超声回弹综合法检测混凝土强度.docx

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1、超声回弹综合法检测混凝土强度1.开展概况 超声回弹综合法检测混凝土强度，是1966年由罗马尼亚建筑及建筑经济科学研究院首次提出的，并编制了有关技术规程，曾受到各国科技工作者的重视。1976年我国引进了这一方法，在结合我国具体情况的根底上，许多科研单位进行了大量的试验。近年来完成了多项科研成果，在结构混凝土工程的质量检测中已获得了广泛的推广应用。1988年由中国工程标准化委员会批准了我国第一本?超声回弹综合法检测混凝土强度技术规程?(CECS02：88)；2005年由中国工程标准化协会修编为?超声回弹综合法检测混凝土强度技术规程?(CECS02：2005)。混凝土强度的综合法检测，就是采用两种或

2、两种以上的单一方法或参数(力学的、物理的或声学的等)联合测试混凝土强度的方法。由于综合法，比单一法测试误差小和较宽的适用范围，因此在混凝土的质量控制与检测中的应用愈来愈多。一般来说，在合理选择各种单一方法组合的前提下，所采用的非破损测试方法越多，混凝土强度的测试精度也越高。 采用综合法测量混凝土强度时应符合以下原那么： (1)单一法的仪器性能、测试技术和测试误差都应满足规定的要求； (2)在已查明单一法测强影响因素的根底上，应当采取对测强影响较大且相反的单一法进行综合，以便抵消或减少一些影响因素； (3)综合法比单一法应具有较小的测试误差和较宽的适应范围； (4)综合法适用于确定内部无缺陷部位

3、的混凝土强度。 综合法测定混凝土强度的方法是较多的，如“超声波传播速度回弹值、“超声波传播速度外表硬度、“超声波传播速度超声波衰减值、“超声波传播速度回弹值碳化深度以及“砂浆超声波传播速度回弹值碳化深度等等综合法。而声速回弹综合法是国内外研究最多，应用最广的一种方法。超声回弹综合法是指采用超声仪和回弹仪，在结构混凝土同一测区分别测量声时值及回弹值R，然后利用已建立起来的测强公式推算该测区混凝土强度fcu的一种方法。与单一回弹或超声法相比综合法具有以下特点：1减少龄期和含水率的影响 混凝土的声速值除受粗骨料的影响外，还受混凝土的龄期和含水率等因素的影响。而回弹值除受外表状态的影响外，也受混凝土的

4、龄期和含水率的影响。然而，混凝土的龄期和含水率对其声速和回弹值的影响有着本质的不同。混凝土含水率大，超声的声速偏高，而回弹值那么偏低；混凝土的龄期长，超声声速的增长率下降，而回弹值那么因混凝土碳化程度增大而提高。因此，二者综合起来测定混凝土强度就可以局部减少龄期和含水率的影响。2弥补相互缺乏 一个物理参数只能从某一方面，在一定范围内反映混凝土的力学性能，超过一定范围，它可能不很敏感或者不起作用，例如回弹值R主要以表层砂浆的弹性性能来反映混凝土中强度，当混凝土强度较低，塑性变形较大时，这种反映就不太敏感。当构件截面尺寸较大或内外质量有较大差异时，就很难反映结构混凝土的实际强度。超声声速是以整个断

5、面的动弹性来反映混凝土强度，而强度较高的混凝土，弹性指标变化幅度小，相应其声速随强度变化的幅度也不大，其微小变化往往被测试误差所掩盖，所以对于强度大于35MPa以上的混凝土，其fcu相关性较差。 采用回弹法和超声法综合测定混凝土强度，既可内外结合，又能在较低或较高的强度区间相互弥补各自的缺乏，能够较全面地反映结构混凝土的实际质量。3提高测试精度 由于综合法能减小一些因素的影响程度，较全面的反映整体混凝土质量，所以对提高无损检测凝土强度的精度，具有明显的效果。鉴于超声回弹综合法具有上述的许多优点，因此在国内多项工程的混凝土强度的检测中采用了这一方法，为工程质量事故的处理提供了重要依据。2.超声仪

6、技术要求1超声波检测仪应通过技术鉴定，并必须具有产品合格证；2仪器的声时范围应为0.5-9999s，测读精度为0.1s，时最小分度为1dB的衰件系统；3仪器应具有良好的稳定性，声时显示调节在20-30s范围内时，2h内声时显示的漂移不得大于0.2s；4仪器的放大器频率响应宜分为10-500kHz，总增益量不小于80 dB，接收灵敏度不大于50V；5仪器宜具有示波屏显示及手动游标测读功能。显示应清晰稳定。假设采用整形自动测读，混凝土超声测距不得超过1m；6仪器应能适用于温度为-1040、相对湿度不大于80%、电源电压波动为220V22V的环境中，且能连续4h正常工作；7具有波形清晰、显示稳定的示

