建筑結(jié)構(gòu)檢測(cè)技術(shù)之綜合法

建筑結(jié)構(gòu)檢測(cè)技術(shù)之綜合法第1頁(yè)，共21頁(yè)，2023年，2月20日，星期一建筑結(jié)構(gòu)檢測(cè)技術(shù)－結(jié)構(gòu)混凝土抗壓強(qiáng)度檢測(cè)－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(qiáng)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(shí)，由于它穿過(guò)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(shí)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(qiáng)度。這就是超聲一回彈綜合法基本依據(jù)的一個(gè)方面。基本依據(jù)的另一方面是，實(shí)踐證明將聲速C和回彈值N合理綜合后，能消除原來(lái)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(qiáng)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(jiǎn)化。第2頁(yè)，共21頁(yè)，2023年，2月20日，星期一建筑結(jié)構(gòu)檢測(cè)技術(shù)－結(jié)構(gòu)混凝土抗壓強(qiáng)度檢測(cè)－超聲、回彈綜合法水泥品種及水泥用量的影響一般認(rèn)為，水泥品種對(duì)聲速C及回彈值N有影響的原因主要有兩點(diǎn)：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(qiáng)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(qiáng)度發(fā)展較快。而摻混合材料水泥則因硅酸三鈣的相對(duì)含量較低，早期強(qiáng)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(qiáng)度不同。但就檢測(cè)中的實(shí)際情況進(jìn)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(huì)引起聲速和回彈值的明顯波動(dòng)。各種水泥強(qiáng)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(yàn)，在早期若以普通水泥混凝土的推算強(qiáng)度為基準(zhǔn)，則礦渣水泥混凝土實(shí)際強(qiáng)度可能低10%，即推算強(qiáng)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(qiáng)度發(fā)展趨向一致。而實(shí)際工程檢測(cè)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(yè)，共21頁(yè)，2023年，2月20日，星期一建筑結(jié)構(gòu)檢測(cè)技術(shù)－結(jié)構(gòu)混凝土抗壓強(qiáng)度檢測(cè)－超聲、回彈綜合法2.碳化深度的影響在回彈法測(cè)強(qiáng)中，碳化對(duì)回彈值有顯著影響，因而必須把碳化深度作為一個(gè)重要參量。但是，試驗(yàn)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(qiáng)度僅比實(shí)際強(qiáng)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(duì)回彈值產(chǎn)生影響，而回彈值N在整個(gè)綜合關(guān)系中的加權(quán)比單一采用回彈法時(shí)的力要小得多。同時(shí)，一般來(lái)說(shuō)，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(yè)，共21頁(yè)，2023年，2月20日，星期一建筑結(jié)構(gòu)檢測(cè)技術(shù)－結(jié)構(gòu)混凝土抗壓強(qiáng)度檢測(cè)－超聲、回彈綜合法砂子品種及砂率的影響用山砂、特細(xì)砂及中河砂所配制的混凝土進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn)，結(jié)果證明，砂的品種對(duì)R-N-C綜合關(guān)系無(wú)明顯影響，而且當(dāng)砂率在常用的30%上下波動(dòng)時(shí)，對(duì)R-N-C綜合關(guān)系也無(wú)明顯影響。其主要原因是，在混凝土中常用砂率的波動(dòng)范圍有限，同時(shí)砂的粒度遠(yuǎn)小于超聲波長(zhǎng)，對(duì)超聲濾在混凝土中的傳播狀態(tài)不會(huì)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(shí)，也不可忽視，而應(yīng)另外設(shè)計(jì)專用曲線。第5頁(yè)，共21頁(yè)，2023年，2月20日，星期一建筑結(jié)構(gòu)檢測(cè)技術(shù)－結(jié)構(gòu)混凝土抗壓強(qiáng)度檢測(cè)－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(jìn)行比較，試驗(yàn)證明，石子品種對(duì)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(shí)，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(qiáng)度較高，卵石則因表面光滑而影響粘結(jié)，混凝土強(qiáng)度較低。