建筑结构检测技术之综合法

建筑结构检测技术之综合法第1页，共21页，2023年，2月20日，星期一建筑结构检测技术－结构混凝土抗压强度检测－超声、回弹综合法超声-回弹综合法的基本原理超声和回弹法都是以材料的应力应变行为与强度的关系为依据的。但超声法主要反映材料的弹性性质，同时，由于它穿过材料，因而也反映材料内部构造的某些信息。回弹法反映了材料的弹性性质，同时在一定程度上也反映了材料的塑性性质，但它只能确切反映混凝土表层的状态。因此，超声与回弹值的综合，既能反映混凝土的弹性，又能反映混凝土的塑性；既能反映表层的状态，又能反映内部的构造，自然能较确切地反映混凝土的强度。这就是超声一回弹综合法基本依据的一个方面。基本依据的另一方面是，实践证明将声速C和回弹值N合理综合后，能消除原来影响R-C与R-N关系的许多因素。这就使综合的混凝土抗压强度R-回弹值N-声速C关系有更广的适应性和更高的精度，而且使不同条件的修正大为简化。第2页，共21页，2023年，2月20日，星期一建筑结构检测技术－结构混凝土抗压强度检测－超声、回弹综合法水泥品种及水泥用量的影响一般认为，水泥品种对声速C及回弹值N有影响的原因主要有两点：第一，由于各种水泥密度不同，导致混凝土中水泥体含量存在差异；第二，由于各种水泥的强度发展规律不同，硅酸盐水泥及普通硅酸盐水泥中硅酸三钙的含量较高，因此强度发展较快。而掺混合材料水泥则因硅酸三钙的相对含量较低，早期强度发展较慢，这样导致配比相同的混凝土，由于水泥品种不同而造成在某一龄期区间内（28d以前）强度不同。但就检测中的实际情况进行分析可知，水泥密度不同所引起的混凝土中水泥体积含量的变化是很小的，不会引起声速和回弹值的明显波动。各种水泥强度存在不同的发展规律，但其影响主要在早期，据试验，在早期若以普通水泥混凝土的推算强度为基准，则矿渣水泥混凝土实际强度可能低10%，即推算强度应乘以0.9的修正系数。但是28d以后这一影响已不明显，两者的强度发展趋向一致。而实际工程检测一般都在28d以后，所以在“超声-回弹”综合法中，水泥品种的影响可不予修正是合理的。

