混凝土无损检测技术
1 混凝土无损检测的定义是什么?工程意义何在?
定义:混凝土无损检测技术,是在不破坏结构件的情况下,直接从结构物上测试或钻取芯样测试,推定混凝土强度及缺陷等。
它既适于工程施工过程中混凝土质量的监测,又适于工程的竣工验收和建筑物使用期间混凝土质量的鉴定。
工程意义:用于工程施工过程中混凝土质量的监测,工程的竣工验收和建筑物使用期间混凝土质量的鉴定。
2试述常用无损检测方法的种类及其特点。
混凝土无损检测技术主要利用雷达法、垂直反射法、脉冲回波法、瑞利面波法、声波层析成像等方法。
雷达法,是以宽频带短脉冲形式,将高频电磁波由地面通过发射天线定向送入地下,经过存在电性差异的混凝土反射返回地面,被接收天线接收。
电磁波在混凝土中传播时,其路径、电磁场强度与波形将随所通过混凝土的电性与状态而变化。
当发射与接收天线以固定的间距沿测线同步移动时,就可得到反映测线处地下混凝土质量缺陷分布情况的雷达图像。
当混凝土均一性差时,如存在蜂窝、架空现象等,这部分区域与周围混凝土之间的电性差异增大,反射波增强;当其完整致密时,性质相对均一,反射波很弱。
这样就能检测出混凝土的质量了。
脉冲回波法,是在混凝土表面施以微小冲击产生应力波。
当应力波在混凝土中传播遇到缺陷与底面时,将产生往复反射并引起混凝土两面微小的位移响应。
接收这种响应并进行频谱分析可获得频谱图。
频谱图上突出的峰就是应力波混凝土表面与底面及缺陷间来回反射所形成。
根据频率峰值可判断有无缺陷及其深度。
垂直反射法,是利用大功率高频声波向混凝土中发射脉冲信号,然后用加速度(或速度)检波器接收信号,发射与接收之间偏移距几乎为零的一种检测方法。
利用垂直反射的波形特征,经多种信号技术处理后,可判断有无缺陷及其深度。
瑞利面波法中,利用纵波和横波相互干涉、叠加产生的沿介质表面传播的次生波而形成的曲线形态可以确定介质中的异常体。
在均匀连续介质中传播的瑞利面波曲线应当为光滑连续形态。
而介质中若存在不连续间断面或非均匀异常体,曲线就会中断,出现“之”字形。
雷达法探测深度可达几十米,但随探测深度的增加分辨率下降。
垂直反射法探测深度3米左右较为适宜。
脉冲回波最大探测深度为2米。
瑞利面波法有效探测深度可达12米。
以上几种方法,基本上可满足三峡工程已浇混凝土的无损检测需要,能诊断出混凝土存在的质量缺陷。
3回弹法测混凝土强度的基本原理是什么?为什么说回弹法是一种适合我国国情的非破损检测方法?
基本原理:回弹法是测定混凝土表面硬度从而推定混凝土整体意义的力学方法之一,根据混凝土强度与表面硬度之间存在的相关关系,用检测混凝土表面硬度的方法间接检验或推定混凝土强度,即采用定值动能的弹簧与钢锤冲击混凝土表面,其回跳值与表面硬度也存在着相关关系,因此通过试验地方法,建立混凝土强度与回跳值的相关关系—数学模型或相关区县,并以此来去顶混凝土的抗压强度。
因为回弹法简便,灵活,而且回弹法在我国使用已达四十余年,我国已解决了回弹法使用精度不高和不能普遍推广的关键问题,所以说他是符合我国国情的无损检测方法.
4何为纵波,横波,面波?他们可以在哪种介质中传播?
横波:质点的振动方向与波的传播方向相互垂直的波。
如电磁波。
只能在固体中传播。
纵波:质点的振动方向与传播方向平行的波。
纵波只能在拉伸压缩的弹性的媒质中传播,一般的固体、液体、气体都具有拉伸和压缩弹性,所以它们都能传递纵波。
波面:波面是面向观察者一面,背面是背对观察者一面。
5采用哪些声学参数检测混凝土缺陷?基本原理是什么?超声测缺的一般方法有哪些?