7、波装置。3.换能器的技术要求1换能器宜采用厚度振动形式压电材料；2厚度振动式换能器的频率宜采用20250kHz；3换能器实测频率与标称频率相差应不大于10%。 用于综合法检测混凝土强度的超声波检测仪和回弹仪仪器，技术性能必须满足有关规程的规定，仪器的检验、检定也应符合有关规程的要求。一、标准标准：?超声回弹综合法检测混凝土强度技术规程?CECS 02：05?回弹法 超声回弹综合法检测泵送混凝土强度技术规程?DBJ10306-2003二、仪器设备：ZC3回弹仪或HT225W数显回弹仪、DJUS-05非金属超声波仪1. DJUS-05非金属超声波仪 主要功能：l 超声综合法检测混凝土抗压强度l 混

8、凝土结构内部缺陷l 混凝土构件裂缝深度l 混凝土基桩完整性l 扩展功能为工程勘察中岩石孔全波列测井主要特点：1) 高亮度,大屏幕,大全触摸真彩液晶显示,超声仪器新境界。2) 综合法测强，现场显示全区波形、测点声时、测区平均声速、换算强度值。3) 测缺现场显示剖面图，均质性和缺陷清晰可见。4) 透射法基桩检测现场显示全波列图形，实时显示Vc、dB、f随深度变化曲线，直观显示完整性缺陷。技术指标：1) 充分体验了现场检测过程，结果直观，操作简单。2) 高亮度， 10.4彩色触摸、液晶显示屏。3) 当前波形放大显示，自动快速判读声参数，测区或桩基全部波形显示，便于结果比照。4) window系列下全

9、中文操作，开机即会，方便快捷。5) USB接口数据传输，打印快速、可靠。6) 一发双收或一发单收任选。7) 声时测读精度：0.1s。8) 测时测读范围：0.110240s。9) 幅值测读范围：0174dB。10) 采样周期：0.15.0s可选。11) 采样长度：0.516k可选。12) 信号采集：自动和手动可选。13) 接收灵敏度：10v。14) 显示器：10.4，640860。 内存：128Mb。15) 数据波形储存：40Gb。16) 打印机：支持HP、EPSON系列打印机。17) 使用环境：温度-540，湿度：85%。三、检测方法 1.资料准备 (1)工程名称、工程地点、设计、施工和建设单

10、位名称； (2)施工图纸，结构或构件名称、编号、施工图(或平面图)及混凝土强度等级； (3)水泥品种、标号、用量、出厂厂名，砂石品种、粒径，外加剂或掺合料品种、掺量、以及混凝土配合比等； (4)模板类型，混凝土灌注和养护情况，以及成型日期；(5)结构或构件存在的质量问题，混凝土试块抗压报告等；6提交“检测方案给委托方认可；7鉴定“工程产品质量检验合同书；8检查测试仪器是否在标准状态；9备足各检测工程记录表。 2.现场测试结构或构件准备检测结构或构件时需要布置测区，因为测区是进行超声、回弹测试的测量单元。测区布置应符合以下规定： (1) 单个构件检测时，应在构件上均匀布置测区，且不少于10个，对

11、某一方向尺寸小于4.5m且另一方向尺寸小于0.3m的构件，其测区数量可适当减少，但不应少于5个； (2) 对同批构件抽样检测时，构件抽样数应不少于同批构件的30，且不少于10个构件，每个构件测区数不少于10个； (3) 长度小于或等于2m的构件，其测区数量可适当减少，但不应少于3个。当按批抽样检测时，凡符合以下条件的构件，才可作为同批构件： (1) 凝土强度等级相同； (2) 凝土原材料、配合比、成型工艺、养护条件及龄期根本相同； (3) 件种类相同； (4) 施工阶段所处状态相同。每个构件的测区，应满足以下要求： (1) 区的布置宜在构件混凝土浇筑方向的对应侧面； (2) 区应均匀分布，相邻

12、两测区的间距不宜大于2m； (3) 区宜避开钢筋密集区和预埋铁件； (4) 区尺寸为200mm200mm；相对应的两个200mm200mm方块应视为一个测区。(5) 试面应清洁、平整、枯燥，不应有接缝、饰面层、浮浆和油垢，并避开蜂窝、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；见图2-2。6如有登高检测的构件，需设置脚手架和平安防护措施；7结构或构件上的测区应注命编号，并记录测区位置和外观质量情况。每一测区宜先进行回弹测试，然后进行超声测试。对非同一测区的回弹值及超声声速值，不能按综合法计算混凝土强度。200200四、数据处理1.回弹值的测量与计算同回弹仪参见本章第.3/