第3页，共21页，2023年，2月20日，星期一建筑结构检测技术－结构混凝土抗压强度检测－超声、回弹综合法2.碳化深度的影响在回弹法测强中，碳化对回弹值有显著影响，因而必须把碳化深度作为一个重要参量。但是，试验证明，在综合法中碳化深度每增加1mm，用R-N-C关系推算的混凝土强度仅比实际强度高0.6%左右。在综合法中碳化因素可不予修正的原因，是由于碳化仅对回弹值产生影响，而回弹值N在整个综合关系中的加权比单一采用回弹法时的力要小得多。同时，一般来说，碳化深度较大的混凝土含水量相应降低，导致声速稍有下降，在综合关系中也抵消因回弹值上升所造成的影响。第4页，共21页，2023年，2月20日，星期一建筑结构检测技术－结构混凝土抗压强度检测－超声、回弹综合法砂子品种及砂率的影响用山砂、特细砂及中河砂所配制的混凝土进行对比试验，结果证明，砂的品种对R-N-C综合关系无明显影响，而且当砂率在常用的30%上下波动时，对R-N-C综合关系也无明显影响。其主要原因是，在混凝土中常用砂率的波动范围有限，同时砂的粒度远小于超声波长，对超声滤在混凝土中的传播状态不会造成很大影响。但当砂率明显超出混凝土常用砂率范围（例如小于28%或大于44%）时，也不可忽视，而应另外设计专用曲线。第5页，共21页，2023年，2月20日，星期一建筑结构检测技术－结构混凝土抗压强度检测－超声、回弹综合法石子品种、用量及石子粒径的影响若以卵石和碎石进行比较，试验证明，石子品种对R-N-C关系有十分明显的影响。由于碎石和卵石的表面情况完全不同，使混凝土内部界面的粘结情况也不同。在配合比相同时，碎石因表面粗糙，与砂浆的界面粘结较好，因而混凝土的强度较高，卵石则因表面光滑而影响粘结，混凝土强度较低。但超声速度和回弹值对混凝土内部的界面粘结状态并不敏感。当石子用量变化时，声速将随含石量的增加而增加，回弹值也随含石量的增加而增加。当石子最大粒径为2-4cm，范围内变化时，对R-N-C的影响不明显。第6页，共21页，2023年，2月20日，星期一建筑结构检测技术－结构混凝土抗压强度检测－超声、回弹综合法测试面的位置及表面平整度的影响当采用钢模或木模施工时，混凝土的表面平整度明显不同，采用木模浇筑的混凝土表面不平整，往往影响探头的耦合，因而使声速偏低，回弹值也偏低。但这一影响与木模的平整程度有关，很难用一个统一的系数来修正，因此一般应对不平整表面进行磨光处理。当在混凝土浇筑上表面或在底面进行测试时，由于石子离析下沉及表面泌水、浮浆等因素的影响，其声速与回弹值均与侧面测量时不同。若以侧面测量为准，上表面或底面测量时对声速及回弹值均应乘以修正系数。第7页，共21页，2023年，2月20日，星期一建筑结构检测技术－结构混凝土抗压强度检测－超声、回弹综合法从以上分析来看，声速-回弹综合法的影响因素，比声速或回弹单一参数法的要少得多。