但超聲速度和回彈值對(duì)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(shí)，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(shí)，對(duì)R-N-C的影響不明顯。第6頁(yè)，共21頁(yè)，2023年，2月20日，星期一建筑結(jié)構(gòu)檢測(cè)技術(shù)－結(jié)構(gòu)混凝土抗壓強(qiáng)度檢測(cè)－超聲、回彈綜合法測(cè)試面的位置及表面平整度的影響當(dāng)采用鋼?；蚰灸Ｊ┕r(shí)，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(gè)統(tǒng)一的系數(shù)來(lái)修正，因此一般應(yīng)對(duì)不平整表面進(jìn)行磨光處理。當(dāng)在混凝土澆筑上表面或在底面進(jìn)行測(cè)試時(shí)，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(cè)量時(shí)不同。若以側(cè)面測(cè)量為準(zhǔn)，上表面或底面測(cè)量時(shí)對(duì)聲速及回彈值均應(yīng)乘以修正系數(shù)。第7頁(yè)，共21頁(yè)，2023年，2月20日，星期一建筑結(jié)構(gòu)檢測(cè)技術(shù)－結(jié)構(gòu)混凝土抗壓強(qiáng)度檢測(cè)－超聲、回彈綜合法從以上分析來(lái)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(yè)，共21頁(yè)，2023年，2月20日，星期一建筑結(jié)構(gòu)檢測(cè)技術(shù)－結(jié)構(gòu)混凝土抗壓強(qiáng)度檢測(cè)－超聲、回彈綜合法超聲波檢測(cè)儀技術(shù)要求①超聲波檢測(cè)儀應(yīng)通過(guò)技術(shù)鑒定，并必須具有產(chǎn)品合格證。②儀器的聲時(shí)范圍應(yīng)為0.5~9999μs，測(cè)讀精度為0.1μs。③儀器應(yīng)具有良好的穩(wěn)定性，聲時(shí)顯示調(diào)節(jié)在2~30μs范圍內(nèi)時(shí)，2h內(nèi)聲時(shí)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(dòng)游標(biāo)測(cè)讀功能。顯示應(yīng)清晰穩(wěn)定。若采用整形自動(dòng)測(cè)讀，混凝土超聲測(cè)距不得超過(guò)1m。⑥儀器應(yīng)能適用于溫度為-10℃~+40℃、相對(duì)濕度不大于80%、電源電壓波動(dòng)為220V±22V的環(huán)境中，且能連續(xù)4h正常工作。第9頁(yè)，共21頁(yè)，2023年，2月20日，星期一建筑結(jié)構(gòu)檢測(cè)技術(shù)－結(jié)構(gòu)混凝土抗壓強(qiáng)度檢測(cè)－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(dòng)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(shí)測(cè)頻率與標(biāo)稱頻率相關(guān)應(yīng)不大于±10%。第10頁(yè)，共21頁(yè)，2023年，2月20日，星期一建筑結(jié)構(gòu)檢測(cè)技術(shù)－結(jié)構(gòu)混凝土抗壓強(qiáng)度檢測(cè)－超聲、回彈綜合法超聲儀器檢驗(yàn)和操作超聲儀器檢驗(yàn)時(shí)應(yīng)滿足下列要求：①緩慢調(diào)節(jié)延時(shí)旋鈕，數(shù)字顯示滿足十進(jìn)位遞交的要求；②調(diào)節(jié)聚焦、輝度和掃描延時(shí)旋鈕，掃描基線清晰穩(wěn)定；③換能器與標(biāo)準(zhǔn)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(jì)算聲速與實(shí)測(cè)聲速值相比，相差不大于±0.5%。第11頁(yè)，共21頁(yè)，2023年，2月20日，星期一建筑結(jié)構(gòu)檢測(cè)技術(shù)－結(jié)構(gòu)混凝土抗壓強(qiáng)度檢測(cè)－超聲、回彈綜合法超聲儀器應(yīng)按下列步驟進(jìn)行操作：①操作前應(yīng)仔細(xì)閱讀儀器使用說(shuō)明書(shū)；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(zhǔn)棒應(yīng)耦合良好，調(diào)節(jié)首波幅度至30~40mm后測(cè)讀聲時(shí)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(shí)測(cè)時(shí)，接收信號(hào)的首波幅度均應(yīng)調(diào)至30~40mm后，才能測(cè)讀每個(gè)測(cè)點(diǎn)的聲時(shí)值。第12頁(yè)，共21頁(yè)，2023年，2月20日，星期一建筑結(jié)構(gòu)檢測(cè)技術(shù)－結(jié)構(gòu)混凝土抗壓強(qiáng)度檢測(cè)－超聲、回彈綜合法檢測(cè)儀器維護(hù)超聲儀應(yīng)按下列規(guī)定進(jìn)行維護(hù)：①如儀器在較長(zhǎng)時(shí)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(wú)論存放或工作，均需防塵；③在搬運(yùn)過(guò)程中須防止碰撞和劇烈振動(dòng)。換能器應(yīng)避免摔損和撞擊，工作完畢應(yīng)擦拭干凈單獨(dú)存放。