混凝土材料力學(xué)性能檢測-超聲回彈綜合法檢測混凝土強(qiáng)度

、混凝土材料力學(xué)性能現(xiàn)場檢測、超聲綜合法測強(qiáng)的基本原理和技術(shù)要求教學(xué)目標(biāo)重點難點教學(xué)目標(biāo)：1.知識目標(biāo)：通過本課教學(xué)使學(xué)生了解超聲回彈綜合法的發(fā)展歷史，掌握其基本原理和技術(shù)要求2.技能目標(biāo)：掌握混凝土超聲波檢測儀的技術(shù)要點3.態(tài)度目標(biāo)：通過學(xué)生勤奮學(xué)習(xí)學(xué)生能正確對待學(xué)習(xí)，養(yǎng)成良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣，尋找有效的學(xué)習(xí)方法重點：超聲回彈綜合法的基本原理難點：超聲波檢測儀的技術(shù)要點復(fù)習(xí)回顧復(fù)習(xí)回顧上次課題的主要內(nèi)容提出本次課題學(xué)習(xí)的問題，學(xué)生思考超聲回彈綜合法的技術(shù)要點？目錄

超聲回彈綜合法是根據(jù)實測聲速值和回彈值綜合推定混凝土強(qiáng)度的方法。超聲回彈綜合法檢測混凝土強(qiáng)度，是1966年由羅馬尼亞建筑及建筑經(jīng)濟(jì)科學(xué)研究院首次提出的，并編制了相關(guān)技術(shù)規(guī)程，曾受到各國科技工作者的重視。我國于1976年引進(jìn)了這一方法，在結(jié)合我國具體情況的基礎(chǔ)上，許多科研單位進(jìn)行了大量試驗，數(shù)十年來完成了多項科研成果，在結(jié)構(gòu)混凝土工程的質(zhì)量檢測中已經(jīng)獲得廣泛的推廣應(yīng)用。實踐證明，以超聲波穿透試件的內(nèi)部聲速值和反映試件表面硬度的回彈值來綜合檢測結(jié)構(gòu)混凝土的抗壓強(qiáng)度，與單一方法比較，其精度高，適用范圍廣。1988年由中國工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會批準(zhǔn)了我國第一本《超聲回彈綜合法檢測混凝土強(qiáng)度技術(shù)規(guī)程》(CECS02：88)，2005年進(jìn)行了修訂，名稱未變，仍為《超聲回彈綜合法檢測混凝土強(qiáng)度技術(shù)規(guī)程》，編號為CECS02：2005。本書以標(biāo)準(zhǔn)超聲回彈綜合法檢測混凝土強(qiáng)度主要以《超聲回彈綜合法檢測混凝上強(qiáng)度技術(shù)規(guī)程》(CECS02：2005)為依據(jù)進(jìn)行編寫。目錄二、基本原理

超聲回彈綜合法是指采用混凝土超聲波檢測儀和混凝土回彈儀，在結(jié)構(gòu)混凝土同一測區(qū)分別測量聲速值ν(在混凝土中，超聲脈沖單位時間內(nèi)的傳播距離)及回彈值R，當(dāng)采用山東省測強(qiáng)曲線時尚需測量混凝土碳化深度d，根據(jù)混凝土強(qiáng)度與表面硬度以及超聲波在混凝土中的傳播速度之間的相關(guān)關(guān)系推定混凝土強(qiáng)度等級，即或。與單一回彈法或超聲法相比，超聲回彈綜合法具有以下優(yōu)點：(1)減少齡期和含水率的影響?；炷恋穆曀僦党艽止橇系挠绊懲猓€受混凝土的齡期和含水率等因素的影響。而回彈值除受表面狀態(tài)的影響外，也受混凝土的齡期和含水率的影響。但是，混凝土的齡期和含水率對其聲速值和回彈值的影響有著本質(zhì)的不同，混凝土含水率高，超聲波的聲速偏高，而混凝土值偏低；混凝土的齡期長，超聲波聲速的增長率下降，而回彈值則因混凝土碳化深度增大而提高。因此二者結(jié)合起來測定混凝土強(qiáng)度就可以部分減少齡期和含水率的影響。(2)彌補(bǔ)相互不足。采用回彈法和超聲法綜合測定混凝土強(qiáng)度，既可內(nèi)外結(jié)合，又能在較低或較高的強(qiáng)度區(qū)間相互彌補(bǔ)不足．能夠全面地反映結(jié)構(gòu)混凝土的實際質(zhì)量，(3)提高測試精度。由于綜合法能夠減少一些因素的影響，比較全面地反映整體混凝土質(zhì)量，所以對提高無損檢測混凝土強(qiáng)度的精度具有明顯的效果。目錄三、檢測儀器3混凝土超聲波檢測儀的保養(yǎng)2混凝上超聲波檢測儀的檢驗和校準(zhǔn)1混凝土超聲波檢測儀的技術(shù)要求4換能器

