混凝土无损检测技术及应用

1、混凝土无损检测技术及应用摘要：应用无损检测技术如超声回弹综合法、电磁感应法，对某建筑工程框架构造现浇混凝土的强度及其内部钢筋分布情况进展了抽样检测，获得了该构造混凝土的强度指标和钢筋分布特征，为建立工程的开工验收和质量评价提供了科学根据。关键词：无损检测技术超声回弹综合法电磁感应法混凝土强度1概述混凝土无损检测技术，是在不破坏构造构件的前提下，直接从构造物上测试，推定混凝土强度或缺陷以及钢筋位置，可对混凝土构造进展重复测试，它既适用于工程建立过程中混凝土质量监测，又适用于工程开工验收和建筑物使用期间混凝土质量检定1。本文主要介绍超声回弹综合法和电磁感应法在建筑物构造混凝土质量检测中的应用，不妥

2、之处，敬请指正。超声回弹综合法1，2是以声速值、回弹值与混凝土强度之间的相关关系为根本根据，在自然状态下测试出混凝土的某些物理量，进而按相关关系推算出混凝土的特征强度。然而混凝土是一种多相复合材料，均质性较差，应用单一的无损检测方法(如单一回弹法或超声法)推算混凝土强度，因影响因素多，使推算的混凝土强度不能到达一定的精度。假如采用两种或两种以上的无损检测方法，获取多种物理力学参量，并建立混凝土强度与多项物理力学参量的综合相关关系，以便从不同角度综合评价混凝土的强度。由于综合法采用多项物理力学参量，能较全面地反映构成混凝土强度的各种因素，并且还能抵消局部影响强度与物理量相关关系的因素，因此它比单

3、一物理量的无损检测方法具有更高的准确性和可靠性。电磁感应法3是人工向混凝土构件发射脉冲电磁波并对其内部的金属物(如钢筋)产生电磁感应作用，从而使该金属物产生感应电流，于是在其周围形成二次电磁场，通过专业仪器观测感应电磁场的变化或异常即可确定混凝土内部钢筋的位置和埋深(即保护层厚度)。2检测方法与技术2.1超声回弹综合法首先选定待测混凝土构件，并按规程或有关规定布置一定数量的测区(测区尺寸为20202；相对应的两个20202方块视为一个测区)，然后按图1布点方式进展回弹值、超声声速值的测试(对于同一测区宜先进展回弹测试，后进展超声测试)。2.1.1回弹法在每个测区相对应的两个测面上分别测读8个回

4、弹值(如图1所示，两面共测取16个回弹值)，剔除3个最大值和3个最小值后，将剩余的10个回弹值进展平均获得该测区的平均回弹值，计算公式如下：式中：R测区平均回弹值；Ri第i个测点的回弹值。如非程度状态测得的回弹值，应按下式进展修正：如顶面或底面测得的回弹值，应按下式进展修正：式中：Ra修正后的测区回弹值；Ra测试角度为的回弹修正值，可查表得到；Rat测试顶面回弹修正值，可查表得到；Rab测试底面回弹修正值，可查表得到。测试时，如仪器处于非程度状态，同时构件测区又非混凝土的浇筑侧面，那么应对测得的回弹值，先进展角度修正，后进展浇筑面修正。2.1.2超声法在每个测区相对应的两个测面上各布置3个测点

5、(如图1所示)，在保证换能器与混凝土耦合良好的前提下，使发射和接收换能器在同一轴线上。测区声速采用下式计算：式中：vi测区声速值，/s；l超声测距，；ti第i个测区平均声时值，s；t1、t2、t3分别为测区中3个测点的声时值，s。当在混凝土浇筑的顶面和底面测试时，由于上外表砂浆较多强度偏低，底面粗骨料较多强度偏高，综合起来与成型侧面是有区别的，另外浇筑外表不平整，因此，会使声速偏低，所以进展上外表与底面测试时声速应进展修正：式中：va修正后的测区声速值，/s。2.2电磁感应法现场施测首先选定待测混凝土构件，并在该构件上确定测试面，然后使探针轴线平行于设计钢筋走向并从混凝土测试面的边部或任意一点

6、在垂直探针轴线的方向上挪动探针来测定钢筋位置和保护层厚度。假如混凝土内分布有主筋和箍筋时应分别测定，首先圈定主筋(或箍筋)的位置和展布情况，然后在两个相邻箍筋(或主筋)的中间部位顺其走向进展测试，即可准确测定主筋(或箍筋)的位置和保护层厚度。3工程概况某居民小区位于胶东半岛某市的经济技术开发区，由20余座住宅楼和商业网点楼以及小区花园等建筑物组成。其中1#、6#、7#、8#住宅楼均为六层框架构造，建筑面积分别为33902、33902、40502、48122。工程于2002年10月开工建立，至2022年3月整体工程已进入装修、装饰阶段。受建立单位委托，水利部天津水利水电勘测设计研究院岩土工程技术

7、中心工程质量检测部，于2022年3月2831日对该工程框架现浇混凝土构件强度及钢筋分布情况进展了抽样检测。至测试之日，抽样中混凝土构件的龄期根本到达28天的要求。抽检结果较为全面、客观的反映了该构造混凝土强度指标和钢筋的分布特征，为建立工程的开工验收和评价提供了科学根据。使用仪器为：北京市康科瑞工程检测技术有限责任公司消费的HT225全自动数字式回弹仪；湖南湘潭市自动化技术研究所消费的SD-1型声波检测仪以及与之配套的50kHz平面型厚度振动形式换能器；瑞士PREQAZURIH公司消费的PRFETER5型混凝土钢筋扫描仪。测试所用仪器设备均在计量认证有效期内，现场施行期间性能稳定、工作正常。4

