建筑結(jié)構(gòu)檢測技術(shù)之綜合法

建筑結(jié)構(gòu)檢測技術(shù)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(shù)－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(yīng)力應(yīng)變行為與強度的關(guān)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。基本依據(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(guān)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(guān)系有更廣的適應(yīng)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(shù)－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(dǎo)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(dǎo)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(yīng)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(shù)－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(guān)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(guān)系中的加權(quán)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(yīng)降低，導(dǎo)致聲速稍有下降，在綜合關(guān)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(shù)－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(guān)系無明顯影響，而且當(dāng)砂率在常用的30%上下波動時，對R-N-C綜合關(guān)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(dāng)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(yīng)另外設(shè)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(shù)－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(guān)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(dāng)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(dāng)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(shù)－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(dāng)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(guān)，很難用一個統(tǒng)一的系數(shù)來修正，因此一般應(yīng)對不平整表面進行磨光處理。當(dāng)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(yīng)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(shù)－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(shù)－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(shù)要求①超聲波檢測儀應(yīng)通過技術(shù)鑒定，并必須具有產(chǎn)品合格證。②儀器的聲時范圍應(yīng)為0.5~9999μs，測讀精度為0.1μs。③儀器應(yīng)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(yīng)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(biāo)測讀功能。顯示應(yīng)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(yīng)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(shù)－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(shù)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(biāo)稱頻率相關(guān)應(yīng)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(shù)－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(yīng)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(biāo)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(shù)－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(yīng)按下列步驟進行操作：①操作前應(yīng)仔細閱讀儀器使用說明書；②儀器在接通電源前，應(yīng)檢查電源電壓，接上電源后，儀器宜預(yù)熱10min；③換能器與標(biāo)準棒應(yīng)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(yīng)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(yīng)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(shù)－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(yīng)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(yīng)通電一次，每次不少于1h；②儀器需存放在通風(fēng)、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(yīng)避免摔損和撞擊，工作完畢應(yīng)擦拭干凈單獨存放。換能器的耦合面應(yīng)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(shù)－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(yīng)無明顯差異，且混凝土的抗壓強度不應(yīng)超過相應(yīng)技術(shù)規(guī)程限定的范圍；（1）對原有預(yù)留試塊的抗壓強度有懷疑，或沒有預(yù)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(xué)腐蝕、火災(zāi)、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(yīng)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(shù)－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(yīng)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(yù)埋鐵件處，側(cè)面應(yīng)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(yīng)不少于10個。若構(gòu)件長度不足2m，測區(qū)數(shù)可適當(dāng)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(yīng)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(shù)－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(guān)系基準曲線所推算的強度是每一個測區(qū)的強度，即相當(dāng)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(biāo)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(dāng)全部測定推算的強度值標(biāo)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(yīng)全部按單個構(gòu)件