超聲回彈綜合法采用的主要儀器有混凝土回彈儀和混凝上超聲波檢測儀。混凝土回彈儀采用沖擊能量為2.207J的中型回彈儀，其使用要求、檢定、保養(yǎng)及使用方法均同回彈法，可根據(jù)回彈法進(jìn)行，此處不再贅述。此處重點介紹混凝土超聲波檢測儀及其換能器。本方法采用帶波形顯示器的低頻超聲波檢測儀。升配置頻率為50～100kHz的換能器，測量混凝土中的超聲波聲速值。1、混凝土超聲波檢測儀的技術(shù)要求(1)混凝土超聲波檢測儀的分類用于混凝土的超聲波檢測儀可分為下列兩類：①模擬式：接收的信號為連續(xù)模擬量，可由時域波形信號測瀆聲學(xué)參數(shù)。其特點是：接收信號為連續(xù)模擬量，通過時域波形由人工讀取聲學(xué)參數(shù)。其中，聲時采用游標(biāo)或整形關(guān)門信號關(guān)斷計數(shù)電路來測讀脈沖波從發(fā)射到計數(shù)電路被關(guān)斷所經(jīng)歷的時間，并經(jīng)譯碼器和數(shù)碼管顯示出來。波幅讀數(shù)是通過人工調(diào)節(jié)，讀取衰減器的“dB"數(shù)或首波高度“格”數(shù)。②數(shù)字式：接收的信號轉(zhuǎn)化為離散數(shù)字量，具有采集、儲存數(shù)字信號、測讀聲學(xué)參數(shù)和對數(shù)字信號處理的智能化功能。其特點是：將所接收的信號經(jīng)高速A/D轉(zhuǎn)換為離散的數(shù)字量并直接輸入計算機(jī)，通過相關(guān)軟件進(jìn)行分析處理，自動讀取聲時、波幅和主頻值并顯示于儀器屏幕上。具有對數(shù)字信號采集、處理、存儲等高度智能化的功能。1、混凝土超聲波檢測儀的技術(shù)要求(2)混凝土超聲波檢測儀應(yīng)滿足的要求

①兩類混凝土超聲波檢測儀應(yīng)符合下列通用技術(shù)要求：a．混凝土超聲波檢測儀應(yīng)通過技術(shù)鑒定，必須具有產(chǎn)品合格證和檢定證，符合現(xiàn)行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《混凝土超聲波檢測儀》(JG／T5004)的要求．并在檢定有效期內(nèi)使用。b，混凝土強(qiáng)度檢測主要利用超聲波傳播速度，獲得可靠的聲速值是靠準(zhǔn)確測量聲時和聲傳播路程。因此，為了準(zhǔn)確測量聲時，超聲儀應(yīng)具有波形清晰、顯示穩(wěn)定的示波裝置。c．聲時最小分度是聲時測量精度的決定因素，因此回彈波檢測儀聲時最小分度值應(yīng)為0.1μs。d．由于不同首波高度下測量的聲時值存在一定差異，在聲時測顯中宜采用衰減器先將首波調(diào)至一定高度后再進(jìn)行測讀，因此應(yīng)具有最小分度值為1dB的信號幅度調(diào)整系統(tǒng)。e．儀器接收放大器的頻響范圍應(yīng)與混凝土超聲檢測中所采用的換能器的頻率相適應(yīng)，接收放大器頻響范圍10一500kHz，總增益不小于80dB；對儀器不能單純追求接收放大器的增益，應(yīng)同時考慮其噪聲水平，采用接收靈敏度(信噪比3：l時)不大于50μV，可以直觀地反映出儀器的真實測試靈敏度。f．電源電壓波動范圍在標(biāo)稱值±10％情況下能正常工作。g．連續(xù)正常工作時間不少于4h。1、混凝土超聲波檢測儀的技術(shù)要求②對于模擬式超聲波檢測儀還應(yīng)滿足下列要求：a．具有手動游標(biāo)和自動整形兩種聲時測讀功能。b．?dāng)?shù)字顯示穩(wěn)定，聲時調(diào)節(jié)在20～30μs范圍內(nèi)。連續(xù)靜置1h數(shù)字變化不超過±0.2μs。③數(shù)字式超聲波檢測儀還應(yīng)滿足下列要求：a．具有采集、儲存數(shù)字信號并進(jìn)行數(shù)據(jù)處理的功能。b．具有手動游標(biāo)測讀和自動測讀兩種方式。當(dāng)自動測讀時，在同——測試條件下，在1h內(nèi)每5min測讀一次聲時值的差異不超過±0.2μs。c．自動測讀時，在顯示器的接收波形上有光標(biāo)指示聲時的測讀位置。綜合法采用的超聲波檢測儀由電子元器件組成，檢測環(huán)境和測試條件如不滿足檢測要求，就會帶來測試偏差。當(dāng)環(huán)境溫度低于0℃時?；炷林械淖杂伤Y(jié)冰，體積增大，可導(dǎo)致聲速值偏高而產(chǎn)生較大測試誤差。當(dāng)環(huán)境溫度高于40℃時，超過了儀器例行的使用溫度，因電子元件性能改變，也會產(chǎn)生測試誤差。故超聲波檢測儀器使用時，環(huán)境溫度應(yīng)為0~40℃。2、混凝上超聲波檢測儀的檢驗和校準(zhǔn)由物理學(xué)可知，在常溫下空氣中的聲速值除了隨溫度變化而有一定變化外，受其他因素的影響很小。因此，用測量空氣中聲速的方法定期檢驗儀器性能，是一種簡單易行的方法。此方法不僅可檢驗儀器的計時機(jī)構(gòu)是否可靠，還可驗證儀器操作者的聲時讀取方法是否正確，因此超聲波檢測儀的計量檢驗應(yīng)按“時—距”法實測空氣聲速ν°，并與計算值νk比較。(1)“時—距”法空氣中聲速的測試步驟如下：取常用平面換能器一對，接于超聲波儀器上，開機(jī)預(yù)熱10min。在空氣中將兩個換能器的輻射面對準(zhǔn)，依次改變兩個換能器輻射面之間的距離l(如50，60，70，80，90，100，110，120mm．．．)，在保持首波幅度一致的條件下，讀取各間距所對應(yīng)的聲時值t1，t2，t3，…，tn。同時測量空氣溫度Tk，精確至0.5℃。測量時應(yīng)注意下列事項：①兩個換能器輻射面的軸線始終保持在同一直線上；②換能器輻射面間距的測量誤差不應(yīng)超過±1％，且測量精度為0.5mm；③換能輻射面宜懸空相對放置；若置于地板或桌面上，必須在換能器下面墊以吸聲材料。2、混凝上超聲波檢測儀的檢驗和校準(zhǔn)

