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混凝土结构及构件实体检测 2012年12月04日 江苏省建设工程质量检测员上岗培训 江苏省建筑工程质量检测中心 2 主要内容 一 混凝土强度现场检测 回弹法 超声回弹综合法 钻芯法二 混凝土缺陷现场检测 超声法三 混凝土构件中的钢筋检测 钢筋间距 保护层厚度 钢筋直径检测四 后置埋件 一 混凝土强度检测 江苏省建筑工程质量检测中心 4 混凝土强度现场检测方法 回弹法 非破损法中华人民共和国行业标准JGJ T23 2011 回弹法检测混凝土抗压强度技术规程 超声回弹综合法 综合法中国工程建设标准化委员会标准CECS02 2005 超声回弹综合法检测混凝土强度技术规程 钻芯法 半破损法 钻芯法检测混凝土强度技术规程 CECS03 2007超声法 非破损法后拔出法 一 混凝土强度检测 回弹法 江苏省建筑工程质量检测中心 6 内容 回弹法的特点检测原理检测依据适用范围仪器设备及检测环境强度检测取样部位和取样要求检测操作步骤数据处理与结果判定 江苏省建筑工程质量检测中心 7 回弹法的特点 回弹法是目前国内应用最为广泛的结构混凝土抗压强度检测方法 优点1 对结构没有损伤 优点2 仪器轻巧 使用方便 优点3 测试速度快 优点4 测试费用相对较低 优点5 可以基本反映结构混凝土抗压强度规律 江苏省建筑工程质量检测中心 8 检测原理 回弹法是利用混凝土表面硬度与强度之间的相关关系来推定混凝土强度的一种方法 即fcu f R l 其基本原理是 用一弹簧驱动的重锤 通过弹击杆 传力杆 弹击混凝土表面 并测出重锤被反弹回来的距离 即回弹值 反弹距离与弹簧初始长度之比 作为与强度相关的指标 同时考虑混凝土表面碳化后硬度变化的影响 来推定混凝土强度的一种方法 表面硬度法 非破损法 江苏省建筑工程质量检测中心 9 检测依据 中华人民共和国行业标准 JGJ T23 2011 回弹法检测混凝土抗压强度技术规程 Technicalspecificationforinspectionofconcretecompressivestrengthbyreboundmethod 江苏省建筑工程质量检测中心 10 适用范围 适用于普通混凝土抗压强度的检测 注 普通混凝土是指主要由水泥 砂 石 外加剂 掺合料和水配制的密度为2000 2800kg m3的混凝土 不适用于表层与内部质量有明显差异或内部存在缺陷的混凝土结构或构件的检测 由于回弹法是通过回弹仪检测混凝土表面硬度从而推算出混凝土强度的方法 当混凝土表面遭受了火灾 冻伤 受化学物质侵蚀或内部有缺陷时 就不能直接采用回弹法检测 江苏省建筑工程质量检测中心 11 仪器设备及检测环境 回弹仪 回弹仪器可以是数字式的 也可为指针直读式的 回弹仪必须具有制造厂的产品合格证及检定单位的检定合格证 并应在回弹仪的明显位置上具有下列标志 名称 型号 制造厂名 或商标 出厂编号 出厂日期和中国计量器具制造许可证标志CMC及许可证证号等 回弹仪是计量仪器 技术要求 江苏省建筑工程质量检测中心 12 回弹仪除应符合现行国家标准 回弹仪 GB T9138应符合下列标准状态的要求 水平弹击时 弹击锤脱钩的瞬间 回弹仪的标准能量应为 小型 0 735J 中型 2 207J 和大型 29 40J 普通混凝土 中型回弹仪 注 水平弹击时 弹击锤脱钩的瞬间 回弹仪的标准能量E 即弹击拉簧恢复原始状态所作的功 E 1 2 KL2 1 2 784 532 0 0752 2 207JK 弹击拉簧的刚度 L 弹击拉簧工作时拉伸长度 仪器设备及检测环境 回弹仪 技术要求 江苏省建筑工程质量检测中心 13 弹击锤与弹击杆碰撞的瞬间 弹击拉簧应处于自由状态 此时弹击锤起跳点应相应于指针指示刻度尺上 0 处 在洛氏硬度HRC为60 2的钢砧上 回弹仪的率定值应为80 2 作用 检验回弹仪的标准能量是否为2 207J 回弹仪的测试性能是否稳定 机芯的滑动部位有污垢等 回弹仪使用时的环境温度应为 4 40 数字式回弹仪应带有指针直读示值系统 数字显示的回弹值与指针直读示值相差不应超过1 江苏省建筑工程质量检测中心 14 江苏省建筑工程质量检测中心 15 天津建筑仪器厂 江苏省建筑工程质量检测中心 16 欧美大地仪器公司 江苏省建筑工程质量检测中心 17 数显普通回弹仪 瑞士数显 江苏省建筑工程质量检测中心 18 直读 数显回弹仪 江苏省建筑工程质量检测中心 19 SilverSchmidt集成式混凝土回弹仪 1 测量与冲击方向是相互独立的 所以无需方向修正 2 提供大范围的抗压强度转换曲线 其中包括低至10MPa的低强度混凝土以及高达70MPa的高强度混凝土 江苏省建筑工程质量检测中心 20 重型回弹仪检测 标准动能29 4J率定 63 2天津建筑公司 江苏省建筑工程质量检测中心 21 回弹仪具有下列情况之一时应送检定单位检定 1 新回弹仪启用前 目前国内外回弹仪生产不能保证每台新回弹仪均为标准状态 特别是一些国外进口仪器不按我国有关标准生产及检定 因此新回弹仪在使用前必须检定 2 超过检定有效期限 有效期为半年 3 数字式回弹仪数字显示的回弹值与指针直读示值相差大于1 取消 累计弹击次数超过6000次 4 经保养后钢砧率定值不合格 5 遭受严重撞击或其他损害 仪器设备及检测环境 回弹仪 检定 