第8页，共21页，2023年，2月20日，星期一建筑结构检测技术－结构混凝土抗压强度检测－超声、回弹综合法超声波检测仪技术要求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0.5~9999μs，测读精度为0.1μs。③仪器应具有良好的稳定性，声时显示调节在2~30μs范围内时，2h内声时显示的漂移不得大于±0.2μs。④仪器的放大器频率响应宜分为10~200kHz，200~500kHz两频段。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。若采用整形自动测读，混凝土超声测距不得超过1m。⑥仪器应能适用于温度为-10℃~+40℃、相对湿度不大于80%、电源电压波动为220V±22V的环境中，且能连续4h正常工作。第9页，共21页，2023年，2月20日，星期一建筑结构检测技术－结构混凝土抗压强度检测－超声、回弹综合法换能器技术要求①换能器宜采用厚度振动形式电压材料。②换能器的频率宜在50~200kHz范围以内。③换能器实测频率与标称频率相关应不大于±10%。第10页，共21页，2023年，2月20日，星期一建筑结构检测技术－结构混凝土抗压强度检测－超声、回弹综合法超声仪器检验和操作超声仪器检验时应满足下列要求：①缓慢调节延时旋钮，数字显示满足十进位递交的要求；②调节聚焦、辉度和扫描延时旋钮，扫描基线清晰稳定；③换能器与标准棒耦合良好，衰减器及发射电压正常；④超声波在空气中传播的计算声速与实测声速值相比，相差不大于±0.5%。第11页，共21页，2023年，2月20日，星期一建筑结构检测技术－结构混凝土抗压强度检测－超声、回弹综合法超声仪器应按下列步骤进行操作：①操作前应仔细阅读仪器使用说明书；②仪器在接通电源前，应检查电源电压，接上电源后，仪器宜预热10min；③换能器与标准棒应耦合良好，调节首波幅度至30~40mm后测读声时值。有调零装置的仪器，应调节调零电位器以扣除初读数；④在实测时，接收信号的首波幅度均应调至30~40mm后，才能测读每个测点的声时值。第12页，共21页，2023年，2月20日，星期一建筑结构检测技术－结构混凝土抗压强度检测－超声、回弹综合法检测仪器维护超声仪应按下列规定进行维护：①如仪器在较长时间内停用、每月应通电一次，每次不少于1h；②仪器需存放在通风、阴凉、干燥处，无论存放或工作，均需防尘；③在搬运过程中须防止碰撞和剧烈振动。换能器应避免摔损和撞击，工作完毕应擦拭干净单独存放。换能器的耦合面应避免磨损。第13页，共21页，2023年，2月20日，星期一建筑结构检测技术－结构混凝土抗压强度检测－超声、回弹综合法“超声-回弹”综合法适用范围采用超声回弹综合法时，被检测混凝土的内外质量应无明显差异，且混凝土的抗压强度不应超过相应技术规程限定的范围；（1）对原有预留试块的抗压强度有怀疑，或没有预留试块时；（2）因原材料、配合比以及成型与养护不良而发生质量问题时；（3）已使用多年的老结构，为了维修作加固处理，需取得混凝土实际强度值，而且有将结构上钻取的芯样进行校核的条件。（4）“超声-回弹”综合法对遭受冻伤、化学腐蚀、火灾、高温损伤的混凝土，被测构件厚度小于100mm及环境温度低于-4℃或高于60℃的情况下，一般不宜使用，若必须使用时，应作为特殊问题研究解决。总之，凡是不宜进行回弹法或超声单一参数检测的工程，综合法也不宜使用。第14页，共21页，2023年，2月20日，星期一建筑结构检测技术－结构混凝土抗压强度检测－超声、回弹综合法“超声-回弹”综合法测区的布置和抽样方法测区应在构件上均匀分布，测试面宜布置在浇筑的对侧面，避开钢筋密集区及预埋铁件处，侧面应清洁、平整、干燥、无蜂窝、麻面和饰面层，必要时可用砂轮片清除浮浆、油污等杂物，或磨去不平整的模板印痕。测区的构件检测分为按单个检测或按批检测两种情况：按单个构件检测时，测区数应不少于10个。若构件长度不足2m，测区数可适当减少，但最少不得少于3个；按批检测时，可将构件种类和施工状态相同，强度等级相同，原材料、配合比、施工工艺及龄期相同的构件或施工流程中同一施工段的构件作为一批。同一批的构件抽样数量应不少于同批构件总数的30%，而且不少于10件，每个构件上测区数不少于10个。测区的尺寸为200mm×200mm，每一构件上相邻测区的间距不大于2m。第15页，共21页，2023年，2月20日，星期一建筑结构检测技术－结构混凝土抗压强度检测－超声、回弹综合法结构或构件混凝土特征强度的推定以上用R-N-C关系基准曲线所推算的强度是每一个测区的强度，即相当于一个试块的强度。为了对构件或结构的混凝土强度作出总体评价，其推定方法如下：1.单个构件混凝土特征强度的推定取该构件各测区中最小的推算强度，作为该构件混凝土的推定强度。2.按批检验时，结构或构件混凝土特征强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

－结构或构件的测区强度推定值（MPa），精确至0.1MPafcu,minc－构件中最小的测区混凝土强度换算值（MPa），精确至0.1MPa。

mfcuc

－结构或构件的测区强度换算值的平均值（MPa），精确至0.1MPaSfcuc－结构或构件的测区强度换算值的标准差（MPa），精确至0.1MPafcu,min,J

－第j个结构或构件中测区混凝土强度换算值的最小值（MPa），精确至0.1MPa。

J－为批中构件数首先按上式计算出结构或构件混凝土的推定强度和检测批中所测构件的测区最小强度平均值，然后取其中较大值作为该批结构或构件混凝土的最终推定强度。按批抽检的构件，当全部测定推算的强度值标准差出现下列情况时：混凝土强度等级≤C20时：＞4.5MPa混凝土强度等级＞C20时：＞5.5MPa则该批构件应全部按单个构件