(2)實測空氣中聲速可采用下列兩種方法之一計算：①以換能器輻射面間距為縱坐標(biāo)，聲時讀數(shù)為橫坐標(biāo)，將各組數(shù)據(jù)點繪在直角坐標(biāo)圖上。穿越各點形成一直線，算出該直線的斜率，即為空氣中聲速實測值ν°。②以各測點的測距l(xiāng)和對應(yīng)的聲時t求回歸直線方程：l=a+bt(6—1—19)式中a,b—回歸系數(shù)；其中回歸系數(shù)b便是空氣中聲速實測值ν°。

2、混凝上超聲波檢測儀的檢驗和校準(zhǔn)

(3)空氣中聲速計算值νk，可按下式求得：

(6—l—20)式中331．4—0℃時空氣中的聲速值，m／s；νk—溫度為Tk時空氣中的聲速計算值，m／sTk—測試時空氣的溫度，℃。2、混凝上超聲波檢測儀的檢驗和校準(zhǔn)

(4)誤差計算空氣中聲速計算值h與空氣中聲速實測值νk之間的相對誤差er，可按下列公式計算：

按式(6-1-21)計算所得的er值不應(yīng)超過±0.5％。否則，應(yīng)檢查儀器各部位的連接后重測，或更換超聲波檢測儀。檢測時，應(yīng)根據(jù)測試需要在儀器上配置合適的換能器和高頻電纜線，并測定聲時初讀數(shù)t0。檢測過程中如更換換能器或高頻電纜線，應(yīng)重新測定。課題鞏固任務(wù)：分析超聲回彈綜合法的技術(shù)要點；根據(jù)講授的理論知識，分五組進(jìn)行小組討論，每組選一名代表講討論結(jié)果進(jìn)行匯報

、混凝土材料力學(xué)性能現(xiàn)場檢測、超聲回彈綜合法檢測混凝土強(qiáng)度（2）教學(xué)目標(biāo)重點難點教學(xué)目標(biāo)：1.知識目標(biāo)：通過本課教學(xué)使學(xué)生掌握影響超聲回彈綜合法測強(qiáng)的主要因素2.技能目標(biāo)：通過本節(jié)內(nèi)容的學(xué)習(xí)，能夠熟練進(jìn)行測區(qū)布置3.態(tài)度目標(biāo)：通過學(xué)生勤奮學(xué)習(xí)學(xué)生能正確對待學(xué)習(xí)，養(yǎng)成良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣，尋找有效的學(xué)習(xí)方法重點：影響超聲回彈綜合法測強(qiáng)的主要因素難點：抽樣方法及測區(qū)布置復(fù)習(xí)回顧復(fù)習(xí)回顧上次課題的主要內(nèi)容提出本次課題學(xué)習(xí)的問題，學(xué)生思考分析綜合法測強(qiáng)的影響因素？目錄三、檢測儀器3混凝土超聲波檢測儀的保養(yǎng)4換能器3、混凝土超聲波檢測儀的保養(yǎng)

為確保儀器處于正常狀態(tài)，應(yīng)定期對超聲儀進(jìn)行保養(yǎng)。儀器工作時應(yīng)注意防塵、防震；儀器應(yīng)存放在陰涼、干燥的環(huán)境中。對較長時間不用的儀器，應(yīng)通電排除潮氣，每月通電一次，每次不少于1h；儀器需存放在通風(fēng)、陰涼、干燥處。儀器存放時也需防塵，搬運(yùn)過程中須防止碰撞和劇烈振動。4、換能器(1)換能器的工作頻率宜在50～100kHz范同內(nèi)。這是因為大量的試驗表明。由于超聲脈沖波的頻散效應(yīng)，采用不同頻率換能器測量的混凝土中聲速有所不同，且聲速有隨換能器頻率增高而增大的趨勢，而當(dāng)換能器工作頻率在50～100kHz時，所測聲速偏差較小。(2)換能器的實測主頻與標(biāo)稱頻率相差不應(yīng)超過±10％。換能器的實際頻率與標(biāo)稱頻率應(yīng)盡量一致，若實際頻率與標(biāo)稱頻率差異過大，則測讀的聲時值會產(chǎn)生較大誤差，以致測出的聲速值難以反映混凝土的真實強(qiáng)度，因此要求換能器的實測主頻與標(biāo)稱頻率不能差異過大，即不超過±10％。目錄四、影響綜合法測強(qiáng)的主要因素

