超聲回彈綜合法檢測混凝土強度培訓資料

1、超聲回彈綜合法檢測混凝土強度目 錄1概述1.1基本概念1.2原理 1.3規(guī)程標準 1.4特點1.5適用范圍2測量儀器的技術要求 3測強的主要影響因素3.1 原材料 3.2 外加劑 3.3 碳化深度 3.4 混凝土含水率 3.5 測試面 3.6 鋼筋影響4測強曲線 4.1 測強曲線意義 4.2 測強曲線分類 4.3 測強曲線建立方法5檢測技術及數據處理5.1 檢測準備 5.2 測區(qū)布置要求 5.3 回彈值測量與計算 5.4 超聲聲速測量與計算6混凝土強度的推定 6.1 混凝土抗壓強度換算值計算 6.2 混凝土抗壓強度換算值修正 6.3 構件混凝土抗壓強度推定值7工程應用實例一 概述1.1基本概念

2、綜合法：采用兩種(或兩種以上)的測試方法同混凝土強度建立關系?！?超聲波脈沖速度回彈值”綜合法在國內外研究最多、應用最廣的一種方法。 超聲回彈綜合法：采用低頻超聲波檢測儀和標準動能為2.207J的回彈儀，在結構或構件混凝土同一測區(qū)分別測量聲時(t)及回彈值(R)，利用已建立的測強公式，推算測區(qū)混凝土強度值(fccu)的一種方法。 1966年羅馬尼亞建筑及建筑經濟科學研究院首先提出，并編制了有關技術規(guī)程，受到各國混凝土無損檢測技術研究者重視。1976年我國引進，結合我國具體情況，許多科研單位進行了大量的試驗，完成了多項科研成果，在結構混凝工程的質量檢測中已獲得了廣泛的應用。1988年中國工程標準

3、化協(xié)會批準發(fā)布我國第一本超聲回彈綜合法檢測砼強度技術規(guī)程(CECS02：88)， 2005年修訂(CECS02：2005)。1.2原理混凝土波速v、混凝土回彈值R與強度之間有較好的相關性，強度越高，波速越快，回彈值越高，當率定出關系曲線后，在同一測區(qū)分別測聲時和回彈值，然后用已建立的測強曲線推算測區(qū)強度： 其中： a常數項系數； b、c回歸常數； fcu,e抗壓強度換算值； V測區(qū)修正后的超聲聲速值 R測區(qū)修正后的回彈值平均值。1.3規(guī)程標準超聲回彈綜合法檢測砼 強度技術規(guī)程(CECS02：2005)1.4 特點（1）減少齡期和含水率的影響混凝土含水率大：超聲波聲速偏高，推算強度提高；回彈值偏

4、低，推算強度下降?；炷恋凝g期長：超聲波聲速的增長率下降，推算強度下降。而回彈值則因混凝土碳化程度增大而提高，推算強度提高；因此，二者綜合起來測定混凝土強度就可以部分減少齡期和含水率的影響。（2）彌補相互不足回彈值主要以表面砂漿的彈性性能來反映混凝土中強度，當構件截面尺寸較大或內外質量差異較大時，回彈值很難反映結構的實際強度，超聲波聲速是以整個斷面的動彈性來反映混凝土強度；混凝土強度較低、塑性變形較大時，回彈法反映不太敏感，超聲法測量強度較高的混凝土，相應其聲速隨強度變化的幅度不大；綜合測定，內外結合，在較低或較高的強度區(qū)間相互彌補，較全面地反映結構混凝土的實際質量。（3）提高測試精度由于綜合

5、法測試能減少一些因素的影響程度，較全面的反映整體混凝土質量，所以對提高無損檢測混凝土強度的精度具有明顯的效果，通過大量試驗所證明。1.5 適用范圍（1）采用材料、拌和用水符合現行國家有關標準；（2）人工或一般機械攪拌的混凝土或泵送混凝土；（3）自然養(yǎng)護；（4）齡期為7-2000d；（5）混凝土強度為10-70MPa。 二 測量儀器的技術要求 超聲波檢測儀和回彈儀，技術性能、儀器的檢驗、檢定必須滿足、符合有關規(guī)程要求。 回彈儀中型回彈儀，沖擊能量2.207J， 混凝土回彈儀 (JJG 817-93); 混凝土超聲波檢測儀，混凝土超聲波檢測儀JGT 5004。數字式：接收信號轉化為離散數字量，具有

6、采集、儲存數字信號、測讀聲學參數和對數字信號處理的智能化功能。超聲波換能器采用厚度振動方式，頻率為50100kHz的換能器，實測主頻與標稱頻率相差不超過±10 。根據測試需要，配置合適的換能器和高頻電纜線，檢測前，測定聲時初讀數t0。檢測過程中如更換換能器或高頻電纜線，應重新測定t0。 超聲波檢測儀應滿足下列要求：具有波形清晰、顯示穩(wěn)定的示波裝置；聲時最小分度值為0.1s；具有最小分度值為ldB的信號幅度調整系統(tǒng)；接收放大器頻響范圍10500kHz，總增益不小于80dB，接收靈敏度(信噪比3：1時)不大于50V； 電源電壓波動范圍在標稱值±10情況下能正常工作；連續(xù)正常工作