江苏省建筑工程质量检测中心 22 回弹仪的率定试验应符合下列规定 为了保证在使用过程中及时发现和纠正回弹仪的非标准状态 率定试验应在干燥 室温为5 35 的条件下进行 钢砧表面应干燥 清洁 并应稳固地平放在刚度大的物体上 回弹值应取向下弹击三次的稳定回弹结果的平均值 率定试验应应分四个方向进行 且每个方向弹击前 弹击杆应旋转90 每个方向的回弹平均值应为80 2 回弹仪率定试验所用的钢砧应每2年送授权计量检定机构检定或校准 仪器设备及检测环境 回弹仪 检定 江苏省建筑工程质量检测中心 23 回弹仪具有下列情况之一时 应进行常规保养 弹击超过2000次 在钢砧上的率定值不合格 对检测值有怀疑时 回弹仪的保养应按下列步骤进行 先将弹击锤脱钩 取出机芯 然后卸下弹击杆 取出里面的缓冲压簧 并取出弹击锤 弹击拉簧和拉簧座 机芯各零部件应进行清洗 重点清洗中心导杆 弹击锤和弹击杆的内孔和冲击面 清洗后应在中心导杆上薄薄涂抹钟表油 其他零部件均不得抹油 仪器设备及检测环境 回弹仪 保养 江苏省建筑工程质量检测中心 24 应清理机壳内壁 卸下刻度尺 并应检查指针 其摩擦力应为0 5 0 8 对于数字回弹仪 还应按产品要求的维护程序进行维护 保养时 不得旋转尾盖上已定位紧固的调零螺丝 不得自制或更换零部件 保养后应按本规程第3 2 2条的规定进行率定 回弹仪使用完毕后应使弹击杆伸出机壳 清除弹击杆 杆前端球面 以及刻度尺表面和外壳上的污垢 尘土 回弹仪不用时 应将弹击杆压入仪器内 经弹击后方可按下按钮锁住机芯 将回弹仪装入仪器箱 平放在干燥阴凉处 当数字式回弹仪长期不用时 应取出电池 仪器设备及检测环境 回弹仪 保养 江苏省建筑工程质量检测中心 25 强度检测取样部位和取样要求 结构或构件混凝土强度检测宜具有下列资料 1 工程名称 设计单位 施工单位 2 结构或构件名称 数量及混凝土类型 强度等级 3 水泥安定性 外加剂或掺合料品种 混凝土配合比等 如水泥安定性不合格则不能检测 以免产生由于后期混凝土强度因水泥安定性不合格而降低或丧失所引起的事故责任不清的问题 4 施工模板 浇筑 养护情况及浇筑日期等 推算龄期 5 必要的设计图纸和施工记录 6 检测原因 江苏省建筑工程质量检测中心 26 回弹仪在检测前后 均应在钢砧上率定试验 并应符合本规程第3 1 3条的规定 混凝土强度可按单个构件或按批量进行检测 并应符合下列规定 单个检测 适用于单个构件的检测 批量检测 对于混凝土生产工艺 强度等级相同 原材料 配合比 养护条件基本一致且龄期相近的一批同类构件的检测应采用批量检测 按批量进行检测时 应随机抽取构件 抽检数量不得少于同批构件总数的30 且不宜少于10件 当检验批受检构件数量大于30个时 抽样构件数量可适当调整 并不得少于国家现行有关标准规定的最小抽样数量 GB T50344 强度检测取样部位和取样要求 江苏省建筑工程质量检测中心 27 单个构件的检测应符合下列规定 1 对于一般构件 测区数不宜少于10个 当受检构件数量大于30个且不需提供单个构件推定强度或受检构件某一方向尺寸小于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 2 相邻两测区的间距不应大于2m 测区离构件端部或施工缝边缘的距离不宜大于0 5m 且不宜小于0 2m 3 测区宜选在使回弹仪处于水平方向检测混凝土浇筑侧面 当不能满足这一要求时 可使回弹仪处于非水平方向的混凝土浇筑表面或底面 强度检测取样部位和取样要求 江苏省建筑工程质量检测中心 28 强度检测取样部位和取样要求 结构或构件的测区应符合 4 测区宜选在构件的两个对称可测面上 当不能布置在对称的可测面上时 也可布置在一个可测面上 且应均匀分布 在构件的重要部位及薄弱部位应布置测区 并应避开预埋件 5 测区的面积不宜大于0 04m2 6 测区表面应为混凝土原浆面 并应清洁 平整 不应有疏松层 浮浆 油垢 涂层以及蜂窝 麻面 7 对弹击时产生颤动的薄壁 小型构件应进行固定 江苏省建筑工程质量检测中心 29 测区应标有清晰的编号 并宜在记录纸上绘制测区布置示意图和描述外观质量情况 当检测条件与本规程统一测强曲线的适用条件有较大差异时 可采用在构件上钻取的混凝土芯样或同条件试件对测区混凝土强度进行修正 对同一强度等级混凝土修正时 芯样数量不应少于6个 公称直径宜为100mm 高径比宜为1 芯样应在测区内钻取 每个芯样应只加工一个试件 同条件试块修正时 试块数量不应少于6个 试块边长应为150mm 计算时 测区混凝土强度修正值及测区混凝土强度换算值的修正应符合下列规定 每一个钻取芯样的部位部位均应在回弹测区内 先测定测区回弹值 碳化深度值 然后再钻取芯样 不可以将较长芯样沿长度方法截取为几个芯样来计算修正值 强度检测取样部位和取样要求 江苏省建筑工程质量检测中心 30 1 修正量应按下列公式计算 tot fcor m fccu m0 tot fcu m fccu m0式中 tot 测区混凝土强度修正量 MPa 精确到0 1MPa fcor m 芯样试件混凝土强度平均值 fcu m 150mm同条件立方体试块混凝土强度的平均值 fccu m0 对应于钻芯部位或同条件立方体试块回弹测区混凝土强度平均值 fcor i 第i个芯样试件混凝土强度平均值fccu i 对应于第i个芯样部位或同条件立方体试块测区回弹值和碳化深度值的混凝土强度换算值 