超聲回彈綜合法檢測混凝土強(qiáng)度是利用混凝土回彈值、超聲聲速等物理量，間接推定混凝土強(qiáng)度，混凝土是一種多項復(fù)合材料，其各種性能必然受其自身和外界各種因素的影響，對于各種因素根據(jù)其影響程度的不同，可采取相應(yīng)措施。各因素對超聲回彈綜合法的影響及相應(yīng)處理方法見表6-1—6目錄五、檢測技術(shù)要點3回彈測試2抽樣方法及測區(qū)布置1資料收集4超聲測試1、資料收集采用超聲回彈綜合法檢測混凝土強(qiáng)度測試前宜具備下列資料：(1)工程名稱和設(shè)計、施工、建設(shè)、委托單位名稱；(2)結(jié)構(gòu)或構(gòu)件名稱、施工圖紙和混凝土設(shè)計強(qiáng)度等級；(3)水泥的品種、強(qiáng)度等級和用量。砂石的品種、粒徑，外加劑或摻合料的品種、摻量和混凝土配合比等：(4)模板類型，混凝土澆筑、養(yǎng)護(hù)情況和成型日期；(5)結(jié)構(gòu)或構(gòu)件檢測原因的說明。如需對結(jié)構(gòu)進(jìn)行鑒定計算，委托方還應(yīng)提供設(shè)計(建筑、結(jié)構(gòu))圖紙。2、抽樣方法及測區(qū)布置(1)檢測數(shù)量①按單個構(gòu)件檢測時，應(yīng)在構(gòu)件上均勻布置測區(qū)，每個構(gòu)件上測區(qū)數(shù)量不應(yīng)少于10個。所謂測區(qū)，是指在結(jié)構(gòu)或構(gòu)件上同時進(jìn)行超聲、回彈測試的一個檢測單元。單個構(gòu)件是指各層軸線間或同層平面內(nèi)軸線間的混凝土梁、板、柱、墻等構(gòu)件。采用超聲回彈綜合法檢測混凝土構(gòu)件的強(qiáng)度時，以軸線間對應(yīng)的構(gòu)件為檢測構(gòu)件，如框架柱(A-1)、框架梁(A-3-4)，混凝土板(A-B—3-4)。②同批構(gòu)件按批抽樣檢測時，按混凝土齡期和混凝土設(shè)計強(qiáng)度等級不同而劃分檢測批。構(gòu)件抽樣數(shù)不應(yīng)少于同批構(gòu)件的30％，且不應(yīng)少于10件；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(biāo)準(zhǔn)《建筑結(jié)構(gòu)檢測技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》(GB／T50344—2004)的規(guī)定的抽樣方法，參照A、B類檢測類型抽樣(表6-1-7)。2、抽樣方法及測區(qū)布置

按批抽樣檢測時，符合下列條件的構(gòu)件可作為同批構(gòu)件：a．混凝上設(shè)計強(qiáng)度等級相同；b．混凝土原材料、配合比、成型工藝、養(yǎng)護(hù)條件和齡期基本相同；c．構(gòu)件種類相同；d．施工階段所處狀態(tài)基本相同。③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(dāng)減少，但不應(yīng)少于5個。2、抽樣方法及測區(qū)布置(2)測區(qū)布置構(gòu)件的測區(qū)布置宜滿足下列規(guī)定：①在條件允許時，測區(qū)宜優(yōu)先布置在構(gòu)件混凝土澆筑方向的側(cè)面；②測區(qū)可在構(gòu)件的兩個對應(yīng)面、相鄰面或同一面上布置；③測區(qū)宜均勻布置，相鄰兩測區(qū)的間距不宜大于2m；④測區(qū)應(yīng)避開鋼筋密集區(qū)和預(yù)埋件；⑤測區(qū)尺寸宜為200mm×200mm，采用平測時宜為400mm×400mm；⑥測試面應(yīng)清潔、平整、干燥，不應(yīng)有接縫、施工縫、飾面層、浮漿和油垢，并應(yīng)避開蜂窩、麻面部位。必要時，可用砂輪片清除雜物和磨平不平整處，并擦凈殘留粉塵。2、抽樣方法及測區(qū)布置(3)測區(qū)編號及測試順序①結(jié)構(gòu)或構(gòu)件上的測區(qū)應(yīng)編號，并記錄測區(qū)位置和外觀質(zhì)量情況。②對結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的每一測區(qū)，應(yīng)先進(jìn)行回彈測試，后進(jìn)行超聲測試。課題鞏固任務(wù)：分析影響綜合法測強(qiáng)的主要因素。根據(jù)講授的理論知識，分五組進(jìn)行小組討論，每組選一名代表講討論結(jié)果進(jìn)行匯報

