建筑結(jié)構(gòu)檢測技術之綜合法

建筑結(jié)構(gòu)檢測技術之綜合法第1頁，共21頁，2023年，2月20日，星期一建筑結(jié)構(gòu)檢測技術－結(jié)構(gòu)混凝土抗壓強度檢測－超聲、回彈綜合法超聲-回彈綜合法的基本原理超聲和回彈法都是以材料的應力應變行為與強度的關系為依據(jù)的。但超聲法主要反映材料的彈性性質(zhì)，同時，由于它穿過材料，因而也反映材料內(nèi)部構(gòu)造的某些信息?；貜椃ǚ从沉瞬牧系膹椥孕再|(zhì)，同時在一定程度上也反映了材料的塑性性質(zhì)，但它只能確切反映混凝土表層的狀態(tài)。因此，超聲與回彈值的綜合，既能反映混凝土的彈性，又能反映混凝土的塑性；既能反映表層的狀態(tài)，又能反映內(nèi)部的構(gòu)造，自然能較確切地反映混凝土的強度。這就是超聲一回彈綜合法基本依據(jù)的一個方面?；疽罁?jù)的另一方面是，實踐證明將聲速C和回彈值N合理綜合后，能消除原來影響R-C與R-N關系的許多因素。這就使綜合的混凝土抗壓強度R-回彈值N-聲速C關系有更廣的適應性和更高的精度，而且使不同條件的修正大為簡化。第2頁，共21頁，2023年，2月20日，星期一建筑結(jié)構(gòu)檢測技術－結(jié)構(gòu)混凝土抗壓強度檢測－超聲、回彈綜合法水泥品種及水泥用量的影響一般認為，水泥品種對聲速C及回彈值N有影響的原因主要有兩點：第一，由于各種水泥密度不同，導致混凝土中水泥體含量存在差異；第二，由于各種水泥的強度發(fā)展規(guī)律不同，硅酸鹽水泥及普通硅酸鹽水泥中硅酸三鈣的含量較高，因此強度發(fā)展較快。而摻混合材料水泥則因硅酸三鈣的相對含量較低，早期強度發(fā)展較慢，這樣導致配比相同的混凝土，由于水泥品種不同而造成在某一齡期區(qū)間內(nèi)（28d以前）強度不同。但就檢測中的實際情況進行分析可知，水泥密度不同所引起的混凝土中水泥體積含量的變化是很小的，不會引起聲速和回彈值的明顯波動。各種水泥強度存在不同的發(fā)展規(guī)律，但其影響主要在早期，據(jù)試驗，在早期若以普通水泥混凝土的推算強度為基準，則礦渣水泥混凝土實際強度可能低10%，即推算強度應乘以0.9的修正系數(shù)。但是28d以后這一影響已不明顯，兩者的強度發(fā)展趨向一致。而實際工程檢測一般都在28d以后，所以在“超聲-回彈”綜合法中，水泥品種的影響可不予修正是合理的。

第3頁，共21頁，2023年，2月20日，星期一建筑結(jié)構(gòu)檢測技術－結(jié)構(gòu)混凝土抗壓強度檢測－超聲、回彈綜合法2.碳化深度的影響在回彈法測強中，碳化對回彈值有顯著影響，因而必須把碳化深度作為一個重要參量。但是，試驗證明，在綜合法中碳化深度每增加1mm，用R-N-C關系推算的混凝土強度僅比實際強度高0.6%左右。在綜合法中碳化因素可不予修正的原因，是由于碳化僅對回彈值產(chǎn)生影響，而回彈值N在整個綜合關系中的加權比單一采用回彈法時的力要小得多。同時，一般來說，碳化深度較大的混凝土含水量相應降低，導致聲速稍有下降，在綜合關系中也抵消因回彈值上升所造成的影響。第4頁，共21頁，2023年，2月20日，星期一建筑結(jié)構(gòu)檢測技術－結(jié)構(gòu)混凝土抗壓強度檢測－超聲、回彈綜合法砂子品種及砂率的影響用山砂、特細砂及中河砂所配制的混凝土進行對比試驗，結(jié)果證明，砂的品種對R-N-C綜合關系無明顯影響，而且當砂率在常用的30%上下波動時，對R-N-C綜合關系也無明顯影響。其主要原因是，在混凝土中常用砂率的波動范圍有限，同時砂的粒度遠小于超聲波長，對超聲濾在混凝土中的傳播狀態(tài)不會造成很大影響。但當砂率明顯超出混凝土常用砂率范圍（例如小于28%或大于44%）時，也不可忽視，而應另外設計專用曲線。第5頁，共21頁，2023年，2月20日，星期一建筑結(jié)構(gòu)檢測技術－結(jié)構(gòu)混凝土抗壓強度檢測－超聲、回彈綜合法石子品種、用量及石子粒徑的影響若以卵石和碎石進行比較，試驗證明，石子品種對R-N-C關系有十分明顯的影響。由于碎石和卵石的表面情況完全不同，使混凝土內(nèi)部界面的粘結(jié)情況也不同。在配合比相同時，碎石因表面粗糙，與砂漿的界面粘結(jié)較好，因而混凝土的強度較高，卵石則因表面光滑而影響粘結(jié)，混凝土強度較低。但超聲速度和回彈值對混凝土內(nèi)部的界面粘結(jié)狀態(tài)并不敏感。當石子用量變化時，聲速將隨含石量的增加而增加，回彈值也隨含石量的增加而增加。當石子最大粒徑為2-4cm，范圍內(nèi)變化時，對R-N-C的影響不明顯。第6頁，共21頁，2023年，2月20日，星期一建筑結(jié)構(gòu)檢測技術－結(jié)構(gòu)混凝土抗壓強度檢測－超聲、回彈綜合法測試面的位置及表面平整度的影響當采用鋼?；蚰灸Ｊ┕r，混凝土的表面平整度明顯不同，采用木模澆筑的混凝土表面不平整，往往影響探頭的耦合，因而使聲速偏低，回彈值也偏低。但這一影響與木模的平整程度有關，很難用一個統(tǒng)一的系數(shù)來修正，因此一般應對不平整表面進行磨光處理。當在混凝土澆筑上表面或在底面進行測試時，由于石子離析下沉及表面泌水、浮漿等因素的影響，其聲速與回彈值均與側(cè)面測量時不同。若以側(cè)面測量為準，上表面或底面測量時對聲速及回彈值均應乘以修正系數(shù)。第7頁，共21頁，2023年，2月20日，星期一建筑結(jié)構(gòu)檢測技術－結(jié)構(gòu)混凝土抗壓強度檢測－超聲、回彈綜合法從以上分析來看，聲速-回彈綜合法的影響因素，比聲速或回彈單一參數(shù)法的要少得多。