江苏省建筑工程质量检测中心 31 2 测区混凝土强度换算值的修正应按下列公式计算 fccu i1 fccu i0 totfccu i0 第i个测区修正前的混凝土强度换算值 MPa 精确到0 1MPa fccu i1 第i个测区修正后的混凝土强度换算值 MPa 精确到0 1MPa 江苏省建筑工程质量检测中心 32 检测操作步骤 检测时 回弹仪的轴线应始终垂直于结构或构件的混凝土检测面 缓慢施压 准确读数 快速复位 每一测区应读取16个回弹值 每一测点的回弹值读数估读至1 测点宜在测区范围内均匀分布 相邻两测点的净距不宜小于20mm 测点距外露钢筋 预埋件的距离不宜小于30mm 测点不应在气孔或外露石子上 同一测点只应弹击一次 回弹值测量 江苏省建筑工程质量检测中心 33 碳化深度值测量 回弹值测完后 应在有代表性的测区上测量碳化深度值 测点数不应少于构件测区数的30 取其平均值为该构件每测区的碳化深度值 当各测点间的碳化深度值相差大于2 0mm时 应在每一测区测量碳化深度值 碳化深度值测量 应符合下列规定 可采用适当的工具在测区表面形成直径约15mm的孔洞 其深度应大于混凝土的碳化深度 应除净孔洞中的粉末和碎屑 并不得用水擦洗 应采用浓度为1 2 的酚酞酒精溶液滴在孔洞内壁的边缘处 当已碳化与未碳化界线清晰时 应采用碳化深度测量仪测量已碳化与未碳化混凝土交界面到混凝土表面的垂直距离 并应测量3次 每次读数精确至0 25mm 取其平均值作为该测区的碳化深度值 并应精确至0 5mm 检测操作步骤 江苏省建筑工程质量检测中心 34 泵送混凝土的检测 检测泵送混凝土强度时 测区应选在混凝土浇筑侧面 泵送混凝土的流动性大 其浇筑侧面的表面和底面性能相差较大 江苏省建筑工程质量检测中心 35 数据处理与结果判定 回弹值计算 计算测区平均回弹值 应从该测区的16个回弹值中剔除3个最大值和3个最小值 余下的10个回弹值应按下式计算 回弹值计算 Rm 测区平均回弹值 精确至0 1 Ri 第i个测点的回弹值 江苏省建筑工程质量检测中心 36 数据处理与结果判定 回弹值计算 角度修正 非水平方向检测混凝土浇筑侧面时 应按下式修正 Rm 非水平状态检测时测区的平均回弹值 精确至0 1 Ra 非水平状态检测时的回弹值修正值 查规程附录 浇筑面修正 水平方向检测混凝土浇筑顶面或底面时 应按下列公式修正 Rmt Rmb 水平方向检测砼浇筑表面 底面时 测区的平均回弹值 Rat Rab 砼浇筑表面 底面回弹值的修正值 查规程附录 当回弹仪为非水平方向且测试面为混凝土的非浇筑侧面时 应先对回弹值进行角度修正 并应对修正后的回弹值值进行浇筑面修正 江苏省建筑工程质量检测中心 37 数据处理与结果判定 回弹值计算 非水平状态检测时的回弹值修正值 江苏省建筑工程质量检测中心 38 江苏省建筑工程质量检测中心 39 不同浇筑面的回弹值修正值 江苏省建筑工程质量检测中心 40 数据处理与结果判定 测强曲线 混凝土强度换算值可采用以下三类测强曲线计算 统一测强曲线 由全国有代表性的材料 成型养护工艺配制的混凝土试件 通过试验所建立的曲线 地区测强曲线 由本地区常用的材料 成型养护工艺配制的混凝土试件 通过试验所建立的曲线 专用测强曲线 由与结构或构件混凝土相同的材料 成型养护工艺配制的混凝土试件 通过试验所建立的曲线 对有条件的地区和部门 应制定本地区的测强曲线或专用测强曲线 经地方行政主管部门组织审定和批准后实施 各检测单位应按专用测强曲线 地区测强曲线 统一测强曲线的次序选用测强曲线 江苏省建筑工程质量检测中心 41 数据处理与结果判定 测强曲线 符合下列条件的非泵送混凝土应采用JGJ T23 2011附录A测区混凝土强度换算表进行换算 混凝土采用的水泥 砂石 外加剂 掺合料 拌和用水符合现行国家有关标准 采用普通成型工艺 特种成型工艺 加压振动 离心法 采用符合国家标准规定的模板 蒸气养护出池后经自然养护7d以上 且混凝土表层为干燥状态 自然养护且龄期为14 1000d 抗压强度为10 60MPa 江苏省建筑工程质量检测中心 42 符合规程第6 2 1条的泵送混凝土 测区强度可按本规程附录B的曲线方程计算或按本规程附录B的规定进行强度换算 测区混凝土强度换算表所依据的统一测强曲线 其强度误差值应符合下列规定 平均相对误差不应大于 15 0 相对标准差不应大于18 0 数据处理与结果判定 测强曲线 江苏省建筑工程质量检测中心 43 数据处理与结果判定 测强曲线 当有下列情况之一时 测区混凝土强度值不得按JGJ T23 2011附录 或附录B进行强度换算 非泵送混凝土粗骨料最大粒径大于60mm 泵送混凝土粗骨料最大粒径大于31 5mm 特种成型工艺制作的混凝土 检测部位曲率半径小于250mm 潮湿或浸水混凝土 地基 黄梅天 江苏省建筑工程质量检测中心 44 数据处理与结果判定 混凝土强度的计算 结构或构件第 个测区混凝土强度换算值 可按所求得的平均回弹值 Rm 及平均碳化深度值 dm 由 回弹法检测混凝土抗压强度技术规程 JGJ T23 2011附录A 附录B查表或计算得出 当有地区测强曲线或专用测强曲线时 混凝土强度换算值应按地区测强曲线或专用测强曲线计算或查表得出 江苏省建筑工程质量检测中心 45 数据处理与结果判定 混凝土强度的计算 结构或构件的测区混凝土强度平均值可根据各测区的混凝土强度换算值计算 