超声回弹综合法检测混凝土强度技术规范CECS02 综合课件.doc

- 1 -中国工程建设标准化协会标准 Technical specification for detecting strength of concrete by ultrasonic-rebound combined method CECS 022005 - 2 -根据2000建标协字第15号文?关于印发中国工程建设标准化协会2000年第一批推荐性标准制、修订方案的通知?的要求，对原规程进行了修订。 本规程在?超声回弹综合法检测混凝土强度技术规程?CECS 02：88的根底上，吸收了国内外超声检测仪器的最新成果和超声检测技术的新经验，结合我国建设工程中混凝土质量检测的实际需要进行了修订。 本规程的主要内容是：1 总那么，2 术语、符号，3 回弹仪，4 混凝土超声波检测仪器，5 测区回弹值和声速值的测量及计算，6 结构混凝土强度推定。 本规程主要修订的内容是? 规定了混凝土回弹仪的检定方法；2 增加了超声波角测、平测及其声速计算方法；3 扩大了测强曲线的适用范围；4 改变了结构混凝土强度的推定方法。 根据国家计委19861649号文?关于请中国工程建设标准化委员会负责组织推荐性工程建设标准试点工作的通知?的要求，现批准发布协会标准?超声回弹综合法检测混凝土强度技术规程?，编号为CECS 02：2005，推荐给工程设计、施工、使用单位采用。自本规程施行之日起，原规程CECS 02：88废止。 本规程由中国工程建设标准化协会混凝土结构专业委员会CECS/TC5归口管理，由中国建筑科学研究院结构研究所北京北三环东路30号，邮政编码：100013负责解释。在施行过程中，如发现需要修改或补充之处，请将意见和资料径寄解释单位。 主编单位：中国建筑科学研究院 参编单位：陕西省建筑科学研究设计院、广西区建筑科学研究设计院、湖南大学土木工程学院、贵州中建建筑科研设计院、浙江省建筑科学设计研究院、山东乐陵市回弹仪厂。 主要起草人：邱 平、张治泰、张荣成、李杰成、黄政宇、袁海军、张 晓、徐国孝、王明堂。 中国工程建设标准化协会 2005年10月1 日 - 3 -1 总那么 2 术语、符号 2.1 术语 2.2 主要符号 3 回弹仪 3.1 一般规定 3.2 检定要求 3.3 维护保养 4 混凝土超声波检测仪器 4.1 一般规定 4.2 换能器技术要求 4.3 校准和保养 5 测区回弹值和声速值的测量及计算 5.1 一般规定 5.2 回弹测试及回弹值计算 5.3 超声测试及声速值计算 6 结构混凝土强度推定 附录A 建立专用或地区混凝土强度曲线的根本要求附录B 超声波角测、平测和声速计算方法 B.1 超声波角测方法 B.2 超声波平测方法 附录C 测区混凝土强度换算 C.1 测区混凝土强度换算表卵石 C.2 测区混凝土强度换算表碎石 附录D 综合法测定混凝土强度曲线的验证方法 附录E 用实测空气声速法校准超声仪 附录F 超声回弹综合法检测记录表附录G 结构混凝土抗压强度计算表 本规程用词说明 附：条文说明 - 4 -为了统一采用中型回弹仪、混凝土超声波检测仪综合检测并推断混凝土结构中普通混凝土抗压强度的方法，做到技术先进、平安可靠、经济合理、方便使用制定本规程。 在正常情况下，混凝土强度的验收和评定应按现行有关国家标准执行。当对结构中的混凝土有强度检测要求时，可按本规程进行检测，并推定结构混凝土的强度，作为混凝土结构处理的一个依据。 本规程不适用于检测因冻害、化学侵蚀、火灾、高温等已造成外表疏松、剥落的混凝土。 按本规程进行工程检测的人员，应通过专业培训并持有相应的资格证书。 采用超声回弹综合法检测及推定混凝土强度，除应遵守本规程外，尚应符合现行有关强制性标准的规定。 - 5 - 检测单元 Detective element 按照检测要求确定的混凝土结构的组成单元。 测区 Detecting region 在进行结构或构件混凝土强度检测时确定的检测区域。 测点 Detecting point 测区内的检测点。 超声回弹综合法 Ultrasonic-rebound combined method 根据实测声速值和回弹值综合推定混凝土强度的方法。本方法采用带波形显示器的低频超声波检测仪，并配置频率为50100kHz的换能器，测量混凝土中的超声波声速值，以及采用弹击锤冲击能量为2.207J的混凝土回弹仪，测量回弹值。 