超声波检测混凝土缺陷主要是采用低频超声仪,测量超声脉冲中纵波在结构混凝土中的传播速度、首波幅度和接收信号主频率等声学参数。
基本原理:当结构混凝土中存在缺陷或损伤时,超声脉冲通过缺陷时产生绕射,传播的声速要比相同材质无缺陷混凝土的传播声速要小,声时偏长。
更由于在缺陷界面上产生反射,因而能量显著衰减,波幅和频率明显降低,接收信号的波形平缓甚至发生畸变。
综合声速、波幅和频率等参数的相对变化,对同条件下的混凝土进行比较,判断和评定混凝土的缺陷和损伤情况。
超声测缺的方法。
6什么是混凝土结合面?
混凝土结合面(简称结合面),系指前后两次浇筑间隔时间大于3小时的混凝土之间的接触面,如施工缝,修补加固等。
混凝土结合面质量检测可采用斜测法。
7简述混凝土结构施工缝的预留及其处理方法。
现阶段主要有以下几种留置方法:
1.第一种留置方法:现浇板施工缝沿着横向设置在现浇板跨中1/3范围内,虽然留置在结构受剪力较小处,但是很难保证结构计算时的力学假定(即不能完全保证楼板的整体性),由于混凝土楼板的收缩或者在长期荷载作用下,往往会在这种施工缝处产生裂缝,甚至会出现贯通缝,将地板砖拉裂,既影响美观,又会渗水,引起钢筋锈蚀。
重者影响结构安全,影响楼房使用寿命。
这种现浇楼板产生裂缝的主要原因,是因为砖混结构楼房的砖墙刚度太大,限制着现浇板混凝土的自由收缩,(实质上是因为混凝土的线膨胀系数与砖砌体的线膨胀系数相差太大引起的)。
当收缩达到一定程度时,首先在现浇板的施工缝处产生裂缝,因为这个截面上新旧混凝土粘结力差,结合不牢固。
这种非自由收缩不象框架结构楼房楼层现浇板那样自由,因为框架柱相对于砖墙来说柔性较大,刚度较小。
由同一种材料(钢筋混凝土)的柱、梁、板构成的框架结构。
楼房整体基本上是各向同性的。
因此,框架结构基本楼房现浇板的施工缝即使留设在跨中1/3范围内,只要按规范规定处理。
一般情况不会出现裂缝。
这种留置现浇板施工缝的方法,比较难施工。
施工缝的处理需按规范要求,在施工缝处继续浇筑混凝土时,已浇筑的混凝土抗压强度应达到不小于1.2MPa而且需要剔凿掉松动的石子和软弱的混凝土层,然后用压力水冲洗干净,而且要求充分湿润保潮,不小于24h在浇筑混凝土前宜先铺一层10-15mm厚的水泥砂浆,其配合比与混凝土内的砂浆成分相同。
2.第二种留置方法:现浇板施工缝留置在承重横墙上中线处,这种留置施工缝的方法符合规范规定在剪力较小处,能消除因施工缝在跨中1/3范围内处理不好引起的裂缝。
具体做法是:①先在承重横墙上中线设置通常垫木或钢管,一是作为现浇板负筋的临时支撑,二是可以作为浇筑现浇板混凝土的临时支撑,二是可以作为浇筑现浇板混凝土的临时侧面模板。
②浇筑混凝土完成后,待混凝土达到1.2MP时。
将中心线处多余浇筑的混凝土剔凿掉。
③剔凿至中心线处的密实混凝土时,需要用压力水冲洗干净,并且要求保持湿润24小时以
上,残留在混凝土表面上的积水应清除。
④铺设一层10-15mm厚的水泥砂浆(其配合比与混凝土内的砂浆成分相同)。
⑤二次浇筑现浇板混凝土。
处理方法:先在已硬化的混凝土表面上,清除水泥薄膜和松动石子以及软弱混凝土层,并加以充分湿润,冲洗干净,且不得留有积水;然后在浇筑混凝土前先在施工缝处铺一层水泥浆或与混凝土内成分相同的水泥砂浆;浇筑混凝土时,需仔细振捣密实,使新旧混凝土结合紧密。