当测区数为10个及以上时 应计算强度标准差 平均值及标准差应按下列公式计算 构件测区混凝土强度换算值的平均值 MPa 精确至0 1MPa n 对于单个检测的构件 取该构件的测区数 对批量检测的构件 取所有被抽检构件测区数之和 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 江苏省建筑工程质量检测中心 46 数据处理与结果判定 混凝土强度的计算 结构或构件的混凝土强度推定值 fcu e 应按下列公式确定 当该结构或构件测区数少于10个时 构件中最小的测区混凝土强度换算值 当该构件的测区强度值中出现小于10 0MPa时 当该结构或构件测区数不少于10个时 应按下式计算 当批量检测时 应按下式计算 k 推定系数 宜取1 645 当需要进行推定强度区间时 可按国家现行有关标准的规定取值 江苏省建筑工程质量检测中心 47 数据处理与结果判定 混凝土强度的计算 对按批量检测的构件 当该批构件混凝土强度标准差出现下列情况之一时 则该批构件应全部按单个构件检测 当测区间的标准差过大时 说明有某些偶然因素起作用 例如构件不是同一强度等级 龄期差异较大等 不属于同一母体 因此不能按批进行推定 当该批构件混凝土强度平均值小于25MPa 当该批构件混凝土强度平均值不小于25MPa且不大于60MPa时 江苏省建筑工程质量检测中心 48 江苏省建筑工程质量检测中心 49 二 混凝土强度检测 超声回弹综合法 江苏省建筑工程质量检测中心 51 内容 检测原理检测依据仪器设备及检测环境取样要求与强度检测的一般规定检测方法与试验操作步骤数据处理与结果判定 江苏省建筑工程质量检测中心 52 检测原理 超声回弹综合法是指采用超声仪 低频 和回弹仪 中型 在结构混凝土同一测区分别测量声速值V及回弹值R 根据混凝土强度与表面硬度以及超声波在混凝土中的传播速度之间的相关关系推定混凝土强度等级 即fcu f R V 回弹仪低频超声波检测仪系指工作频率范围为10 500kHz的模拟式 数字式低频超声仪 江苏省建筑工程质量检测中心 53 检测原理 与单一回弹或超声法相比综合法具有以下特点 减少龄期和含水率的影响 弥补相互不足提高测试精度 江苏省建筑工程质量检测中心 54 检测依据 中国工程建设标准化委员会标准CECS02 2005 超声回弹综合法检测混凝土强度技术规程 Technicalspecificationfortestingconcretestrengthbyultrasonic Reboundcombinedmethod 江苏省建筑工程质量检测中心 55 适用范围 适用于普通混凝土抗压强度的检测 普通混凝土系指密度为2400kg m3左右的混凝土 不适用于检测因冻害 化学侵蚀 水灾 高温等已造成表面疏松 剥落的混凝土 江苏省建筑工程质量检测中心 56 仪器设备及检测环境 超声波检测仪 超声波检测仪应通过技术鉴定 并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下列两类 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 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 通过相关软件进行分析处理 自动读取声时 波幅和主频值并显示于仪器屏幕上 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 T5004的要求 并在计量检定有效期内使用 检定有效期为一年 江苏省建筑工程质量检测中心 57 仪器设备及检测环境 超声波检测仪 超声波检测仪应满足下列要求 具有波形清晰 显示稳定的示波装置 声时最小分度值为0 1 s 具有最小分度值为1dB的信号幅度调整系统 接收放大器频率响应范围10 500kHz 总增益不小于80dB 接收灵敏度 信噪比3 1时 不大于50 电源电压波动范围在标称值 10 情况下能正常工作 连续正常工作时间不少于4h 江苏省建筑工程质量检测中心 58 仪器设备及检测环境 超声波检测仪 模拟式超声波检测仪还应满足下列要求 具有手动游标和自动整形两种声时测读功能 数字显示稳定 声时调节在20 30 s范围内 连续静置1 数字变化不超过 0 2 s 数字式超声波检测仪还应满足下列要求 具有采集 存储数字信号并进行数据处理的功能 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1 内每5min测读一次声时值的差异不超过 0 2 s 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 江苏省建筑工程质量检测中心 59 超声波检测仪器使用时 环境温度为0 40 综合法采用的超声仪由电子元器件组成 检测环境和测试条件如不满足检测要求 就会带来测试偏差 当环境温度低于0 时 混凝土中的自由水结冰 体积增大 可导致声速值偏高而产生较大测试误差 当环境温度高于40 时 超过了仪器例行的使用温度 因电子元件性能改变 也会产生测试误差 江苏省建筑工程质量检测中心 60 仪器设备及检测环境 换能器 换能器的工作频率宜在50 100kHz范围以内 采用不同频率换能器测量的混凝土中声速有所不同 