7、時間不少于4h。生產廠家： 北京康科瑞 汕頭超聲儀器 瑞士PROCEQ 等三 測強的主要影響因素3.1 原材料水泥：無顯著影響，可以不予修正；細骨料：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，對超聲波的傳播不會造成很大影響 ；當砂率小于28或大于44，明顯超出混凝土常用砂率范圍，影響也不可忽視，應另外建立測強曲線。粗骨料：石子品種對測強有十分明顯的影響，試驗表明，若以卵石混凝土為基礎，碎石混凝土所推定的強度平均偏高約25左右。 骨料粒徑大，聲速增高。3.2 外加劑的主要效應在早期，即混凝土塑化作用和35d早期強度增高，而超聲回彈綜合法測強規(guī)定14d后進行，所以外加劑的影響可以

8、不予修正。 3.3 碳化深度：試驗證明，在綜合法中碳化深度沒增加1mm，推算混凝土強度比實際強度高0.6%左右。碳化深度較大的混凝土含水量相應降低，回彈值高，聲速稍有下降，可部分抵消 ；碳化因素可不予考慮。 3.4混凝土含水率 試驗證明，混凝土表面的濕度對回彈值有顯著影響。濕度越大，回彈值越低，而對超聲來說，聲波在水中的傳播要比在空氣中傳播速度快，可部分抵消影響，但這種影響隨混凝土強度的提高而變小。由于混凝土的濕度與氣候條件、齡期等均有關系，各地所測得的影響程度區(qū)別較大，因此在現場測試中盡可能采用干燥狀態(tài)條件進行測試。3.5測試面當測試在混凝土澆筑上表面或下底面時，由于石子離析下沉及表面水、浮

9、漿等因素的影響，回彈值與聲速值均與澆筑側面測量時不同。若以側面測量為準，上表面或下底面測量時對回彈值與聲速值均應分別乘以修正系數。 3.6鋼筋影響 鋼傳播速度：5900m/s 混凝土傳播速度：40005000m/s 穿鋼筋而過，波速略有提高換能器移開鋼筋35cm； 四、超聲回彈綜合法測強曲線4.1測強曲線意義超聲回彈綜合法測強曲線，是以混凝土試塊的抗壓強度(f)與超聲聲速值(v)、回彈值(R)，選擇相應的數學模型來擬合它們之間的相關關系。4.2測強曲線分類測強曲線分為：統(tǒng)一測強曲線：統(tǒng)一的技術規(guī)程，范圍廣，精度低；地區(qū)測強曲線：區(qū)域性技術條件；專用測強曲線：基本技術條件一致，針對性強，精度高；

10、按專用測強曲線、地區(qū)測強曲線、統(tǒng)一測強曲線的次序選用測強曲線。 4.3 測強曲線的建立（1）試件制作 （2）試件測試 （3）回歸分析 （4）誤差分析確定冪函數形勢為最佳曲線形式五檢測技術及數據處理 5.1檢測準備（1）測試資料準備工程名稱、設計、施工、建設和委托單位名稱；施工圖紙，結構或構件名稱及混凝土設計強度等級；水泥的品種、用量，石子、砂品種規(guī)格、粒徑，外加劑或摻合料品種、摻量等、混凝土配合比；模板類型，混凝土成型日期，以及澆筑和養(yǎng)護情況；結構或構件檢測原因說明。（2）被測結構或構件準備按單個構件檢測，構件上均勻布置測區(qū)，每個構件上測區(qū)數不少于10個；如某一方向尺寸4.5m，且另一方向尺寸

11、0.3m構件，其測區(qū)數不少于5個。按批構件抽樣檢測，構件抽樣數量不少于同批構件30，且不少于10個構件，同批構件要符合下列條件：混凝土強度等級相同；混凝土原材料、配合比、成型工藝、養(yǎng)護條件及齡期基本相同；構件種類相同；施工階段所處狀態(tài)相同。5.2 測區(qū)布置要求（1）條件允許，測區(qū)優(yōu)先布置在構件混凝土澆筑方向的側面，測區(qū)可在構件的兩個對應面、相鄰面(角測)或同一面上(平測)布置；（2）均勻分布，相鄰兩測區(qū)間距不宜大于2m；（3）避開鋼筋密集區(qū)和預埋件；（4）測區(qū)尺寸宜為200mm×200mm；平測時宜為400mm×400mm；（5）測試面應清潔、平整、干燥，不應有接縫、施工縫

