）,得到測區(qū)強度值；（4）強度推定綜合法規(guī)程規(guī)定，結(jié)構(gòu)或構(gòu)件混凝土抗壓強度推定值 一-，應(yīng)按下列規(guī)定確 疋：1當結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的測區(qū)抗壓強度換算值中出現(xiàn)小于10.0MPa的值時，該構(gòu)件的混凝/土抗壓強度推定值取小于10MPa2當結(jié)構(gòu)或構(gòu)件中測區(qū)數(shù)少于10個時TTi Th "i式中-結(jié)構(gòu)或構(gòu)件最小的測區(qū)混凝土抗壓強度換算值(MPa ,精確至O.IMPa。3當結(jié)構(gòu)或構(gòu)件中測區(qū)數(shù)不少于10個或按批量檢測時兀3 =用盜1.645遷u對按批量檢測的構(gòu)件，當一批構(gòu)件的測區(qū)混凝土抗壓強度標準差出現(xiàn)下列情況之一時，該批構(gòu)件應(yīng)全部按單個構(gòu)件進行強度推定:1 一批構(gòu)件的混凝土抗壓強度

8、平均值V25.0 MPa,標準差>4.50MPa2 一批構(gòu)件的混凝土抗壓強度平均值'''二=25.050.0 MPa，標準差'二 >5.50 MPa；3 一批構(gòu)件的混凝土抗壓強度平均值j'j二 >50.0 MPa,標準差 二 >6.50MPa2、鉆芯法、拔出法、貫入法測強按(CECS 03:88)、(CECS 69:94)標準規(guī)定方法技術(shù)要求鉆芯法拔出法貫入法抽1、按單個構(gòu)件檢測時，1、按單個構(gòu)件檢測時，1、每一被測構(gòu)件應(yīng)選取每個構(gòu)件的鉆芯數(shù)量不在構(gòu)件均勻布置3個測5個測區(qū);測區(qū)應(yīng)均勻應(yīng)少于3個;小構(gòu)件可點。當最大拔出力或最分布;

9、兩測區(qū)間距不宜樣取2個。小拔出力與中間值之差大于2m;大于15%寸，應(yīng)在最小?、對構(gòu)件的局部區(qū)域檢 測時,鉆芯數(shù)量及位置 應(yīng)由委托單位提出。拔出力測點附近再加測2個測點。2、每測區(qū)測試5點;每 一測點深度只能測量1次,精度為0,01mm;3、標準試件尺寸為f100,高度為100mm4、高度小于0.95d或大 于2.05d（d為芯樣試件 平均直徑）；任一直徑與平均直徑相差2mm以上；芯樣端面不平整度超過0.1mm;不垂直度超過2 ° ;試件有裂縫等缺陷。不能用作抗壓強度試驗。2、按批抽樣檢測時，抽 樣數(shù)量應(yīng)不少于總數(shù)的30%且不少于10件，每個構(gòu)件不應(yīng)少于3個測 點。3、測點宜布置在混

10、凝土 成型側(cè)面；相鄰兩測點 間距不應(yīng)小于10h,距 構(gòu)件邊緣不應(yīng)小于 4h（h錨固深度）。芯樣試件強度換算：混凝土強度換算：r = af-byr m丿匚一混凝土強度換-芯樣試件換算算值(MPa);強度(MPa);小一芯樣試件抗壓試F 拔出力(kN);驗的最大壓力（N）;丄4、匚一測強公式回衛(wèi)一芯樣試件的平均歸系數(shù)。3、測區(qū)針貫入值取5個測點中，將最大和最小值剔除后，取3點深度值的平均值m h =1/3 二'10- m im h 針貫入深度平均值；m i 第i個測點的 針貫入深度測量值。按批抽檢，抽檢數(shù)量應(yīng) 不少于同批構(gòu)件總數(shù)的 30%且不少于10件。混凝土強度換算：f 二口 + b*

11、di.“ 混凝土強度換算值(MPa);、白一測強公式回歸系數(shù)。直徑(mm);G不同咼徑比的芯樣試件混凝土強度換算 系數(shù)。見表2。構(gòu)單個構(gòu)件或單個構(gòu)件的1、單個構(gòu)件強度推定，1、單個構(gòu)件強度推定，局部區(qū)域,取芯樣試件單個構(gòu)件的拔出力計算取該構(gòu)件中最小值；換算值中的最小值作為值：推定值。2、批抽檢強度推定：件(1)當構(gòu)件3個拔出力 中最大和最小拔出力與 中間值之差均小于中間 值的15%,取最小值作 為該構(gòu)件拔出力計算 值；如有加測時，加測的 2個拔出力和最小拔出 力一起取平均值，再與 前一次的拔出力中間值 比較,取小值作為該構(gòu) 件拔出力計算值。如按批構(gòu)件推定強度， 用、公式計算， 取兩個公式中最大

12、者作 為該批構(gòu)件推定強度。當屬同批構(gòu)件按批抽樣 檢測時,若標準差出現(xiàn) 下列情況時，則該批構(gòu) 件應(yīng)按單個構(gòu)件檢測。1)當該批構(gòu)件混凝土強 度平均值小于或等于25MPa時;混凝2、批抽檢強度推定：土如按批構(gòu)件推定強度，堪 >4.5MPa用(1)、公式計算,2)當該批構(gòu)件混凝土強取兩個公式中最大者作度平均值大于25MPa為該批構(gòu)件推定強度。時；強當屬同批構(gòu)件按批抽樣檢測時,若標準差出現(xiàn) 下列情況時，則該批構(gòu) 件應(yīng)按單個構(gòu)件檢測?？?>5.5MPa度1)當該批構(gòu)件混凝土強度平均值小于或等于25MPa時；推篤二 >4.5MPa疋2）當該批構(gòu)件混凝土強 度平均值大于25MPa時；二 &g