且声速有随换能器频率增高而增大的趋势 当换能器工作频率为50 100kHz时 所测声速偏差较小 换能器实测频率与标称频率相差应不大于 10 换能器的实际频率与标称频率应尽量一致 若实际频率与标称频率差异过大 则测读的声时值会产生较大误差 以致测出的声速值难以反映混凝土的真实强度值 江苏省建筑工程质量检测中心 61 NM 4A型非金属超声检测分析仪 江苏省建筑工程质量检测中心 62 TICO超声仪 瑞士 江苏省建筑工程质量检测中心 63 PUNDITPLUS 美国 江苏省建筑工程质量检测中心 64 俄罗斯ACS厂家UK1401 江苏省建筑工程质量检测中心 65 仪器设备及检测环境 校准和保养 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v0 并与按下列公式计算的空气中声速计算值vk相比较 二者的相对误差不应超过 0 5 式中 331 4 0 时空气的声速 m s vk 温度为Tk度的空气声速计算值 m s Tk 测试时空气的温度 江苏省建筑工程质量检测中心 66 仪器设备及检测环境 校准和保养 时 距 法实测空气声速 附录E 测试步骤 取常用换能器一对 接于超声波仪器上 开机预热10min 在空气中将两个换能器的辐射面对准 依次改变两个换能器辐射面之间的距离l 如50 60 70 80 90 100 110 在保持首波一致的条件下 读取各间距所对应的声时值t1 t2 t3 tn 同时测量空气温度TK 精确至0 5 C 计算方法 1 以换能器辐射面间距为纵坐标 声时读数为横坐标 将各组数据点绘在直角坐标图上 穿越各点形成一直线 算出该直线的斜率 即为空气中声速实测值v0 2 以各测点的测距l和对应的声时t求回归直线方程l a bt 回归系数b即为空气中声速实测值v0 江苏省建筑工程质量检测中心 67 仪器设备及检测环境 校准和保养 检测时 应根据测试需要在仪器上配置合适的换能器和高频电缆线 并测定声时初读数t0 检测过程中如更换换能器或高频电缆线 应重新测定t0 t t t0t 超声仪显示的时间是发射到接收信号的时间 t 超声波在被测物体中的传播时间t0 声时初读数 包含 电延迟时间 电声转换时间和声延迟时间 t0除了与仪器的传输电路有关外还与换能器的构造和高频电缆长度有关 因此 每次检测时 应先对所用仪器和按需要配置的换能器 电缆线进行t0测量 初读数t0的标定方法 直接相对法 长短测距法 标准试棒法 江苏省建筑工程质量检测中心 68 仪器设备及检测环境 校准和保养 超声波检测仪应定期保养 仪器工作时应注意防尘 防震 仪器应存放在阴凉 干燥的环境中 对较长时间不用的仪器 应定期通电排除潮气 江苏省建筑工程质量检测中心 69 仪器设备及检测环境 维护 超声仪应按下列规定进行维护 如仪器在较长时间内停用 每月应通电一次 每次不少于1h 仪器需存放在通风 阴凉 干燥处 无论存放或工作 均需防尘 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 江苏省建筑工程质量检测中心 70 取样要求与强度检测的一般规定 测试前应具备下列有关资料 1 工程名称及设计 施工 建设单位名称 2 结构或构件名称 施工图纸及要求的混凝土强度等级 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 模扳类型 混凝土浇灌和养护情况以及成型日期 5 结构或构件检测原因的说明 江苏省建筑工程质量检测中心 71 取样要求与强度检测的一般规定 检测数量应符合下列规定 1 按单个构件检测时 应在构件上均匀布置测区 每个构件上的测区数不应少于10个 2 同批构件按批抽样检测时 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 江苏省建筑工程质量检测中心 72 取样要求与强度检测的一般规定 当按批抽样检测时 符合下列条件的构件才可作为同批构件 1 混凝土强度等级相同 2 混凝土原材料 配合比 成型工艺 养护条件及龄期基本相同 3 构件种类相同 4 在施工阶段所处状态相同 江苏省建筑工程质量检测中心 73 取样要求与强度检测的一般规定 构件的测区 应满足下列要求 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 测区应均匀布置 相邻两测区的间距不宜大于2m 4 测区避开钢筋密集区和预埋件 5 测区尺寸宜为200mm 200mm 采用平测时宜为400 400mm 6 测试面应清洁 平整 干燥 不应有接缝 饰面层 浮浆和油垢 并避开蜂窝 麻面部位 必要时可用砂轮片清除杂物和磨平不平整处 并擦净残留粉尘 江苏省建筑工程质量检测中心 74 取样要求与强度检测的一般规定 结构或构件上的测区应注明编号 并记录测区位置和外观质量情况 结构或构件的每一测区 宜先进行回弹测试 后进行超声测试 在计算混凝土强度换算值时不得混用 非同一测区内的回弹值及超声声速值不得混用 江苏省建筑工程质量检测中心 75 检测方法与试验操作步骤 用回弹仪测试时 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至1 0 测点在测区范围内宜均匀分布 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50mm 