超声波速度 Velocity of ultrasonic wave 在混凝土中，超声脉冲波单位时间内的传播距离。 波幅 Amplitude of wave 超声脉冲波通过混凝土被换能器接收后，由超声波检测仪显示的首波信号的幅度。 测区混凝土抗压强度换算值 Conversion value for the compression strength of concrete at detecting region 根据测区混凝土中的声速代表值和回弹代表值，通过测强曲线换算所得的该测区现龄期混凝土的抗压强度值。 混凝土抗压强度推定值 Inferable value for compression strength of concrete 根据测区混凝土抗压强度换算值推定的结构或构件中现龄期混凝土的抗压强度值。 - 6 - re 相对误差； ccuif 结构或构件第i个测区的混凝土抗压强度换算值； ecuf 结构混凝土抗压强度推定值； cmincuf 结构或构件最小的测区混凝土抗压强度换算值； ocuf 混凝土立方体试件的抗压强度实测值； ocorf 混凝土芯样试件的抗压强度实测值； il 第i个测点的超声测距； ccufm 结构或构件测区混凝土抗压强度换算值的平均值； n 测区数测点数，立方体试件数，芯样试件数； iR 第i个测点的有效回弹值； R 测区回弹代表值； aR 修正后的测区回弹代表值； aR 测试角度为时的测区回弹修正值； taR、baR 测量混凝土浇筑顶面或底面时的测区回弹修正值； ccufs 结构或构件测区混凝土抗压强度换算值的标准差； kT 空气的摄氏温度； it 第i个测点的声时读数； 0t 声时初读数； v 测区混凝土中声速代表值； av 修正后的测区混凝土中声速代表值； kv 空气中声速计算值； ov 空气中声速实测值； - 7 -iv 第i点个测点的混凝土中声速值； 回弹仪测试角度； 超声测试面的声速修正系数； 修正系数； 平测声速修正系数。 - 8 - 所采用的回弹仪应符合国家计量检定规程?混凝土回弹仪?JJG 817的要求，并通过技术鉴定，必须具有产品合格证和检定证，并应具有中国计量器具制造CMC许可证标志。 所采用的回弹仪应符合以下标准状态的要求： 1 水平弹击时，在弹击锤脱钩的瞬间，回弹仪弹击锤的冲击能量应为2.207J； 2 弹击锤与弹击杆碰撞的瞬间，弹击拉簧应处于自由状态，检定器上指针滑块刻线应置于“0处； 3 在洛氏硬度HRC为60±2的钢砧上，回弹仪的率定值应为80±2。 回弹仪使用时，环境温度应为-440。 回弹仪有以下情况之一时，应经检定单位检定前方可使用：1 新回弹仪启用前； 2 超过检定有效期； 3 累计弹击次数超过6000次； 4 经常规保养后，钢砧率定值不合格； 5 遭受严重撞击或其他损害。 回弹仪应由有资格的检定单位按照现行国家计量检定规程?混凝土回弹仪?JJG 817的规定进行检定。 在以下情况之一时，回弹仪应在钢砧上进行率定试验： 1 回弹仪当天使用前后； 2 测试过程中对回弹仪性能有疑心时。 当回弹仪率定值不在80±2范围内时，应按本规程第节的要求，对回弹仪进行常规保养后再进行率定。假设再次率定仍达不到要求，那么应送检定单位检定。 回弹仪率定试验宜在枯燥、室温535条件下进行。率定时，钢砧应稳固地平放在刚度大的物体上。测定回弹值时，取连续向下弹击三次的稳定回弹值计算平均值。弹击杆应分三次旋转，每次宜旋转90°。每旋转一次弹击杆，率定平均值应为80±2。 - 9 -回弹仪有以下情况之一时，应进行常规保养： 1 弹击超过2000次； 2 对检测值有疑心时； 3 钢砧上的率定值不符合要求。 回弹仪的常规保养应符合以下规定： 1 使弹击锤脱钩后取出机芯，卸下弹击杆，取出缓冲压簧，并取出弹击拉簧和拉簧座； 2 清洗机芯各零部件，重点清洗中心导杆、弹击锤和弹击杆的内孔和冲击面。 清洗后在中心导杆上薄薄涂抹钟表油，其他零部件均不得抹油； 3 清理机壳内壁，卸下刻度尺，并检查指针，其摩擦力应为0.50.8N； 4 不得旋转尾盖上已定位紧固的调零螺丝； 5 不得自制或更换零部件； 6 保养后按本规程第条的要求进行率定试验。 回弹仪使用完毕后，应使弹击杆伸出机壳，去除弹击杆、杆前端球面、刻度尺外表和外壳上的污垢、尘土。回弹仪不使用时，应将弹击杆压入仪器内，经弹击后用按钮锁住机芯，将回弹仪装入仪器箱，平放在枯燥阴凉处。 - 10 -所采用的混凝土超声波检测仪应通过技术鉴定，必须具有产品合格证和检定证。 用于混凝土的超声波检测仪可分为以下两类： 1 模拟式： 接收的信号为连续模拟量，可由时域波形信号测读声学参数； 2 数字式： 接收的信号转化为离散数字量，具有采集、储存数字信号、测读声学参数 和对数字信号处理的智能化功能。 所采用的超声波检测仪应符合现行行业标准?混凝土超声波检测仪?JG/T 5004的要求，并在计量检定有效期内使用。 超声波检测仪应满足以下要求： 1 具有波形清晰、显示稳定的示波装置； 2 声时最小分度值为0.1s； 3 具有最小分度值为1dB的信号幅度调整系统； 4 接收放大器频响范围10500kHz，总增益不小于80dB，接收灵敏度信噪比3：1时不大于50V； 5 电源电压波?段诒瓿浦怠?0情况下能正常工作； 6 连续正常工作时间不少于4h。 模拟式超声波检测仪还应满足以下要求： 1 具有手动游标和自动整形两种声时测读功能； 2 数字显示稳定，声时调节在2030s范围内，连续静置1h数字变化不超过±0.2s。 数字式超声波检测仪还应满足以下要求： 1 具有采集、储存数字信号并进行数据处理的功能； 2 具有手动游标测读和自动测读两种方式。当自动测读时，在同一测试条件下，在1h内每5min测读一次声时值的差异不超过±0.2s； 3 自动测读时，在显示器的接收波形上，有光标指示声时的测读位置。 超声波检测仪器使用时，环境温度应为040。 换能器的工作频率宜在50100kHz范围内。 - 11 - 换能器的实测主频与标称频率相差不应超过±10。 超声波检测仪的声时计量检验，应按“时-距法测量空气中声速实测值ov附录E，并与按以下公式计算的空气中声速计算值kv相比拟，二者的相对误差不应超过±0.5。 kk00367.014.331Tv 4.3.1 式中 331.4 0时空气中的声速值m/s； kv 温度为kT时空气中的声速计算值m/s； kT 测试时空气的温度。 检测时，应根据测试需要在仪器上配置适宜的换能器和高频电缆线，并测定声时初读数0t。检测过程中如更换换能器或高频电缆线，应重新测定0t。 超声波检测仪应定期保养。 - 12 -测试前宜具备以下资料：1 工程名称和设计、施工、建设、委托单位名称； 2 结构或构件名称、施工图纸和混凝土设计强度等级； 3 水泥的品种、强度等级和用量，砂石的品种、粒径，外加剂或掺合料的品种、掺量和混凝土配合比等； 4 模板类型，混凝土浇筑、养护情况和成型日期； 5 结构或构件检测原因的说明。 检测数量应符合以下规定： 1 按单个构件检测时，应在构件上均匀布置测区，每个构件上测区数量不应少于10个； 2 同批构件按批抽样检测时，构件抽样数不应少于同批构件的30，且不应少于10件；对一般施工质量的检测和结构性能的检测，可按照现行国家标准?建筑结构检测技术标准?GB/T50344的规定抽样。 3 对某一方向尺寸不大于4.5m且另一方向尺寸不大于0.3m的构件，其测区数量可适当减少，但不应少于5个。 按批抽样检测时 符合以下条件的构件可作为同批构件： 1 混凝土设计强度等级相同； 2 混凝土原材料、配合比、成型工艺、养护条件和龄期根本相同； 3 构件种类相同； 4 施工阶段所处状态根本相同。 构件的测区布置宜满足以下规定： 1 在条件允许时，测区宜优先布置在构件混凝土浇筑方向的侧面； 2 测区可在构件的两个对应面、相邻面或同一面上布置； 3 测区宜均匀布置 相邻两测区的间距不宜大于2m；4 测区应避开钢筋密集区和预埋件； 5 测区尺寸宜为200 mm×200 mm；采用平测时宜为400mm×400mm； - 13 -6 测试面应清洁、平整、枯燥，不应有接缝、施工缝、饰面层、浮浆和油垢 并应避开蜂窝、麻面部位。 必要时，可用砂轮片去除杂物和磨平不平整处 并擦净残留粉尘。 结构或构件上的测区应编号 并记录测区位置和外观质量情况。 对结构或构件的每一测区 应先进行回弹测试 后进行超声测试。 计算混凝土抗压强度换算值时，非同一测区内的回弹值和声速值不得混用。 回弹测试时，应始终保持回弹仪的轴线垂直于混凝土测试面。宜首先选择混凝土浇筑方向的侧面进行水平方向测试。如不具备浇筑方向侧面水平测试的条件可采用非水平状态测试 或测试混凝土浇筑的顶面或底面。 测量回弹值应在构件测区内超声波的发射和接收面各弹击8点；超声波单面平测时，可在超声波的发射和接收测点之间弹击16点 。