、混凝土材料力學(xué)性能現(xiàn)場檢測、回彈測試與超聲測試教學(xué)目標(biāo)重點難點教學(xué)目標(biāo)：1.知識目標(biāo)：通過本課教學(xué)使學(xué)生掌握超聲波測試方法2.技能目標(biāo)：通過學(xué)習(xí)工程掌握角測、平測與對測技術(shù)要點3.態(tài)度目標(biāo)：通過學(xué)生勤奮學(xué)習(xí)學(xué)生能正確對待學(xué)習(xí)，養(yǎng)成良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣，尋找有效的學(xué)習(xí)方法重點：角測、平測與對測技術(shù)要點難點：回彈測試與超聲測試復(fù)習(xí)回顧復(fù)習(xí)回顧上次課題的主要內(nèi)容提出本次課題學(xué)習(xí)的問題，學(xué)生思考超聲波檢測技術(shù)內(nèi)容？目錄五、檢測技術(shù)要點3回彈測試4超聲測試3、回彈測試

混凝土回彈值的測試與回彈法相同，同時應(yīng)注意以下幾點：(1)應(yīng)在構(gòu)件測區(qū)內(nèi)超聲波的發(fā)射和接受面各彈擊8點；當(dāng)超聲波單面平測時，可在超聲波的發(fā)射和接受測點之間彈擊16點；每一測點的回彈值，測度精確至1。(2)測點在測區(qū)范圍內(nèi)宜均勻布置，但不得布置在氣孔或外露石子上；相鄰兩測點的間距不宜小于30mm；測點距構(gòu)件邊緣或外露鋼筋、鐵件的距離不應(yīng)小于50ITlll3，同一測點只允許彈擊一次。4、超聲測試

(1)超聲測試應(yīng)注意的問題①超聲測點應(yīng)布置在回彈測試的同一測區(qū)內(nèi)，每一測區(qū)布置3個測點。②超聲測試的方法分為對測、角測和單面平測；測試時宜優(yōu)先采用對測和角測，當(dāng)被測構(gòu)件不具備對測或角測條件時，可采用單面平測。③超聲測試時，換能器輻射面應(yīng)通過耦合劑與混凝土表面良好耦合。④聲時測量應(yīng)精確至0.1μs，超聲測距測量應(yīng)精確至1.0mm，且測量誤差不應(yīng)超過±1％。4、超聲測試

(2)超聲波對測法當(dāng)混凝土被測部位能提供一對相互平行的測試表面時，可采用對測法檢測。即將一對厚度振動式換能器(發(fā)射簡稱F換能器，接收簡稱S換能器)，分別耦合于被測構(gòu)件同一測區(qū)兩個相互平行的表面逐點進(jìn)行測試，F(xiàn)、S換能器的軸線始終位于同一直線上。例如檢測一般混凝土柱、梁等構(gòu)件時可采用對測法。4、超聲測試

(3)超聲波角測法當(dāng)結(jié)構(gòu)或構(gòu)件被測部位只有兩個相鄰表面可供檢測時，可采用角測方法測量混凝土中聲速，每個測區(qū)布置3個測點，換能器布置如圖6-l-3所示。布置超聲角測點時，換能器中心與構(gòu)件邊緣的距離l1、l2不宜小于200mm。在檢測中，如一個表面較窄、另一表面較寬時，測點布置時l1、l2可不相等，但二者相差不宜大于2倍。角測時超聲測距按下式計算：式中l(wèi)i——角測第i個測點換能器的超聲測距，mm；l1，l2——角測第i個測點換能器與構(gòu)件邊緣的距離，mm。4、超聲測試

(4)超聲波平測法當(dāng)結(jié)構(gòu)或構(gòu)件被測部位只有—個表面可供檢測時，可采用平測方法測量混凝土中聲速。所謂超聲波平測法，就是將發(fā)射和接受換能器耦合于被測構(gòu)件的同一表面上進(jìn)行聲時測量。每個測區(qū)布置3個測點，換能器布置如圖6-1-4所示。4、超聲測試

平測時應(yīng)注意以下問題：①布置超聲平測點時．宜使發(fā)射和接受換能器的連線與附近鋼筋軸線成40°～50°，以避開鋼筋的影響。②超聲測距l(xiāng)自采用350—450mm，這樣首波起始點較易辨認(rèn)，便于聲時測量。③宜采用同一構(gòu)件的對側(cè)聲速νd與平測聲速νp之比求得修正系數(shù)λ(λ=νd/νp)，對平測聲速進(jìn)行修正。④當(dāng)被測結(jié)構(gòu)或構(gòu)件不具備對測與平測的對比條件時，宜選取有代表性的部位，以測距l(xiāng)＝200mm、250mm、300mm、350mm、400mm、450mm、500mm，逐點測讀相應(yīng)聲時值t，用回歸分析方法求出直線方程l＝a+bt，以回歸系數(shù)b代替聲速νd，求得修正系數(shù)λ(λ=b/νp)，對平測聲速進(jìn)行修正。⑤因平測法只能反映淺層混凝土的質(zhì)量，所以厚度較大的板式結(jié)構(gòu)(如混凝土承臺、筏板等)不宜采用平測法，可沿結(jié)構(gòu)表面一定距離鉆一個直徑φ10~50mm的超聲測試孔，采用徑向振動式換能器進(jìn)行聲速測量。課題鞏固任務(wù)：簡述超聲波檢測的主要內(nèi)容與方法。根據(jù)講授的理論知識，分五組進(jìn)行小組討論，每組選一名代表講討論結(jié)果進(jìn)行匯報