同一测点只允许弹击一次 回弹值的测试与计算 江苏省建筑工程质量检测中心 76 检测方法与试验操作步骤 计算测区平均回弹值时 应从该测区两个相对测试面的16个回弹值中 剔除3个最大值和最小值 根据其余10个有效回弹值按下列公式计算 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 i 第i个测点的回弹值 回弹值的测量与计算 江苏省建筑工程质量检测中心 77 检测方法与试验操作步骤 非水平状态测得的回弹值修正 回弹值的测量与计算 由混凝土浇灌方向的顶面或底面测得的回弹值修正 测顶面时的回弹修正值 测底面时的回弹修正值 a 修正后的测区回弹值 Ra 测试角度为 的回弹修正值 在测试时 如仪器处于非水平状态 同时构件测区又非混凝土的浇灌侧面 则应对测得的回弹值先进行角度修正 然后进行顶面或底面修正 江苏省建筑工程质量检测中心 78 江苏省建筑工程质量检测中心 79 江苏省建筑工程质量检测中心 80 检测方法与试验操作步骤 超声声速值的测量与计算 1 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 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 平测时两个换能器的连线应与附近钢筋的轴线保持400 500夹角 以避免钢筋的影响 大量实践证明 平测时测距宜采用350 450mm 以使接收信号首波清晰易辩认 江苏省建筑工程质量检测中心 81 检测方法与试验操作步骤 布置超声角测点时 换能器中心与构件边缘的距离l1 l2 不宜小于200mm 角测时超声测距应按下列公式计算 角测时 混凝土中声速代表值应按下列公式计算 江苏省建筑工程质量检测中心 82 检测方法与试验操作步骤 江苏省建筑工程质量检测中心 83 检测方法与试验操作步骤 2 超声测试时 应保证换能器与混凝土耦合良好 使用耦合剂是为了保证换能器辐射面与混凝土测试面达到完全面接触 排除其间的空气和杂物 同时 每一测点均应使耦合层达到最薄 以保持耦合状态一致 这样才能保证声时测量条件的一致性 3 声时测量应精确至0 1 s 超声测距测量应精确至1 0mm 测量误差应不超过 1 声速计算应精确至0 01km s 江苏省建筑工程质量检测中心 84 检测方法与试验操作步骤 4 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 5 当在混凝土浇灌的顶面与底面测试时 测区声速值修正 超声测试面修正系数 在混凝土浇灌顶面及底面对测或斜测时 1 034 平测时 按CECS02 2005附录 的方法修正 江苏省建筑工程质量检测中心 85 数据处理与结果判定 本规程规定的强度换算方法适用于符合下列条件的普通混凝土 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 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 和 复合硅酸盐水泥 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 JGJ52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7 2000d 7混凝土强度10 70MPa 江苏省建筑工程质量检测中心 86 数据处理与结果判定 构件第i个测区的混凝土强度换算值 应根据修正后的测区回弹值及修正后的测区声速值 优先采用专用或地区测强曲线推定 当无专用或地区测强曲线时 按CECS02 2005附录 通过验证后 可按附录 规定的全国统一测区混凝土抗压强度换算表换算 江苏省建筑工程质量检测中心 87 数据处理与结果判定 也可按下列全国统一测区混凝土抗压强度换算公式计算 2 粗骨料为碎石时 第i个测区混凝土强度换算值 精确至0 1MPa 第i个测区修正后的超声声速值 精确至0 01km s 第i个测区修正后的回弹值 精确至0 1 1 粗骨料为卵石时 江苏省建筑工程质量检测中心 88 江苏省建筑工程质量检测中心 89 江苏省建筑工程质量检测中心 90 当结构或构件所采用的材料及龄期与制定的测强曲线所采用的材料及龄期有较大差异时 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 试件数量应不少于4个 此时 得到的测区混凝土强度换算值应乘以修正系数 修正系数可按下列公式计算 江苏省建筑工程质量检测中心 91 数据处理与结果判定 1 同条件立方试块 2 混凝土芯样试件 第i个混凝土立方体试块抗压强度实测值 边长150mm 对应于第i个立方试块或芯样试件的混凝土抗压强度换算值 第i个混凝土芯样试件抗压强度实测值 100 100mm 江苏省建筑工程质量检测中心 92 数据处理与结果判定 结构或构件的混凝土强度推定值应按下列规定确定 1 当结构或构件的测区抗压强度换算值中出现小于10 0MPa时 10 0MPa 2 当结构或构件测区数少于10个时 3 当该结构或构件测区数不少于10个或按批量检测时 江苏省建筑工程质量检测中心 93 数据处理与结果判定 对按批量检测的构件 当该批构件混凝土强度标准差出现下列情况之一时 