超声回弹综合法检测混凝土强度作业指导书
一、原理:
超声法测强原理,混凝土声速(v)一般在4000-5000km/s之间变化。
混凝土强度(f)与声速(v)之间有较好的相关性。
混凝土强度越高,其声速也越快。
当知道f-v之间的关系曲线后,测出结构物混凝土的声速就可以推算结构物混凝土的强度。
二、检测标准
检测标准:CECS 02:2005《超声回弹综合法检测混凝土强度技术规程》
三、检测仪器介绍及使用
回弹仪:采用ZC3-A型中型回弹仪,其冲击动能为2.207J。
回弹仪使用:回弹仪使用前应在钢砧上进行率定,率定值达到80±2时方可使用。
检测时,回弹仪的轴线应垂直于测试面,缓慢均匀施压,待弹击杆反弹后测读回弹值。
超声波检测仪:采用NM-4A非金属超声检测分析仪,它是一种利用超声波特性对非金属材料和构件进行无损检测的智能化仪器,集超声波发射、双通道同步接受、数字信号高速采集、声参量自动检测、数据分析处理、结果实时显示、数据存储与输出等功能于一身。
在功能完善的软件支持下,充分发挥计算机的运算、分析与控制功能,使之成为集发射激励、信号接受、数据采集、自动检测、结果分析、显示打印、数据输入输出于一体的高智能化仪器。
此外,还可以生成标准的数据文件,进入PC机中,由Windows平台下的分析处理软件进行后期处理。
超声波检测仪使用:
(1)连接换能器,在仪器发射口与接收口1连接发射、接收换能器。
(2)连接电源,用交流电源或直流电池供电。
(3)通电,按下主机开关,电源指示灯显示绿色,几秒钟后,屏幕显示系统主界面。
(4)现场声参量检测,由主界面选择检测按钮进入超声,所示分别是单通道和双通道测试时的界面。
(5)参数设置,在超声检测界面下,按参数按钮就会弹出参数设置对话框,进行参数设置。
每次开机后系统都会自动将这些参数重置为较为常用的默认值。
(6)调零,在检测界面下按调零按钮就会弹出调零操作窗口,每次进行现场测试开始前或更换测试导线及传感器后都应进行调零操作。
其目的是消除声时测试值中的仪器系统误差。
手动调零的操作方法是先用换能器直接耦合,测试声时后通过人工计算手动输入零声时。
自动调零的操作方法是先输入标准声时值,用换能器对测标准声时棒,零声时会自动置入。
(7)采样,使换能器与测点混凝土表面处于良好的耦合状态后,按下采样键仪器开始发射超声波并采样,仪器自动调整好波形后再次按该键仪器就会停止发射和采样。
(8)存储波形,在检测界面下按存波按钮,可以存储当前通道中的波形。
按下存波按钮后,会弹出输出文件名的窗口,输入文件名后按确认键,将当前通道的当前波形及测试参数存成波形文件(即扩展名为ww的文件)。
(9)查看数据及波列,在检测界面下按查看按钮,可以查看当前通道中的已测数据及波列。
(10)对于每个数据文件,测试完第一个测点后按确认键会弹出对话框,要求输入工程名称、文件名,输入后按确认键存盘,以后每次采样后按回车键可自动存盘,当波形窗口内有游标时则存储游标数据,否则存储自动判读数据。
(11)由主界面选择测缺按钮进入测缺界面,进行测缺数据分析。
(12)按参数按钮进入参数设置状态,依次设置:数据文件、结果文件、构件号、日期、测距、判定值、声时修正值。
(13)剔除明显异常点,把待分析数据中明显异常的测点剔除掉,使之不参与统计计算,从而避免因标准差过大造成漏判。
按下剔除按钮,系统在主显示区显示各测点的声参量列表;首先剔除声速明显小的点,移动光标选择测点,按采样键选择声速明显小的测点中的声速值最大点,包括此点及声速小于此点声速的所有测点都被认为明显小的数据,这些数据在进行声速统计计算是将不参与。
剔除幅度明显小的测点方法相同。
(14)计算与校核,完成参数设置或剔除明显小数据后需按计算按钮完成对声参量的统计分析(平均值、标准差及离差系数)、判定值计算和异常点的判定。
(15)结果的输入与输出,计算结束后可以进行分析结果的存盘和打印,按打印按钮打印结果文件,按存盘按钮存储结果文件(SD文件)。
四、现场检测步骤
(1)测区布置: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。
对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,每个构件测区数不应少于10个。
在构件上将每个测区标出。
(2)用回弹仪进行回弹检测。
(3)标出3个测点,并涂黄油或凡士林等耦合剂。
(4)将换能器压在测点上,并按压均匀。
(5)使用超声仪接受波形。
(6)丈量结构测距,用卷尺或混凝土测厚仪进行测量。
五、混凝土强度推定
(1)按照回弹法的计算原则,算出各测区平均回弹值()。
(2)取三个测点的声时均值作为测区声势值(t)
(3)测区声速v=l\t
(4)混凝土强度可用下式推定
粗骨料为卵石
粗骨料为碎石
当按单个构件检测时,已该构件各测区强度中的最小值作为该构件的混凝土强度推定值;当按批量检测时,需计算两个强度指标,一个是该批构件所有测区的强度平均值减去1.645
倍标准差后的强度值,另一个是该批单个构件中最小的测区强度值的平均值。
取这二者之中的较大值作为该批构件的混凝土强度推定值。
结构混凝土强度的综合法检测,就是采用两种或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、适用范围广,因此在混凝土的质量控制与检测中的应用越来越多。
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和回弹值,然后利用已建立起来的测强公式推算该测区混凝土强度的一种方法。
特点:
1)减少混凝土龄期和含水率的影响
含水率越大,超声声速偏高而回弹值偏低;
混凝土龄期长,声速增长率下降,回弹值因砼碳化增大而提高。
2)可以弥补相互间的不足
回弹值法主要以表层的弹性性能来反映砼强度,当构件截面尺寸较大或内外质量有较大差异时,就很难反映混凝土的实际强度。
强度较高的砼(大于35MPa),超声波计算公式相关性偏差。
3)提高测试精度。