、混凝土材料力學(xué)性能現(xiàn)場檢測、數(shù)據(jù)分析處理、強(qiáng)度推定教學(xué)目標(biāo)重點難點教學(xué)目標(biāo)：1.知識目標(biāo)：通過本課教學(xué)使學(xué)生掌握綜合法測強(qiáng)的數(shù)據(jù)處理知識2.技能目標(biāo)：學(xué)會選擇測強(qiáng)曲線計算混凝土抗壓強(qiáng)度3.態(tài)度目標(biāo)：通過學(xué)生勤奮學(xué)習(xí)學(xué)生能正確對待學(xué)習(xí)，養(yǎng)成良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣，尋找有效的學(xué)習(xí)方法重點：數(shù)據(jù)處理難點：擇測強(qiáng)曲線計算混凝土抗壓強(qiáng)度復(fù)習(xí)回顧復(fù)習(xí)回顧上次課題的主要內(nèi)容提出本次課題學(xué)習(xí)的問題，學(xué)生思考如何處理檢測數(shù)據(jù)？目錄六、數(shù)據(jù)分析處理1回彈值的計算2聲速值的計算1、回彈值的計算

回彈值的計算、非水平狀態(tài)下回彈值的修正、混凝土澆筑頂面或底面的回彈值修正，與回彈法相同，不再贅述。2、聲速值的計算當(dāng)在混凝土澆筑方向的側(cè)面對測或相鄰表面角測時，測區(qū)混凝土中聲速代表值應(yīng)根據(jù)測區(qū)中3個測點的混凝土聲速值，按下式汁算：式中ν—測區(qū)混凝上中聲速代表值，km／s；li—第i個測點的超聲測距，mm，角測時為按式(6-1-22)計算；ti—第i個測點的聲時讀數(shù)，μs；t0—聲時初讀數(shù)，μs。

平測時應(yīng)計算修正后的混凝土中聲速代表值，計算公式如下：(6-124)式中λ—平測聲速修正系數(shù)。2、聲速值的計算

當(dāng)在混凝土澆筑頂面或底面測試時，測區(qū)聲速代表值應(yīng)按下列公式進(jìn)行修正：(6-1-25)式中νa—修正后的測區(qū)混凝土中聲速代表值，km／s；β—超聲測試面的聲速修正系數(shù)，按表6-1-8取用。目錄七、測強(qiáng)曲線1專用測強(qiáng)曲線和地區(qū)測強(qiáng)曲線2全國統(tǒng)一測強(qiáng)曲線

超聲回彈綜合法檢測混凝土強(qiáng)度有三種測強(qiáng)曲線，即全國統(tǒng)一測強(qiáng)曲線、地區(qū)測強(qiáng)曲線和專用測強(qiáng)曲線，優(yōu)先采用專用測強(qiáng)曲線或地區(qū)測強(qiáng)曲線，當(dāng)無專用測強(qiáng)曲線和地區(qū)測強(qiáng)曲線應(yīng)對全同統(tǒng)一測強(qiáng)曲線進(jìn)行驗證后采用。

因《超聲回彈綜合法檢測混凝土抗壓強(qiáng)度技術(shù)規(guī)程》(DBJl4-027-2004)中需測試碳化深度，與《超聲回彈綜合法檢測混凝土強(qiáng)度技術(shù)規(guī)程》(CECS02：2005)的要求不一致，因此應(yīng)采用《超聲回彈綜合法檢測混凝土強(qiáng)度技術(shù)規(guī)程》(CECS02：2005)的統(tǒng)一測強(qiáng)曲線。1、專用測強(qiáng)曲線和地區(qū)測強(qiáng)曲線

(1)測強(qiáng)曲線的制定

①所采用的儀器滿足下列要求：a．采用中型回彈儀，并應(yīng)符合《超聲回彈綜合法檢測混凝土強(qiáng)度技術(shù)規(guī)程》(CECS02：2005，以下稱“規(guī)程”)3.1節(jié)的各項要求：b．采用低頻超聲波檢測儀，并應(yīng)符合規(guī)程4.1節(jié)的各項要求；c．選用的換能器應(yīng)符合規(guī)程4.2節(jié)的各要求。②所采用的原材料應(yīng)滿足下列要求：a．混凝土用水泥應(yīng)符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥》(GB175—2007)，《礦渣硅酸鹽水泥、火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥及粉煤灰硅酸鹽水泥》(GB1344—1999)和《復(fù)合硅酸鹽水泥》(GB12958—1999)的要求；b．混凝土用砂、石應(yīng)符合現(xiàn)行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《普通混凝土用砂石質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)及檢驗方法》(JGJ52—2006)的要求。1、專用測強(qiáng)曲線和地區(qū)測強(qiáng)曲線

