混凝土的強度檢測方法課件

混凝土強度檢測方法1.回彈法檢測混凝土強度2.超聲法檢測混凝土強度3.超聲回彈法檢測混凝土強度4.鉆芯法檢測混凝土強度5.拔出法檢測混凝土強度6.雷達法檢測混凝土強度7.沖擊回波法檢測混凝土強度8.紅外成像法檢測混凝土強度9.超聲波CT法檢測混凝土強度1.回彈法檢測混凝土強度回彈法、超聲回彈綜合法是現(xiàn)場檢測混凝土強度應用最廣的無損檢測方法。原理—由于混凝土的抗壓強度與其表面硬度之間存在某種相關關系，而回彈儀的彈擊錘以一定的彈力打擊在混凝土表面上，其回彈高度（通過回彈儀讀得回彈值）與混凝土表面硬度成一定的比例關系。因此以回彈值反映混凝土表面硬度，根據(jù)表面硬度則可推求混凝土的抗壓強度。特點—用回彈法檢測混凝土抗壓強度，雖然檢測精度不高，但是設備簡單、操作方便、測試迅速，以及檢測費用低廉，且不破壞混凝土的正常使用，故在現(xiàn)場直接測定中使用較多?；貜梼x的質量及其穩(wěn)定性是保證回彈法檢測精度的技術關鍵回彈儀按回彈沖擊能量大小分為重型、中型、輕型，混凝土抗壓強度不大于C50，宜采用中型回彈儀，不小于C60時，宜采用重型回彈儀回彈法檢測混凝土強度的影響因素采用回彈儀測定混凝土表面硬度以確定混凝土抗壓強度是根據(jù)混凝土硬化后其表面硬度（主要是混凝土內沙漿部分的硬度）與抗壓強度之間有一定的相關關系。通常，影響混凝土的抗壓強度與回彈值的因素并不都是一致的，某些因素只對其中一項有影響，而對另一項不產(chǎn)生影響或影響甚微。弄清這些影響因素的作用及影響程度，對正確制訂及選擇測強曲線、提高測試精度是很重要的。

我國回彈法研究成果基本只適用普通混凝土（由水泥、普通碎（卵）石、砂和水配制的質量密度為1950~2500Kg/m3的混凝土）。1.原材料混凝土抗壓強度大小主要取決于其中的水泥沙漿的強度、粗集料的強度及二者的粘結力?；炷恋谋砻嬗捕瘸饕c水泥沙漿強度有關外，一般和粗骨料與沙漿的粘結力以及混凝土內部性能關系并不明顯。2.外加劑

試驗表明，可以不考慮非引氣型外加劑對混凝土回彈測強的影響。3.成型方法

試驗表明，只要成型后的混凝土基本密實，手工插搗和機振對回彈測強無顯著影響。但對一些采用離心法、真空法、壓漿法、噴射法和混凝土表層經(jīng)過各種物理、化學方法處理成型的混凝土，應慎重使用回彈法的統(tǒng)一測強曲線，必須經(jīng)過實驗驗證后方可使用。4.養(yǎng)護方法及濕度

國內外一致認為濕度對回彈法測強有較大的影響。試驗表明，濕度對于低強度混凝土影響較大，隨著強度的增長，濕度的影響逐漸減小，對于齡期較短的較高強度的混凝土的影響已不明顯。5.碳化及齡期

6.模板

7.泵送混凝土

非泵送混凝土中很少摻加外加劑或僅摻加非引氣型外加劑，而泵送混凝土則摻加了加氣型泵送劑、砂率增加、粗骨料粒徑減小、塌落度明顯增大。故有必要對回彈法檢測泵送混凝土抗壓強度進行修正。8.其它

混凝土分層泌水現(xiàn)象使一般構件底邊石子較多，回彈讀數(shù)偏高；表層泌水，水灰比略大，面層疏松，回彈值偏低。

鋼筋對回彈值的影響視混凝土保護層厚度、鋼筋直徑極其密集程度而定。資料表明：當保護層厚度大于20mm，鋼筋直徑為4-6mm時，可以不考慮它的影響。

約束力、大氣溫度、構件的曲率半徑、厚度和剛度以及測試技術強度計算回彈值計算從每一個測區(qū)所得的16個回彈值中，剔除3個最大值和3個最小值后，將余下的10個回彈值取平均值，精確至0.1；回彈值修正①對于回彈儀非水平方向檢測混凝土澆筑側面時，回彈值按下式校正。Rm=Rmα+Raα式中，Rmα為非水平方向檢測時測區(qū)的平均回彈值，精確至0.1；Raα為非水平方向檢測時測區(qū)的平均回彈值的修正值，②將回彈儀水平方向檢測混凝土澆筑表面時得的回彈值，或相當于水平方向檢測混凝土澆筑面時的回彈值，按下式修正：Rm=Rmt＋Rat，Rm=Rmb＋Rab.式中，Rmt，Rmb為水平方向（或相當于水平方向）檢測混凝土澆筑表面、底面，測區(qū)的平均回彈值，精確至0.1；Rat，Rab為混凝土澆筑表面、底面回彈值的修正值碳化深度計算