第8頁，共21頁，2023年，2月20日，星期一建筑結(jié)構(gòu)檢測技術－結(jié)構(gòu)混凝土抗壓強度檢測－超聲、回彈綜合法超聲波檢測儀技術要求①超聲波檢測儀應通過技術鑒定，并必須具有產(chǎn)品合格證。②儀器的聲時范圍應為0.5~9999μs，測讀精度為0.1μs。③儀器應具有良好的穩(wěn)定性，聲時顯示調(diào)節(jié)在2~30μs范圍內(nèi)時，2h內(nèi)聲時顯示的漂移不得大于±0.2μs。④儀器的放大器頻率響應宜分為10~200kHz，200~500kHz兩頻段。⑤儀器宜具有示波屏顯示及手動游標測讀功能。顯示應清晰穩(wěn)定。若采用整形自動測讀，混凝土超聲測距不得超過1m。⑥儀器應能適用于溫度為-10℃~+40℃、相對濕度不大于80%、電源電壓波動為220V±22V的環(huán)境中，且能連續(xù)4h正常工作。第9頁，共21頁，2023年，2月20日，星期一建筑結(jié)構(gòu)檢測技術－結(jié)構(gòu)混凝土抗壓強度檢測－超聲、回彈綜合法換能器技術要求①換能器宜采用厚度振動形式電壓材料。②換能器的頻率宜在50~200kHz范圍以內(nèi)。③換能器實測頻率與標稱頻率相關應不大于±10%。第10頁，共21頁，2023年，2月20日，星期一建筑結(jié)構(gòu)檢測技術－結(jié)構(gòu)混凝土抗壓強度檢測－超聲、回彈綜合法超聲儀器檢驗和操作超聲儀器檢驗時應滿足下列要求：①緩慢調(diào)節(jié)延時旋鈕，數(shù)字顯示滿足十進位遞交的要求；②調(diào)節(jié)聚焦、輝度和掃描延時旋鈕，掃描基線清晰穩(wěn)定；③換能器與標準棒耦合良好，衰減器及發(fā)射電壓正常；④超聲波在空氣中傳播的計算聲速與實測聲速值相比，相差不大于±0.5%。第11頁，共21頁，2023年，2月20日，星期一建筑結(jié)構(gòu)檢測技術－結(jié)構(gòu)混凝土抗壓強度檢測－超聲、回彈綜合法超聲儀器應按下列步驟進行操作：①操作前應仔細閱讀儀器使用說明書；②儀器在接通電源前，應檢查電源電壓，接上電源后，儀器宜預熱10min；③換能器與標準棒應耦合良好，調(diào)節(jié)首波幅度至30~40mm后測讀聲時值。有調(diào)零裝置的儀器，應調(diào)節(jié)調(diào)零電位器以扣除初讀數(shù)；④在實測時，接收信號的首波幅度均應調(diào)至30~40mm后，才能測讀每個測點的聲時值。第12頁，共21頁，2023年，2月20日，星期一建筑結(jié)構(gòu)檢測技術－結(jié)構(gòu)混凝土抗壓強度檢測－超聲、回彈綜合法檢測儀器維護超聲儀應按下列規(guī)定進行維護：①如儀器在較長時間內(nèi)停用、每月應通電一次，每次不少于1h；②儀器需存放在通風、陰涼、干燥處，無論存放或工作，均需防塵；③在搬運過程中須防止碰撞和劇烈振動。換能器應避免摔損和撞擊，工作完畢應擦拭干凈單獨存放。換能器的耦合面應避免磨損。第13頁，共21頁，2023年，2月20日，星期一建筑結(jié)構(gòu)檢測技術－結(jié)構(gòu)混凝土抗壓強度檢測－超聲、回彈綜合法“超聲-回彈”綜合法適用范圍采用超聲回彈綜合法時，被檢測混凝土的內(nèi)外質(zhì)量應無明顯差異，且混凝土的抗壓強度不應超過相應技術規(guī)程限定的范圍；（1）對原有預留試塊的抗壓強度有懷疑，或沒有預留試塊時；（2）因原材料、配合比以及成型與養(yǎng)護不良而發(fā)生質(zhì)量問題時；（3）已使用多年的老結(jié)構(gòu)，為了維修作加固處理，需取得混凝土實際強度值，而且有將結(jié)構(gòu)上鉆取的芯樣進行校核的條件。