8、检测结果及分析4.1混凝土强度检测由各构件不同测区内测得的声速值和回弹值，按照?超声回弹综合法检测混凝土强度技术规程?(ES02：88)推荐的构造混凝土测强计算公式(7)(当粗骨料为碎石时)换算混凝土强度：式中：fu,i第i测区混凝土强度换算值，Pa；vai第i个测区修正后声速值，k/s；Rai第i个测区修正后的回弹值。构造或构件的混凝土强度推定值fu,e可按：单个构件处理，批量构件处理等方式求得(详细步骤详见有关标准或规程)，选用时应视详细情况而定。本次抽检按单个构件处理方式求取混凝土强度推定值，即取该构件各测区中最小的混凝土强度换算值为该构件强度推定值。测试成果按建筑物分类进展数理统计得表

9、1及混凝土推定占设计强度等级百分比的分布图(图2)。表1混凝土构件检测结果统计表建筑物名称抽检构件数量设计强度等级推定强度(Pa)离差系数(%)范围值平均值标准差1#住宅楼363029.237.333.392.276.792523.139.828.814.3715.176#住宅楼252525.528.927.051.365.022023.636.128.903.2211.147#住宅楼252532.741.137.043.078.282020.035.226.184.6317.688#住宅楼302525.035.832.203.8912.082021.032.327.013.2311.95根据

10、测试结果，结合测试期间施工进度的详细情况，分析表1及图2可得如下根本结论：1#住宅楼抽检结果：抽检构件中有11.1%的构件强度低于设计强度等级，其中设计强度等级为30构件的推定最大强度值为37.3Pa，到达设计强度等级的124.4%，而构件最小强度值为29.2Pa，到达设计强度等级的97.3%；设计强度等级为25构件的推定最大强度值为39.8Pa，到达设计强度等级的159.1%，而构件最小强度值为23.1Pa，到达设计强度等级的92.3%，说明抽检构件中绝大多数混凝土强度到达或超过设计强度等级，最小的也到达设计强度的92%以上，根本满足设计要求。6#住宅楼抽检结果：抽检构件中混凝土强度均到达或

11、超过设计强度等级，其中设计强度等级为25构件的推定最大强度值为28.9Pa，到达设计强度等级的115.5%，而构件最小强度值为25.5Pa，到达设计强度等级的101.8%；设计强度等级为20构件的推定最大强度值为36.1Pa，到达设计强度等级的180.3%，而构件最小强度值为23.6Pa，到达设计强度等级的140.6%，满足设计要求。7#住宅楼抽检结果：抽检构件中混凝土强度均到达或超过设计强度等级，其中设计强度等级为25构件的推定最大强度值为41.1Pa，到达设计强度等级的164.4%，而构件最小强度值为32.7Pa，到达设计强度等级的130.9%；设计强度等级为20构件的推定最大强度值为35

12、.2Pa，到达设计强度等级的176.2%，而构件最小强度值为20.0Pa，到达设计强度等级的100%，满足设计要求。8#住宅楼抽检结果：抽检构件中混凝土强度均到达或超过设计强度等级，其中设计强度等级为25构件的推定最大强度值为35.8Pa，到达设计强度等级的143.4%，而构件最小强度值为25.0Pa，到达设计强度等级的100.1%；设计强度等级为20构件的推定最大强度值为32.3Pa，到达设计强度等级的161.7%，而构件最小强度值为21.0Pa，到达设计强度等级的105.0%，满足设计要求。另外，图2说明，尽管抽检混凝土构件推定强度满足或根本满足设计要求，但强度分布范围较大，数据较离散，呈

13、多峰型(1#楼为单峰)，说明混凝土的均匀性较差，其施工质量并不稳定。相对而言，所测建筑物混凝土的整体均匀性和施工质量由优到劣的顺序为：1#楼8#楼6#楼7#楼。4.2钢筋位置及保护层厚度检测通过抽样检测，构件内钢筋分布根本均匀，保护层厚度为2048。实测典型记录见图3。图3混凝土构件钢筋扫描图5结语无损检测技术具有非破损、简便、快速、便于大面积测试等优点，已在工业与民用建筑、水利、电力等工程建立工程的混凝土质量检测和评价中得到广泛应用，获得了良好的应用效果，并在工程理论中不断总结、完善和进步。超声回弹综合法利用声速和回弹这两个物理量来推定混凝土强度，较为全面客观地反映了影响混凝土强度的各种因素，进步了无损法检测混凝土强度的精度。这是因为声速主要反映材料的密实度，而密实度与材料强度有关，同时，由于它穿过材料，因此也反映了材料内部构造的均匀性、连续性等各项质量指标。回弹值那么反映了材料的外表硬度，而硬度也与强度有关，因此能确切地反映混凝土外表(深3左右)的状态。可见，超声回弹的综合应用，能较确切地反映构件混凝土强度，对保证新建工程质量，以及对已建工程的平安性评价等方面提供科学根据。其中声波法还可用于混凝土内部缺陷的检测。而电磁感应法钢筋扫描仪的发射功率有限，测试深度(即保护层厚度)范围取决于待测钢筋的直径，并与相邻钢筋的间隔 以及周围其它电磁干扰有关，故一般情况下钢筋扫描仪实际测试