则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25MPa时 4 50MPa 2 当该批构件混凝土强度平均值MPa 5 50MPa 3 当该批构件的混凝土抗压强度平均值时 江苏省建筑工程质量检测中心 94 江苏省建筑工程质量检测中心 95 江苏省建筑工程质量检测中心 96 例题 采用超声回弹综合法对某混凝土梁进行强度检测 测区选择梁的两个侧面 采用对测法 仪器设备等条件均满足标准要求 经验证后可以采用全国统一计算公式 粗骨料为碎石 部分原始记录如下表 假定初声时为0 江苏省建筑工程质量检测中心 97 例题 江苏省建筑工程质量检测中心 98 试分别给出每个测区回弹平均值 声速平均值 强度换算值以及问该混凝土构件是否满足C30强度等级要求 江苏省建筑工程质量检测中心 99 例题 1 计算回弹值 每个测区剔除3个较大值和三个较小值 根据其余10个有效回弹值计算 10个测区的回弹平均值分别为 41 9 44 3 44 0 43 0 42 3 44 8 44 2 43 2 42 9 45 1 2 计算声速值 第一测区声速平均值为 1450 330 9 1453 327 5 1451 331 0 3 4 40km s 类似的 其余9个测区的声速平均值分别为 4 52km s 4 53km s 4 52km s 4 45km s 4 53km s 4 53km s 4 47km s 4 45km s 4 44km s 江苏省建筑工程质量检测中心 100 例题 3 根据公式 计算各测区的强度换算值 分别为 36 5Mpa 41 3Mpa 41 0Mpa 39 6Mpa 37 7Mpa 42 1Mpa 41 3Mpa 39 1Mpa 38 5Mpa 41 1Mpa 4 推定 该测区数不少于10个 Mpa 1 84Mpa Mpa 该构件满足C30的强度等级要求 三 混凝土强度检测 钻芯法 江苏省建筑工程质量检测中心 102 内容 检测原理检测依据仪器设备及检测环境强度检测取样部位和取样要求检测操作步骤数据处理与结果判定 江苏省建筑工程质量检测中心 103 检测原理 钻芯法检测混凝土抗压强度是指采用在混凝土中钻取直径100mm的标准芯样 其直径不宜小于骨料最大粒径的3倍 或小直径芯样 公称直径不应小于70mm 且不得小于骨料最大粒径的2倍 进行试压 以测定结构混凝土的强度 普遍认为它是一种直观 可靠和准确的方法 但对结构混凝土造成局部损伤 是一种半破损的现场检测手段 对混凝土强度等级低于C10的结构 不宜采用钻芯法检测 江苏省建筑工程质量检测中心 104 检测原理 钻芯法检测混凝土强度主要用于下列情况 1 对试块抗压强度的测试结果有怀疑时 2 因材料 施工或养护不良而发生混凝土质量问题时 3 混凝土遭受冻害 火灾 化学侵蚀或其他损害时 4 需检测经多年使用的建筑结构或构筑物中混凝土强度时 5 适用于钻芯方法检测结构中强度不大于80MPa的普通混凝土强度 江苏省建筑工程质量检测中心 105 检测依据 中国工程建设标准化委员会标准 钻芯法检测混凝土强度技术规程 CECS03 2007 Technicalspecificationfortestingconcretestrengthwithdrilledcore 江苏省建筑工程质量检测中心 106 仪器设备及检测环境 钻取芯样及芯样加工 测量的主要设备仪器均应具有产品合格证 计量器具应有检定证书并在有效使用期内 钻芯机应具有足够的刚度 操作灵活 固定和移动方便 并应有水冷却系统 钻取芯样时宜采用人造金刚石薄壁钻头 钻头胎体不得有肉眼可见的裂缝 缺边 少角 倾斜及喇叭口变形 锯切芯样时使用的锯切机和磨平芯样得磨平机 应具有冷却系统和牢固夹紧芯样的装置 配套使用的人造金刚石圆锯片应有足够的刚度 芯样宜采用补平装置 或研磨机 进行端面加工 补平装置除保证芯样的端面平整外 尚应保证端面与轴线垂直 探测钢筋位置的磁感仪 应适用于现场操作 其最大探测深度不应小于60mm 探测位置偏差不宜大于 5mm 江苏省建筑工程质量检测中心 107 意大利路面取芯机 江苏省建筑工程质量检测中心 108 强度检测 一般规定 1 从结构中钻取的混凝土芯样应加工成符合规定的芯样试件 2 芯样试件混凝土的强度应通过对芯样试件施加作用力的试验方法确定 3 抗压试验的芯样试件宜使用标准芯样 其公称直径不宜小于骨料最大粒径的3倍 也可采用小直径芯样试件 但其公称直径不应小于70mm且不得小于骨料最大粒径的2倍 注 标准芯样标准差相对较小 小直径芯样的标准偏差可能偏大 但在一定条件下 70 75mm的芯样试件抗压强度平均值与标准试件的平均值基本相当 江苏省建筑工程质量检测中心 109 强度检测 4 钻芯法可用于确定检测批或单个构件的混凝土强度推定值 也可用于钻芯修正方法修正间接强度检测方法得到的混凝土抗压强度换算值 注 检测结果的不确定性源于系统 随机和检测操作三方面 钻芯法系统偏差较小 而样本标准差相对较大 随机偏差 间接检测方法可以获得较多检测数据 样本标准差可能与检测批混凝土强度的实际情况比较接近 钻芯法与间接检测方法结合使用 可减少不确定性 5 芯样试件的混凝土抗拉强度可按规范 钻芯法检测混凝土强度技术规程 CECS03 2007附录A测定 注 施加劈裂力和轴向拉力测混凝土的抗拉强度 江苏省建筑工程质量检测中心 