（4）“超聲-回彈”綜合法對遭受凍傷、化學腐蝕、火災、高溫損傷的混凝土，被測構(gòu)件厚度小于100mm及環(huán)境溫度低于-4℃或高于60℃的情況下，一般不宜使用，若必須使用時，應作為特殊問題研究解決?？傊?，凡是不宜進行回彈法或超聲單一參數(shù)檢測的工程，綜合法也不宜使用。第14頁，共21頁，2023年，2月20日，星期一建筑結(jié)構(gòu)檢測技術－結(jié)構(gòu)混凝土抗壓強度檢測－超聲、回彈綜合法“超聲-回彈”綜合法測區(qū)的布置和抽樣方法測區(qū)應在構(gòu)件上均勻分布，測試面宜布置在澆筑的對側(cè)面，避開鋼筋密集區(qū)及預埋鐵件處，側(cè)面應清潔、平整、干燥、無蜂窩、麻面和飾面層，必要時可用砂輪片清除浮漿、油污等雜物，或磨去不平整的模板印痕。測區(qū)的構(gòu)件檢測分為按單個檢測或按批檢測兩種情況：按單個構(gòu)件檢測時，測區(qū)數(shù)應不少于10個。若構(gòu)件長度不足2m，測區(qū)數(shù)可適當減少，但最少不得少于3個；按批檢測時，可將構(gòu)件種類和施工狀態(tài)相同，強度等級相同，原材料、配合比、施工工藝及齡期相同的構(gòu)件或施工流程中同一施工段的構(gòu)件作為一批。同一批的構(gòu)件抽樣數(shù)量應不少于同批構(gòu)件總數(shù)的30%，而且不少于10件，每個構(gòu)件上測區(qū)數(shù)不少于10個。測區(qū)的尺寸為200mm×200mm，每一構(gòu)件上相鄰測區(qū)的間距不大于2m。第15頁，共21頁，2023年，2月20日，星期一建筑結(jié)構(gòu)檢測技術－結(jié)構(gòu)混凝土抗壓強度檢測－超聲、回彈綜合法結(jié)構(gòu)或構(gòu)件混凝土特征強度的推定以上用R-N-C關系基準曲線所推算的強度是每一個測區(qū)的強度，即相當于一個試塊的強度。為了對構(gòu)件或結(jié)構(gòu)的混凝土強度作出總體評價，其推定方法如下：1.單個構(gòu)件混凝土特征強度的推定取該構(gòu)件各測區(qū)中最小的推算強度，作為該構(gòu)件混凝土的推定強度。2.按批檢驗時，結(jié)構(gòu)或構(gòu)件混凝土特征強度的推定按下述方法推定：fcu,e＝mfcuc－1.645Sfcucmfcu,minc=1/J∑fcu,min,J式中fcu,e

－結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的測區(qū)強度推定值（MPa），精確至0.1MPafcu,minc－構(gòu)件中最小的測區(qū)混凝土強度換算值（MPa），精確至0.1MPa。

mfcuc

－結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的測區(qū)強度換算值的平均值（MPa），精確至0.1MPaSfcuc－結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的測區(qū)強度換算值的標準差（MPa），精確至0.1MPafcu,min,J

－第j個結(jié)構(gòu)或構(gòu)件中測區(qū)混凝土強度換算值的最小值（MPa），精確至0.1MPa。

J－為批中構(gòu)件數(shù)首先按上式計算出結(jié)構(gòu)或構(gòu)件混凝土的推定強度和檢測批中所測構(gòu)件的測區(qū)最小強度平均值，然后取其中較大值作為該批結(jié)構(gòu)或構(gòu)件混凝土的最終推定強度。按批抽檢的構(gòu)件，當全部測定推算的強度值標準差出現(xiàn)下列情況時：混凝土強度等級≤C20時：＞4.5MPa混凝土強度等級＞C20時：＞5.5MPa則該批構(gòu)件應全部按單個構(gòu)件