異常數(shù)據(jù)分析混凝土強度不是定值，它服從正態(tài)分布。混凝土強度無損檢測屬于多次測量的試驗，可能會遇到個別誤差不合理的可疑數(shù)據(jù)，應予以剔除。根據(jù)統(tǒng)計理論，絕對值越大的誤差，出現(xiàn)的概率越小，當劃定了超越概率或保證率時，其數(shù)據(jù)合理范圍也相應確定。因此，可以選擇一個“判定值”去和測量數(shù)據(jù)比較，超出判定值者則認為包含過失誤差而應剔除。強度推定按批量檢測，其混凝土強度推定值由下式計算：式中，Rm，mine為該批構件中最小的測區(qū)混凝土強度換算值的平均值（MPa），精確至0.1MPa。該批構件混凝土強度推定值取上述公式中（Rm或R2）較大值。對于按批量檢測的構件，當該批構件混凝土強度標準差出現(xiàn)下列情況之一時，則該批構件應該全部按單個構件進行檢測：①當該批構件混凝土強度平均值小于25MPa時，S大于4.5MPa。②當該批構件混凝土強度平均值不小于25MPa時，S大于5.5MPa。當按單個構件計算時以最小值為該構件的混凝土強度推定值：R=Rm，mine.2.超聲法檢測混凝土強度依據(jù)超聲波檢測混凝土的強度基本的依據(jù)是超聲波傳播速度與混凝土的彈性性質的密切關系。在實際檢測中，超聲聲速通過混凝土彈性模量與其力學強度的內在聯(lián)系，與混凝土抗壓強度建立相關關系以推定混凝土的強度。超聲測強以混凝土立方試塊28天齡期抗壓強度為基準，大體是把這種混凝土當做彈性體看待，而原材料品種規(guī)格、配合比、施工工藝等影響著超聲檢測參數(shù)，所以采用預先校正方法建立超聲測強的經(jīng)驗公式。國內采用統(tǒng)計方法建立專用曲線或數(shù)學表達式如下

和兩種非線性的數(shù)學表達式——動力彈性模量A、B、C——經(jīng)驗系數(shù)超聲法的特點（1）檢測過程無損于材料、結構的組織和使用性能；（2）直接在構筑物上檢測試驗并推定其實際的強度；（3）重復或復核檢測方便，重復性良好；（4）超聲法具有檢測混凝土質地均勻性的功能，有利于測強測缺的結合，保證檢測混凝土強度建立在無缺陷、均勻的基礎上合理地評定混凝土的強度；（5）超聲法采用單一聲速參數(shù)推定混凝土強度。當有關影響因素控制不嚴時，精度不如多因素綜合法，超聲法仍有其特殊的適應性。主要影響因素1.橫向尺寸效應關于試件橫向尺寸的影響，在測量聲速時必須注意。通常，縱波速度是指在無限大介質中測得，隨著試件橫向尺寸減小，縱波速度可能向桿、板的聲速或表面波速度轉變，即聲速比無限大介質中縱波聲速要小。2.溫度和濕度的影響混凝土處于環(huán)境溫度為5℃—30℃情況下，因溫度升高引起的速度減小值不大；當環(huán)境溫度在40℃—60℃范圍內，脈沖速度值約降低5%，這可能是由于混凝土內部的微裂縫增多所致。溫度在0℃以下時，由于混凝土中的自由水結冰，使脈沖速度增加（自由水的v=1.45km/s，冰的v=3.50km/s）。混凝土的抗壓強度隨其含水率的增加而降低，而超聲波傳播速度v隨孔隙被水填滿而逐漸增高。飽水混凝土的含水率增高4%，傳播速度v相應增大6%。速度的變化特性取決于混凝土的結構，隨著混凝土孔隙率的增大，干混凝土比空氣中養(yǎng)護的混凝土具有更高的超聲傳播速度。水下養(yǎng)護混凝土的強度最大，其傳播速度高達4.06km/s；而相同強度但暴露在空氣里養(yǎng)護的混凝土的傳播速度約4.10km/s。3.結構混凝土中鋼筋的影響與修正4.粗骨料品種、粒徑和含量的影響5.水灰比及水泥用量影響

混凝土的抗壓強度取決于水灰比，隨著w/c降低，混凝土的強度、密實度以及彈性性質則相應提高，超聲脈沖在混凝土中的傳播速度也相應增大

6.混凝土齡期和養(yǎng)護方法的影響

試驗證明，在硬化早期或低強度時，混凝土的強度fcu的增長小于聲速v的增長。隨著硬化進行，或對強度較高的混凝土，fcu/dv值迅速增大，即fcu值迅速增長大于v值的增長，甚至在強度達到一定值后，超聲傳播速度增長極慢長。7.混凝土缺陷與損傷對測強的影響