110 强度检测 钻芯确定混凝土强度推定值 1 钻芯法确定检测批的混凝土强度推定值时 取样应遵守下列规定 芯样试件的数量应根据检测批的容量确定 标准芯样试件的最小样本量不宜少于15个 小直径芯样试件的最小样本量应适当增加 芯样应从检测批的结构构件中随机抽取 每个芯样应取自一个构件或结构的局部部位 且取芯位置应符合本规程规定 江苏省建筑工程质量检测中心 111 强度检测 2 检测批混凝土强度的推定值应按下列方法确定 检测批的混凝土强度推定值应计算推定区间 推定区间的上限值和下限值按下列公式计算 上限值fcu e1 fcu cor m k1Scor下限值fcu e2 fcu cor m k2Scor平均值fcu cor m 标准差Scor 江苏省建筑工程质量检测中心 112 在置信度0 85条件下 试件数与上限值系数 下限值系数的关系 江苏省建筑工程质量检测中心 113 推定区间是对检测批混凝土相应强度真值的估计区间 按此规定给出的推定区间符合现行国家标准 建筑工程施工质量验收统一标准 GB50300的相关规定 错判概率小于0 05 漏判概率小于0 10 如 芯样试件抗压强度平均值fcu cor m 30 4 标准差Scor 3 64 样本容量 20 查表等 1 1 271 2 2 396 推定区间上限 fcu e1 30 4 1 271 3 64 25 8MPa 推定区间下限 fcu e2 30 4 2 396 3 64 21 7MPa 江苏省建筑工程质量检测中心 114 强度检测 fcu e1和fcu e2所构成推定区间的置信度宜为0 85 fcu e1与fcu e2之间的差值不宜大于5 0MPa和0 10fcu cor m两者的较大值 宜以fcu e1作为检测批混凝土强度的推定值 注 以检测批混凝土强度推定区间的上限值作为混凝土工程施工质量的评定界限 符合现行国家标准 建筑工程施工质量验收统一标准 GB50300关于错判概率不大于0 05的规定 芯样试件抗压强度值一般不会高出结构混凝土的实际强度 一般略低于实际强度 江苏省建筑工程质量检测中心 115 强度检测 3 钻芯确定检测批混凝土强度推定值时 可剔除芯样试件抗压强度样本中的异常值 当确有试验依据时 可对芯样试件抗压强度样本的标准差Scor进行符合实际情况的修正或调整 经大量试验研究的结果表明 芯样试件抗压强度样本的标准差一般大于立方体试块的标准差 小直径芯样试件抗压强度样本的标准差更大 因此 允许根据实际情况适当调整芯样试件抗压强度样本的标准差 但是 调整要有试验依据 而且要事先先将调整方法告知委托方 江苏省建筑工程质量检测中心 116 强度检测 4 钻芯确定单个构件的混凝土强度推定值时 有效芯样试件的数量不应少于3个 对于较小构件 有效芯样试件的数量不得少于2个 5 单个构件的混凝土强度推定值不再进行数据的舍弃 而应按有效芯样试件混凝土抗压强度值中的最小值确定 江苏省建筑工程质量检测中心 117 钻芯修正方法 1 对间接测强方法进行钻芯修正时 宜采用修正量的方法 也可采用其他形式的修正方法 规范建议钻芯修正采用修正量的方法 修正量的概念与现行国家标准 数据的统计处理和解释在成对观测值情形下两个均值的比较 GB T3361的概念相符 欧洲标准 Assessmentofconcretecompressivestructuresorinstructuralelements EN13791也采取修正量的方法 修正量方法只对间接方法测得的混凝土强度的平均值进行修正 不修正标准差 因此 可能更适合钻芯法的特点 江苏省建筑工程质量检测中心 118 2 当采用修正量的方法时 芯样试件的数量和取芯位置应符合下列要求 标准芯样的数量不应少于6个 小直径芯样的试件数量宜适当增加 芯样应从采用间接方法的结构构件中随机抽取 取芯位置应符合CECS03 2007第5 0 2条的规定 当采用的间接检测方法为无损检测方法时 钻芯位置应与间接检测方法相应的测区重合 当采用的间接检测方法对结构构件有损伤时 钻芯位置应布置在相应的测区附近 江苏省建筑工程质量检测中心 119 钻芯修正方法 3 钻芯修正后的换算强度可按下列公式计算 fccu i0 fccu i f f fcu cor m fccu mj式中fccu i0 修正后得换算强度 fccu i 修正前得换算强度 f 修正量 fccu mj 所用间接检测方法对应芯样测区换算强度的算术平均值 由钻芯修正方法确定检验批的混凝土强度推定值时 应采用修正后的样本算术平均值和标准差 并按CECS03 2007第3 2 2条 第3 2 3条规定的方法确定 江苏省建筑工程质量检测中心 120 芯样取样及加工制备要求 采用钻芯法检测结构混凝土强度前 应具备下列资料 工程名称 或代号 及设计施工建设单位名称 结构或构件种类 外形尺寸及数量 设计采用的混凝土强度等级 成型日期 原材料 水泥品种粗骨料粒径等 和混凝土试块抗压强度试验报告 结构或构件质量状况和施工中存在问题的记录 有关的结构设计图和施工图等 芯样的钻取 江苏省建筑工程质量检测中心 121 芯样取样及加工制备要求 芯样应在结构或构件的下列部位钻取 结构或构件受力较小的部位 混凝土强度质量具有代表性的部位 便于钻芯机安装与操作的部位 避开主筋预埋件和管线的位置 并尽量避开其他钢筋 芯样的钻取 江苏省建筑工程质量检测中心 122 芯样取样及加工制备