(1)測強(qiáng)曲線的制定

③試件準(zhǔn)備及制作養(yǎng)護(hù)應(yīng)按下列步驟進(jìn)行：a．試模應(yīng)采用符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求的鋼模。b．選用本地區(qū)常用水泥、粗骨料、細(xì)骨料，按常用配合比制作混凝土強(qiáng)度等級為C10～C60、邊長150m的立方體試件。c．每一混凝土強(qiáng)度等級的試件數(shù)宜為21塊，采用同一盤混凝土均勻裝模振動成型。d．試件拆模后如采用自然養(yǎng)護(hù)，宜先放置在水池或濕砂堆中養(yǎng)護(hù)7d，然后按“品”字形堆放在不受日曬雨淋處，以備在各齡期測試用；如采用蒸氣養(yǎng)護(hù)，則試件的養(yǎng)護(hù)制度應(yīng)與構(gòu)件預(yù)設(shè)的養(yǎng)護(hù)制度相同。e．試件的測試齡期宜分為7d，14d，28d，60d，90d，180d和365d。f．對同一強(qiáng)度等級的混凝土，在每個測試齡期測3個試件(一組)。1、專用測強(qiáng)曲線和地區(qū)測強(qiáng)曲線

(1)測強(qiáng)曲線的制定

④試件的測試應(yīng)按下列步驟進(jìn)行：a．整理試件。將被測試件4個澆筑側(cè)面上的塵土、污物等擦拭干凈，以同一強(qiáng)度等級混凝土的3個試件作為一組，依次編號。b．在試件測試面上標(biāo)示超聲測點。取試件澆筑方向的側(cè)面為測試面，在兩個相對測試面上分別畫出相對應(yīng)的3個測點(圖6—1—5)。c．測量試件的超聲測距。采用鋼卷尺或鋼板尺，在兩個超聲測試面的兩側(cè)邊緣處逐點測量兩測試面的垂直距離，取兩邊緣對應(yīng)垂直距離的平均值作為測點的超聲測距值l1、l2、l3。d．測量試件的聲時值。在試件兩個測試面的對應(yīng)測點位置涂抹耦合劑，將一對發(fā)射和接收換能器耦合在對應(yīng)測點上，并始終保持兩個換能器的軸線在同一直線上。逐點測讀聲時讀數(shù)t1、t2、t3，精確至0.1μs。e．計算聲速值。分別計算3個測點的聲速值νi。取3個測點聲速的平均值作為該試件的混凝土中聲速代表值ν，按式(6-1-23)進(jìn)行計算。1、專用測強(qiáng)曲線和地區(qū)測強(qiáng)曲線

(1)測強(qiáng)曲線的制定

f．測量回彈值。應(yīng)先將試件超聲測試面的耦合劑擦拭干凈，再置于壓力機(jī)上、下承壓板之間，使另外一對側(cè)面朝向便于回彈測試的方向，然后加壓至30～50kN并保持此壓力。分別在試件兩個相對側(cè)面上按規(guī)程第5.2.1條規(guī)定的水平測試方法各測8點回彈值，精確至l，剔除3個較大值和3個較小值，取余下10個有效回彈值的平均值作為該試件的回彈代表值R，計算精確至0.1。g．抗壓強(qiáng)度試驗?；貜椫禍y試完畢后，卸荷將回彈測試面放置在壓力機(jī)承壓板正中，按現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《普通混凝土力學(xué)性能試驗方法標(biāo)準(zhǔn)》(GB／T50081—2002)的規(guī)定速度連續(xù)均勻加荷至破壞。計算抗壓強(qiáng)度實測值R。，精確至0.1MPa。1、專用測強(qiáng)曲線和地區(qū)測強(qiáng)曲線

(1)測強(qiáng)曲線的制定

⑤測強(qiáng)曲線應(yīng)按下列步驟進(jìn)行計算：a．?dāng)?shù)據(jù)整理匯總。將各試件測試所得的聲速值ν、回彈值R和試件抗壓強(qiáng)度實測值fcuc匯總。b．回歸分析宜采用下列形式的回歸方程式計算：(6—l—26)式中a——常數(shù)項；b,c——回歸系數(shù)；fcuc——混凝土試件抗壓強(qiáng)度換算值，MPa。c．誤差計算。測強(qiáng)曲線的相對誤差er，應(yīng)按下列公式計算：(6—l—27)式中er——相對誤差；——第i個立方體試件的抗壓強(qiáng)度實測值，MP¨——第i個立方體試件按式(6—1—26)記算的抗壓強(qiáng)度換算值，MPa。1、專用測強(qiáng)曲線和地區(qū)測強(qiáng)曲線