研究證明，荷載超過某一定范圍對超聲檢測影響是存在的，一般認為構件受力超過30——50%的極限破壞應力時，混凝土內部不同程度地產(chǎn)生損傷，超聲聲速將隨受力增大而降低建立超聲測強曲線的方法

混凝土中的超聲波傳播的速度v與混凝土的抗壓強度fcu之間有著良好的相關性，即混凝土的強度越高，相應的超聲聲速也越高。一般說來，以非線性的數(shù)學模型擬合其間的相關性更能反映關系的規(guī)律?；炷翉姸扰c超聲傳播聲速之間相關規(guī)律是隨著技術條件變化而異，即定量關系是受混凝土的組分及技術條件諸如水灰比、水泥用量、骨料粒徑和用量、養(yǎng)護條件、含水率等因素影響而異的。因此，各類混凝土沒有統(tǒng)一的fcu關系曲線，即尚不能根據(jù)超聲聲速檢測混凝土強度，須以一定數(shù)量的相同技術條件的混凝土試件實行校正試驗，預先建立fcu校正曲線，然后用超聲聲速推算混凝土的強度，這樣推算的強度值才能達到比較滿意的精度。試驗設計與方法為了建立fcu-v的相關曲線，并且有較寬的適用范圍，要求試件強度和超聲聲速對應的檢測值要有較大的變動范圍，一般按不同原材料規(guī)格品種采用變化配合比、齡期和水灰比等方法制備一批混凝土試件，測定試件的平均聲速，然后作抗壓強度試驗。試塊的聲速試驗數(shù)據(jù)分析處理按下式計算vi=l/tm×10(km/s)計算精確度0.01(km/s)。式中l(wèi)—發(fā)、收換能器的測試距離，即試塊的測試寬度（cm），計算精度0.01m。tm—測區(qū)（試塊）的平均聲時值（單位μs=10-6S），計算精度0.1（μs）。如果個別測點聲時偏差超過試塊聲時平均值的±5%時，則該試塊應予以棄除。

試塊的極限抗壓強度按下式計算：Fcu=F/A×K(MPa)式中F—極限載荷（N）；

A—試塊承壓面積（mm2）；

K—試塊尺寸換算系數(shù)（邊長為150mm立方體的系數(shù)為1；邊長為100mm立方體的系數(shù)為0.95；邊長為200mm立方體的系數(shù)為1.05）。混凝土立方體試塊抗壓強度計算應精確至0.1MPa。以三個試塊的算術平均值作為該組試塊的抗壓強度值。三個測值中的最大值或最小值中如有一個與中間值的差超過中間值的15%，則把最大值及最小值一并棄除，取中間值作為該組試塊的抗壓強度；如兩個測試值與中間值相差均超過15%，則此組試驗結果無效。3.超聲回彈法檢測混凝土強度

優(yōu)點

由于綜合法采用多項物理參數(shù)，能較全面地反映構成混凝土強度的各種因素，并且還能抵消部分影響強度與物理量相關關系的因素，因而它比單一物理量的無損檢測方法（回彈法、超聲法）具有更高的準確性和可靠性。例如:混凝土標養(yǎng)試件，對回彈法來講，隨著混凝土齡期的增長，混凝土表面硬化，加上混凝土表面結硬，使回彈值偏高，對潮濕混凝土表面硬度降低，回彈值顯著偏低。對超聲法來講，情況卻相反，隨著齡期增長，混凝土內部逐漸趨于干燥，傳播速度偏低，對潮濕混凝土傳播速度要比干燥混凝土要快。如果將兩種單一方法結合后，混凝土齡期和濕度的影響可以相互抵消而不加考慮了。這樣，綜合法正是利用了兩種對構件損傷最小，一個利用構件內部的物理指標，一個從表面硬度著手，起到由表至內多側面綜合反應混凝土抗壓強度。另外，綜合法和半破損法的鉆芯法相比也有一定的優(yōu)點，鉆芯法由于要造成結構或構件局部結構破壞，不宜在一結構中大面積使用。這樣“超聲波脈沖速度—回彈值”綜合法成了混凝土強度無損檢測技術的一個重要發(fā)展方法。芯樣應有結構或構件的下列部位鉆?。?/p>

1結構或構件受力較小的部位；2混凝土強度質量具有代表性的部位；3便于鉆芯機安放與操作的部位；4避開主筋、預埋件和管線的位置。

芯樣應進行標記。當所取芯樣高度和質量不能滿足要求時，則應重新鉆取芯樣。芯樣的加工及技術要求芯樣試件內不宜含有鋼筋。如不能滿足此項要求時，抗壓試件應符合下列要求：