換能器的耦合面應(yīng)避免磨損。第13頁(yè)，共21頁(yè)，2023年，2月20日，星期一建筑結(jié)構(gòu)檢測(cè)技術(shù)－結(jié)構(gòu)混凝土抗壓強(qiáng)度檢測(cè)－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(shí)，被檢測(cè)混凝土的內(nèi)外質(zhì)量應(yīng)無(wú)明顯差異，且混凝土的抗壓強(qiáng)度不應(yīng)超過(guò)相應(yīng)技術(shù)規(guī)程限定的范圍；（1）對(duì)原有預(yù)留試塊的抗壓強(qiáng)度有懷疑，或沒(méi)有預(yù)留試塊時(shí)；（2）因原材料、配合比以及成型與養(yǎng)護(hù)不良而發(fā)生質(zhì)量問(wèn)題時(shí)；（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(shí)際強(qiáng)度值，而且有將結(jié)構(gòu)上鉆取的芯樣進(jìn)行校核的條件。（4）“超聲-回彈”綜合法對(duì)遭受凍傷、化學(xué)腐蝕、火災(zāi)、高溫?fù)p傷的混凝土，被測(cè)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(shí)，應(yīng)作為特殊問(wèn)題研究解決?？傊?，凡是不宜進(jìn)行回彈法或超聲單一參數(shù)檢測(cè)的工程，綜合法也不宜使用。第14頁(yè)，共21頁(yè)，2023年，2月20日，星期一建筑結(jié)構(gòu)檢測(cè)技術(shù)－結(jié)構(gòu)混凝土抗壓強(qiáng)度檢測(cè)－超聲、回彈綜合法“超聲-回彈”綜合法測(cè)區(qū)的布置和抽樣方法測(cè)區(qū)應(yīng)在構(gòu)件上均勻分布，測(cè)試面宜布置在澆筑的對(duì)側(cè)面，避開(kāi)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(wú)蜂窩、麻面和飾面層，必要時(shí)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(cè)區(qū)的構(gòu)件檢測(cè)分為按單個(gè)檢測(cè)或按批檢測(cè)兩種情況：按單個(gè)構(gòu)件檢測(cè)時(shí)，測(cè)區(qū)數(shù)應(yīng)不少于10個(gè)。若構(gòu)件長(zhǎng)度不足2m，測(cè)區(qū)數(shù)可適當(dāng)減少，但最少不得少于3個(gè)；按批檢測(cè)時(shí)，可將構(gòu)件種類和施工狀態(tài)相同，強(qiáng)度等級(jí)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(gè)構(gòu)件上測(cè)區(qū)數(shù)不少于10個(gè)。測(cè)區(qū)的尺寸為200mm×200mm，每一構(gòu)件上相鄰測(cè)區(qū)的間距不大于2m。第15頁(yè)，共21頁(yè)，2023年，2月20日，星期一建筑結(jié)構(gòu)檢測(cè)技術(shù)－結(jié)構(gòu)混凝土抗壓強(qiáng)度檢測(cè)－超聲、回彈綜合法結(jié)構(gòu)或構(gòu)件混凝土特征強(qiáng)度的推定以上用R-N-C關(guān)系基準(zhǔn)曲線所推算的強(qiáng)度是每一個(gè)測(cè)區(qū)的強(qiáng)度，即相當(dāng)于一個(gè)試塊的強(qiáng)度。為了對(duì)構(gòu)件或結(jié)構(gòu)的混凝土強(qiáng)度作出總體評(píng)價(jià)，其推定方法如下：1.單個(gè)構(gòu)件混凝土特征強(qiáng)度的推定取該構(gòu)件各測(cè)區(qū)中最小的推算強(qiáng)度，作為該構(gòu)件混凝土的推定強(qiáng)度。2.按批檢驗(yàn)時(shí)，結(jié)構(gòu)或構(gòu)件混凝土特征強(qiáng)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(cè)區(qū)強(qiáng)度推定值（MPa），精確至0.1MPafcu,minc－構(gòu)件中最小的測(cè)區(qū)混凝土強(qiáng)度換算值（MPa），精確至0.1MPa。

mfcuc

－結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的測(cè)區(qū)強(qiáng)度換算值的平均值（MPa），精確至0.1MPaSfcuc－結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的測(cè)區(qū)強(qiáng)度換算值的標(biāo)準(zhǔn)差（MPa），精確至0.1MPafcu,min,J

－第j個(gè)結(jié)構(gòu)或構(gòu)件中測(cè)區(qū)混凝土強(qiáng)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(jì)算出結(jié)構(gòu)或構(gòu)件混凝土的推定強(qiáng)度和檢測(cè)批中所測(cè)構(gòu)件的測(cè)區(qū)最小強(qiáng)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(qiáng)度。按批抽檢的構(gòu)件，當(dāng)全部測(cè)定推算的強(qiáng)度值標(biāo)準(zhǔn)差出現(xiàn)下列情況時(shí)：混凝土強(qiáng)度等級(jí)≤C20時(shí)：＞4.5MPa混凝土強(qiáng)度等級(jí)＞C20時(shí)：＞5.5MPa則該批構(gòu)件應(yīng)全部按單個(gè)構(gòu)件