13、t;5.5MPa（二）混凝土測缺由于鋼筋布置太密，或震搗不實，都能使混凝土結(jié)構(gòu)或構(gòu)件出現(xiàn)蜂窩、狗洞、疏 松、麻面等缺陷。按照（CECS 21:2000）技術(shù)規(guī)程對缺陷進行檢測。1、混凝土梁缺陷測試一般在有缺陷部位，在構(gòu)件的相對面，畫出大于缺陷范圍的網(wǎng)格線，以網(wǎng)格十字點作 為測點,逐點進行超聲波測試。2、混凝土柱缺陷測試fri jP1 K- IJr存酉.4.tf j 1 1 t 1 if |_|_-4-"|% M-rI *41 J3、梁、柱施工縫測試H皿口 “戸計垃：打14詩4、混凝土柱接頭測試5、混凝土梁、柱節(jié)點測試6、板、柱，空芯柱接頭測試F7、超聲波檢測灌注樁混凝土質(zhì)量&

14、淺裂縫測試J jlimi I、dFmiii!沁勺小X MKm六、混凝土缺陷顯示及定量分析技術(shù)由建設(shè)部科技發(fā)展司下達的“八五”科技攻關(guān)“混凝土缺陷顯示及定量分析研究”課題,編號“ 85 ” -21-5。該課題承擔單位是中國建筑科學(xué)研究院建筑結(jié)構(gòu) 研究所負責，協(xié)作單位是中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)電子技術(shù)系。經(jīng)過三年時間，按原訂計劃要求已完成研究工作，并于1998年12月通過專家鑒定。對混凝土缺陷的研究、應(yīng)用還處 在定性和半定量水平，現(xiàn)只能借助儀器所能檢測的聲時、幅度和頻率，尚不能準確判斷混凝土缺陷位置、尺寸大小等?，F(xiàn)行使用的“超聲法檢測混 凝土缺陷技術(shù)規(guī)程”（CECS 21:2000）仍不能對混凝土缺陷作定

15、 量分析。如果將超聲波穿透混凝土缺陷所 獲得的信號進行采集分析（頻譜），并利用計算機輔助設(shè)計技術(shù)，將混凝土缺陷的信息， 轉(zhuǎn)換成模擬量，就可以把結(jié)構(gòu)混凝土內(nèi)部缺陷、范圍大小等用圖象顯示出來。本課題屬 于高科技項目，它涉及目前最新高速采集技術(shù)，將混凝土缺陷的超聲波信號傳輸給計算 機，采用頻譜分析、統(tǒng)計分析和相關(guān)分析的方法，尋求通過混凝土缺陷的接收波形和定 量分析缺陷的相關(guān)參數(shù)，并驗證其可靠性；將混凝土缺陷的超聲波信息轉(zhuǎn)換成模擬量， 把缺陷位置、范圍用圖象顯示出來。A試件測試結(jié)果（成像）：鑒定意見：一、 所提交的技術(shù)文件資料基本齊全完整、技術(shù)數(shù)據(jù)可靠，滿足鑒定要求。二、該課題立題符合混凝土質(zhì)量檢測的

16、需要，是高科技項目，使用目前最新的 高速采集技術(shù)，利用超聲波對混凝土缺陷進行檢測，將測點波形數(shù)字化，高速采樣傳輸 到數(shù)據(jù)庫中；用波形信號進行頻譜分析、相關(guān)分析和回歸分析；將分析結(jié)果按單參數(shù)、 多參數(shù)模擬量，用模擬量進行定量分析，把缺陷范圍用圖象顯示出來。這一技術(shù)填補了 在這方面的空白，是我國工程質(zhì)量檢測技術(shù)方面的一個突破。對確?；炷凉こ藤|(zhì)量具 有十分重要的意義和較高的實用價值。三、該技術(shù)推廣應(yīng)用價值大，達到了國際先進水平。建議：混凝土缺陷定量分析再進一步深化，并擴大工程現(xiàn)場檢測的應(yīng)用。七、檢測方法與儀器（一）混凝土強度檢測回彈法：回彈儀（HT225、HT2207R ZC3-A 博遠BY2002H數(shù)字回彈儀）。綜合法：回彈儀（HT225、ZC3-A）超聲儀（CTS-25、CTS-35A 2000A、ZBL-U5 NM-4A）,鉆芯法：鉆芯機（HZ-160、HZ-160A HZ-15多功能型）。拔出法：拔出儀（CAPO-TEST LOK-TEST TYL PL 系列）。貫入法：貫入儀（SY系列）。小芯樣法：對小直徑芯樣進行劈裂，直壓測定混凝土強度。（二）混凝土缺陷檢測超聲法:超聲儀（同上）,可檢測混凝土結(jié)構(gòu)和灌注樁混凝土質(zhì)量。雷達法:美國SIR-2系統(tǒng)。（三）鋼筋位置及直徑檢測磁感應(yīng)法：鋼筋保護層測定儀（瑞士 PQ-120A瑞士