(2)專用測強(qiáng)曲線和地區(qū)測強(qiáng)曲線的誤差及使用要求①專用測強(qiáng)曲線(回歸方程式)的誤差er≤12％，地區(qū)測強(qiáng)曲線(回歸方程式)的誤差er≤14％，并經(jīng)工程質(zhì)量監(jiān)督主管部門組織審定和批準(zhǔn)實施，可作為專用或地區(qū)測強(qiáng)曲線。②可根據(jù)回歸方程(6—l—26)，按系列回彈儀代表值和聲速代表值計算出混凝上抗壓強(qiáng)度換算值，列出“測區(qū)混凝土抗壓強(qiáng)度換算表(）”，供速查用。③測區(qū)混凝土抗壓強(qiáng)度換算表只限于在建立測強(qiáng)曲線的立方體試件強(qiáng)度范圍內(nèi)使用，不得處延。2、全國統(tǒng)一測強(qiáng)曲線(1)全國統(tǒng)一測強(qiáng)曲線的制定《超聲回彈綜合法檢測混凝土強(qiáng)度技術(shù)規(guī)程》(CECS02：2005)在原綜合法規(guī)程測強(qiáng)曲線的基礎(chǔ)上，收集了泵送混凝土的數(shù)據(jù)、長齡期混凝土的數(shù)據(jù)、高強(qiáng)混凝土的數(shù)據(jù)，經(jīng)對4000多組數(shù)據(jù)的綜合分析計算，制定了全同統(tǒng)一測強(qiáng)曲線，可按下列混凝土抗壓強(qiáng)度換算公式進(jìn)行計算。當(dāng)粗骨料為卵石時：當(dāng)粗骨料為碎石時：式中—結(jié)構(gòu)或構(gòu)件第i個測區(qū)混凝土抗壓強(qiáng)度換算值．精確至0.1MPa。使用時應(yīng)考慮到地區(qū)的影響，應(yīng)經(jīng)過驗證后方可使用全國統(tǒng)一測強(qiáng)曲線。2、全國統(tǒng)一測強(qiáng)曲線(1)全國統(tǒng)一測強(qiáng)曲線可按下列方法進(jìn)行驗證：

①選用本地區(qū)常用的混凝土原材料，按最佳配合比配制強(qiáng)度等級為C15，C20，C30，C40，C50，C60的混凝土，制作邊長為150mm的立方體試件各3組(共18組)，7d潮濕養(yǎng)護(hù)后再用自然養(yǎng)護(hù)。②采用符合規(guī)程第3．1節(jié)各項要求的回彈儀和符合規(guī)程第4．1節(jié)各項要求的超聲波檢測儀。③按齡期為28d、60d和90d進(jìn)行綜合法測試和試件抗壓試驗。④根據(jù)每個試件測得的回彈值R、聲速值νa，由式(6-1-88)、式(6-1-29)計算出該試件的抗壓的抗壓強(qiáng)度換算值⑤將試件抗壓試驗所得的抗壓強(qiáng)度實測值，和按式(6-l-28)、式(6-l-29)計算出的相應(yīng)抗壓強(qiáng)度換算值，代人式(6-l-27)進(jìn)行計算，如所得相對誤差er≤15％，則可使用規(guī)程規(guī)定的全國統(tǒng)一測強(qiáng)曲線，如所得相對誤差er>15％，則應(yīng)另行建立專用或地區(qū)測強(qiáng)曲線。2、全國統(tǒng)一測強(qiáng)曲線(3)全國統(tǒng)一測強(qiáng)曲線適用范圍《超聲回彈綜合法檢測混凝土強(qiáng)度技術(shù)規(guī)程》(CECS02：2005)規(guī)定的強(qiáng)度換算方法適用于符合下列條件的普通混凝土：①混凝土用水泥應(yīng)符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥》(GB175—2007)、《礦渣硅酸鹽水泥、火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥及粉煤灰硅酸鹽水泥》(GB1344—1999)和《復(fù)合硅酸鹽水泥》(GB12958—1999)的要求；②混凝土用砂、石骨料應(yīng)符合現(xiàn)行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《普通混凝土用砂石質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)及檢驗方法》(JGJ52—2006)的要求；③可摻或不摻礦物摻合料、外加劑、粉煤灰、泵送劑；④人工或一般機(jī)械攪拌的混凝土或泵送混凝土；⑤自然養(yǎng)護(hù)；⑥齡期7～2000d：⑦混凝土強(qiáng)度10～70MPa。目錄八、混凝土強(qiáng)度計算3計算結(jié)果的修正2各混凝土抗壓強(qiáng)度換算值的平均值和標(biāo)準(zhǔn)差1測區(qū)混凝土強(qiáng)度換算值的計算4結(jié)構(gòu)或構(gòu)件混凝土抗壓強(qiáng)度推定值的確定1、測區(qū)混凝土強(qiáng)度換算值的計算按式(6-1-28)、式(6-l-29)計算，或按附表6-3、附表6-4查用。2、各混凝土抗壓強(qiáng)度換算值的平均值和標(biāo)準(zhǔn)差當(dāng)結(jié)構(gòu)或構(gòu)件中的測區(qū)數(shù)不少于10個時，各測區(qū)混凝土抗壓強(qiáng)度換算值的平均值和標(biāo)準(zhǔn)差應(yīng)按下列公式計算：

式中—結(jié)構(gòu)或構(gòu)件混凝土抗壓強(qiáng)度換算值的平均值，精確至0.1MPa；—結(jié)構(gòu)或構(gòu)件混凝土抗壓強(qiáng)度換算值的標(biāo)準(zhǔn)差．精確至0.01MPa：n—測區(qū)數(shù)。對單個檢測的構(gòu)件，取一個構(gòu)件的測區(qū)數(shù)；對批量檢測的構(gòu)件，取被抽檢構(gòu)件測區(qū)數(shù)的總和。3、計算結(jié)果的修正當(dāng)結(jié)構(gòu)或構(gòu)件所采用的材料及其齡期與制定測強(qiáng)曲線所采用的材料及其齡期有較大差異時，應(yīng)采用同條件立方體試件或從結(jié)構(gòu)或構(gòu)件測區(qū)中鉆取的混凝土芯樣試件的抗壓強(qiáng)度進(jìn)行修正。試件