每一测点的回弹值，测读精确度至1。 测点在测区范围内宜均匀布置 但不得布置在气孔或外露石子上。相邻两测点的间距不宜小于30mm；测点距构件边缘或外露钢筋、铁件的距离不应小于50 mm，同一测点只允许弹击一次。 测区回弹代表值应从该测区的16个回弹值中剔除3个较大值和3个较小值 根据其余10个有效回弹值按以下公式计算： 101101iiRR 5.2.4 式中 R 测区回弹代表值 取有效测试数据的平均值，精确至0.1； iR 第i个测点的有效回弹值。 非水平状态下测得的回弹值 应按以下公式修正： aaRRR 5.2.5 式中 aR 修正后的测区回弹代表值； aR 测试角度为时的测区回弹修正值 按表5.2.5的规定采用。 - 14 -aR 回弹仪向上 回弹仪向下 测试角 度 R 90 60 45 30 -30 -45 -60 -90 20 -6.0 -5.0 -4.0 -3.0 2.5 3.0 3.5 4.0 25 -5.5 -4.5 -3.8 -2.8 2.3 2.8 3.3 3.8 30 -5.0 -4.0 -3.5 -2.5 2.0 2.5 3.0 3.5 35 -4.5 -3.8 -3.3 -2.3 1.8 2.3 2.8 3.3 40 -4.0 -3.5 -3.0 -2.0 1.5 2.0 2.5 3.0 45 -3.8 -3.3 -2.8 -1.8 1.3 1.8 2.3 2.8 50 -3.5 -3.0 -2.5 -1.5 1.0 1.5 2.0 2.5 注：1. 当测试角度等于0时 修正值为0；R小于20或大于50时分别按20或50查表； 2. 表中未列数值 可采用内插法求得精确至0.1。 在混凝土浇筑的顶面或底面测得的回弹值 应按以下公式修正： bataaRRRR 5.2.6 式中 taR 测量顶面时的回弹修正值 按表5.2.6的规定采用； baR 测量底面时的回弹修正值 按表5.2.6的规定采用。 taRbaR 测试面 R或aR 顶 面 taR 底 面 baR 20 2.5 -3.0 25 2.0 -2.5 30 1.5 -2.0 35 1.0 -1.5 40 0.5 -1.0 45 0 -0.5 50 0 0 注：1 .在侧面测试时修正值为0；R小于20或大于50时分别按20或50查表； 2. 领先进行角度修正时，采用修正后的回弹代表值aR； 3 表中未列数值 可采用内插法求得精确至0.1。 测试时回弹仪处于非水平状态 同时测试面又非混凝土浇筑方向的侧面 那么应对测得的回弹值先进行角度修正 然后对角度修正后的值再进行顶面或底面修正。 - 15 -超声测点应布置在回弹测试的同一测区内，每一测区布置3个测点。超声测试宜优先采用对测或角测，当被测构件不具备对测或角测条件时，可采用单面平测附录B。 超声测试时换能器辐射面应通过耦合剂与混凝土测试面良好耦合。 声时测量应精确至0.1s 超声测距测量应精确至1.0mm，且测量误差不应超过 ±1。声速计算应精确至0.01km/s。 当在混凝土浇筑方向的侧面对测时，测区混凝土中声速代表值应根据该测区中3个测点的混凝土中声速值，按以下公式计算： ?31031iiittlv 5.3.4 式中 v 测区混凝土中声速代表值km/s； il 第i个测点的超声测距mm。角测时测距按本规程附录第节计算； it 第i个测点的声时读数s； 0t 声时初读数s。 当在混凝土浇筑的顶面或底面测试时 测区声速代表值应按以下公式修正： vv?a 5.3.5 式中 av 修正后的测区混凝土中声速代表值km/s； 超声测试面的声速修正系数，在混凝土浇筑的顶面和底面间对测或斜测时 1.034；在混凝土浇灌的顶面或底面平测时，测区混凝土中声速代表值应按本规程附录第节计算和修正。 - 16 - 本规程规定的强度换算方法适用于符合以下条件的普通混凝土： 1 混凝土用水泥应符合现行国家标准?硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥?GB 175、?矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥及粉煤灰硅酸盐水泥?GB 1344和?复合硅酸盐水泥?GB 12958的要求； 2 混凝土用砂、石骨料应符合现行行业标准?普通混凝土用砂石质量标准及检验方法?