12、、飾面層、浮漿和油垢，并避開蜂窩、麻面部位，必要時可用砂輪片清除雜物和打磨不平處，并擦凈殘留粉塵；（6）結構或構件上的測區(qū)注明編號，記錄測區(qū)位置和外觀質量情況。5.3回彈值測量與計算（1）測區(qū)內應先回彈測試，后進行超聲測試。 （2）回彈值測量及回彈值計算同回彈法檢測混凝土強度要求，角度修正、澆筑面修正（碳化不需要考慮） 、平均值計算。5.4超聲聲速測量與計算（1）超聲測點布置在回彈測試的同一測區(qū)內，每個測區(qū)布置3個測點；（2）優(yōu)先采用對測或角測，無條件時，采用單面平測；（3）換能器與混凝土耦合良好； （4）測試的聲時值應精確至0.1s。超聲測距的測量精確到1.0mm，誤差不大于±1，

13、聲速計算精確到0.01km/s?；炷翝仓较騻让鎸y，測區(qū)砼中聲速代表值計算）式中：v測區(qū)砼中聲速代表值聲速值(km/s); l i第i個測點的超聲測距(mm);ti第i個測點的聲時讀數(s);t0聲時初讀值。測試面修正:在混凝土澆筑頂面或底面測試時，測區(qū)聲速代表值修正：由于粗骨料的離析下沉以及表水浮漿等原因，聲速在上下側面測得的聲速較側面測得的聲速低?；貜椫狄灿捎谑褂梅较蛟斐烧`差。式中：va修正后的測區(qū)混凝土中聲速代表值，km/s；超聲測試面修正系數。在混凝土澆筑頂面、底面對測或斜測時, =1.034。角測方法每個測區(qū)布置3個測點，換能器布置如下：L1、L2不宜小于200mm 超聲測距應按

14、下列公式計算：li 角測第i個測點換能器的超聲測距(mm)；l1i ,l2i角測第i個測點換能器與構件邊緣的距離(mm)。角測混凝土中聲速代表值計算公式同對測凝土中聲速代表值計算公式平測方法（一個表面可供測量）每個測區(qū)布置3個測點，換能器布置如下：F一發(fā)射換能器， S接收換能器；G一鋼筋軸線 布置超聲平測點時，宜使發(fā)射和接收換能器的連線與附 近鋼筋軸線成400500，超聲測距l(xiāng)宜采用350450mm。平測方法聲速修正采用同一構件的對測聲速Vd與平測聲速Vp之比求得修正系數(VdVp)，對平測聲速進行修正。不具備對測與平測的對比條件時，選取代表性部位，以測距l(xiāng)200、250、300、350、40

15、0、450、500mm，逐點測讀相應聲時值t，用回歸分析方法求出直線方程la+bt。以回歸系數b代替對測聲速vd，求出修正系數，進行修正。 平測方法澆筑面修正 平測聲速可采用直線方程l=a+bt，根據混凝土澆筑的頂面或底面平測數據求得，修正后混凝土中聲速代表值計算公式：式中超聲測試面的聲速修正系數，頂面平測1.05，底面平測0.95。六混凝土強度的推定 6.1混凝土抗壓強度換算值計算 統(tǒng)一測區(qū)混凝土抗壓強度換算值計算 ：當粗骨料為卵石時： 當粗骨料為碎石時： 式中 結構或構件第i個測區(qū)混凝土抗壓強度換算值(MPa)，精確至0.1MPa。統(tǒng)一測區(qū)混凝土抗壓強度換算值計算：當結構或構件中的測區(qū)數不

16、少于10個時，各測區(qū)混凝土抗壓強度換算值的平均值和標準差 結構或構件測區(qū)混凝土抗壓強度換算值標準差(MPa)，精確至0.01MPa； 當結構或構件所采用的材料及其齡期與測強曲線有較大差異時，采用同條件立方體試件或從結構或構件測區(qū)中鉆取的混凝土芯樣試件(數量不應少于4個)的抗壓強度進行修正。采用同條件立方體試件修正時： 采用混凝土芯樣試件修正時： 修正系數，精確至小數點后兩位； 對應于第個立方體試件或芯樣試件的混凝土抗壓強度換算值(MPa)，精確至0.1MPa； 第個混凝土立方體(邊長150mm)試件的抗壓強度實測值(MPa)，精確至0.1MPa； 第個混凝土芯樣(l00×lOOmm)試件的抗壓強度實測值(MPa)，精確至0.1MPa； n試件數。6.3構件混凝土抗壓強度推定值構件混凝土強度推定值fcu,e公式確定： 按批量檢測的構件，當該批構件混凝土強度標準差出現下列情況時，則該批構件應全部按單個構件檢測：當該批構件混凝土強度平均值小于25MPa時：標準差4.5當該批構件混凝土強度平均值等于2550MPa時：標準差5.5當該批構件混凝土強度平均值大于50MPa時：標準差6.5七 實例 北京某工程采用卵石、中砂配制的混凝土強度等級為C30的混凝土，澆筑了5根斷面為350mm×350mm混凝土柱?；炷猎噳K受凍，