13、42.超声声速值的测量与计算1超声声速值的测量A.超声仪必须符合技术要求并具有质量检查合格证； B.超声测点应布置在回弹测试的同一侧区内； C.应保证换能器与混凝土耦合良好；D.超声测距的测量误差应不大于1%； 图2-6测区测点分布E.在每个测区的相对测试面上，应各布置3个测点，且发射和接收换能器的轴线应在同一轴线上；F.时测量一般采用对测法，如不能满足这一要求，可采用单面平测或相邻角测图2-6、图2-7、图2-8。 l2 F S1 l1 F1 S2 F2 S3 S F3 l2 l1 (a) 超声测点布置平面图 b超声测点布置立面图图2-7超声波角测示意 (a) 平面图 (b)立面图F发射换能

14、器； S接收换能器； G钢筋轴线图2-8 超声波平测示意图2声速值的计算声速值按下式计算 式中 测区声速值km/s，精确至0.01km/s； 超声测距发射和接收换能器辐射面间距离mm； 测区平均声时值，s；、 分别为测区中3个测点的声时值。当在混凝土浇筑的顶面与底面测试时，测区声速值应按下式公式修正： 式中 修正后的测区声速值(km/s)； 超声测试面修正系数。在混凝土浇筑的顶面与底面测试时，=1.034；在混凝土侧面测试时，=1.0。3角测声速按以下公式计算：4平测声速按以下公式计算：式中 平测声速修正系数(1.041.15)； 平测时换能器轴线间距离350450。3.混凝土强度推定用综合法

15、检测结构或构件混凝土强度时，应在结构或构件上所布置的测区内，分别进行超声和回弹测试，经测试获得超声声速和回弹值，既第个测区混凝土强度换算值，是按测区内的回弹值取平均值和声速值查表或代入测强公式得出。结构或构件的混凝土强度推定值应按下式确定：1当该结构或构件测区数少于10个时： 2当该结构或构件测区不少于10个或按批量检测时： ， 式中 混凝土强度推定值MPa，精确至0.1 MPa； 构件中最小的测区混凝土强度换算值； 结构或构件测区混凝土强度换算值的平均值MPa，精确至0.1MPa； 结构或构件测区混凝土强度换算值的标准差，MPa，精确至0.01MPa； 测区数。对按批量检测的构件，当该批构件

16、混凝土强度标准差出现以下情况之一时，那么该批构件应全部按单个构件检测：1当该批构件混凝土强度平均值小于25.0MPa时： MPa2当该批构件混凝土强度平均值在25.0Mpa50.0Mpa时： MPa3当该批构件混凝土强度平均值大于50.0Mpa时： MPa4.当检测条件与测强曲线所有材料、龄期有较大差异时，可采用同条件试件或钻取混凝土芯样进行修正，试件或钻取芯样数量不应少于4个。1同条件立方体试件时： 2.52混凝土芯样试件时： 2.6式中 修正系数，精确至0.01； 第个混凝土立方体试件边长为150mm的抗压强度值，精确至0.1MPa； 第个混凝土芯样试件100100抗压强度值，精确至0.1

17、MPa； 对应于第个混凝土试件或芯样试件的混凝土强度换算值，精确至0.1MPa；n 试件数。五、超声综合法检测混凝土强度工程实例例一 如某工程采用卵石、中砂配制的混凝土强度等级为C30的混凝土，浇筑了5根断面为350mm350mm 混凝土柱。混凝土试块受冻，28天龄期抗压强度未到达设计要求，现场已无试块。天气回暖后按“检测技术及强度推定规定，采用综合法对柱子进行检测。测试角度为0；测试面为侧面，可选用附录D表格形式，计算推定4-E柱混凝土强度，见表2-9所示。构件混凝土强度计算表构件名称及编号：4-E 柱 表2-9计 算 项 目测 区12345678910回弹值测区平均值41.441.639.

18、944.742.643.246.342.641.142.8角度修正值0.00.00.00.00.00.00.00.00.00.0角度修正后41.441.639.944.742.643.246.342.641.142.8浇筑面修正值0.00.00.00.00.00.00.00.00.00.0浇筑面修正后41.441.639.944.742.643.246.342.641.142.8声速测区声速值4.314.424.194.544.544.554.484.404.114.42修正值()1.01.01.01.01.01.01.01.01.01.0声速值修正后4.314.424.194.544.544

19、.554.484.404.114.42强度修正值1.01.01.01.01.01.01.01.01.01.0测区强度修正后MPa32.734.132.340.536.638.042.835.533.236.0强度计算MPan=1036.1 MPa3.47 MPa30.4MPa使用测区强度换算表名称规程，地区，专用备 注检测结果说明：4-E柱强度推定值为30.4MPa，到达混凝土设计强度等级C30的101%。此类型属既无混凝土试块，又无混凝土芯样试件的情况，如果所测的其他构件能到达30.0MPa左右，说明此情况是正常的，假设结构混凝土的试验状态与测强曲线根本一致，那么可不进行修正。否那么需要从构件中钻取芯样进行修正，最后进行构件混凝土强度推定。