的要求； 3 可掺或不掺矿物掺合料、外加剂、粉煤灰、泵送剂； 4人工或一般机械搅拌的混凝土或泵送混凝土； 5自然养护； 6龄期72000d； 7 混凝土强度1070MPa； 结构或构件中第i个测区的混凝土抗压强度换算值，可按本规程第节和第节的规定求得修正后的测区回弹代表值iRa和声速代表值iva后，优先采用专用测强曲线或地区测强曲线换算而得。 当无专用和地区测强曲线时，按本规程附录D通过验证后，可按附录C规定的全国统一测区混凝土抗压强度换算表换算，也可按以下全国统一测区混凝土抗压强度换算公式计算： 1 当粗骨料为卵石时： 1.769a1.439accu0056.0iiiRvf 6.0.3-1 2 当粗骨料为碎石时： 410.1a1.656accu0162.0iiiRvf 6.0.3-2 式中 ccuif 第i个测区混凝土抗压强度换算值MPa 精确至0.1 MPa。 专用测强曲线或地区测强曲线应按本规程附录A的规定制定，并经工程质量监督主管部门组织审定和批准实施。专用或地区测强曲线的抗压强度相对误差re应符合以下规定： 专用测强曲线 相对误差re12； 地区测强曲线 相对误差re14。 其中，相对误差re应按式A.0.8-2计算。 - 17 - 当结构或构件中的测区数不少于10个时，各测区混凝土抗压强度换算值的平均值和标准差应按以下公式计算： niiffnm1ccu1ccu 6.0.5-1 1221ccuccu?nmnfsfniifccu 6.0.5-2式中 ccuif 结构或构件第i个测区的混凝土抗压强度换算值MPa； ccufm 结构或构件测区混凝土抗压强度换算值的平均值MPa，精确至0.1 MPa； ccufs 结构或构件测区混凝土抗压强度换算值的标准差MPa，精确至0.01 MPa。 n 测区数。对单个检测的构件，取一个构件的测区数；对批量检测的构件，取被抽检构件测区数之总和。 当结构或构件所采用的材料及其龄期与制定测强曲线所采用的材料及其龄期有较大差异时 应采用同条件立方体试件或从结构或构件测区中钻取的混凝土芯样试件的抗压强度进行修正。试件数量不应少于4个。此时，采用式6.0.3计算测区混凝土抗压强度换算值应乘以以下修正系数。 1 采用同条件立方体试件修正时： niiiffn1ccuocu/1 6.0.6-1 2 采用混凝土芯样试件修正时：niiiffn1ccuocor/1 6.0.6-2式中 修正系数 精确至小数点后两位； ccuif 对应于第i个立方体试件或芯样试件的混凝土抗压强度换算值MPa 精确至0.1MPa； ocuif 第i个混凝土立方体边长150mm试件的抗压强度实测值MPa 精确至0.1MPa； ocorif 第i个混凝土芯样100×100mm试件的抗压强度实测值MPa，精确至0.1MPa； - 18 -n 试件数。 结构或构件混凝土抗压强度推定值ecuf，应按以下规定确定： 1 当结构或构件的测区抗压强度换算值中出现小于10.0MPa的值时该构件的混凝土抗压强度推定值ecuf取小于10MPa。 2 当结构或构件中测区数少于10个时 ecufcmincuf 6.0.7-1 式中 cmincuf 结构或构件最小的测区混凝土抗压强度换算值MPa，精确至0.1MPa。 3 当结构或构件中测区数不少于10个或按批量检测时 ecufccufm1.645ccufs 6.0.7-2 对按批量检测的构件，当一批构件的测区混凝土抗压强度标准差出现以下情况之一时，该批构件应全部重新按单个构件进行检测： 1 一批构件的混凝土抗压强度平均值ccufm25.0 MPa，标准差ccufsgt4.50 MPa； 2 一批构件的混凝土抗压强度平均值ccufm 25.050.0 MPa，标准差ccufsgt5.50 MPa； 3 一批构件的混凝土抗压强度平均值ccufm50.0 MPa，标准差ccufsgt6.50 MPa。 - 19 - 采用中型回弹仪 并应符合本规程第节的各项要求。 采用低频超声波检测仪 并应符合本规程第节的各项要求。 选用的换能器应符合本规程第4.2节的各项要求。 混凝土用水泥应符合现行国家标准?硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥?GB 175、?矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥及粉煤灰硅酸.