混凝土無損檢測技術(shù)及應(yīng)用

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1、混凝土無損檢測技術(shù)及應(yīng)用1概述混凝土無損檢測技術(shù)，是在不破壞結(jié)構(gòu)構(gòu)件的前提下，直接從結(jié)構(gòu)物上測試，推定混凝土強(qiáng)度或缺陷以及鋼筋位置，可對混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行重復(fù)測試，它既適用于工程建設(shè)過程中混凝土質(zhì)量監(jiān)測，又適用于工程竣工驗(yàn)收和建筑物使用期間混凝土質(zhì)量檢定[1]。本文主要介紹超聲回彈綜合法和電磁感應(yīng)法在建筑物結(jié)構(gòu)混凝土質(zhì)量檢測中的應(yīng)用，不妥之處，敬請指正。超聲回彈綜合法[1，2]是以聲速值、回彈值與混凝土強(qiáng)度之間的相關(guān)關(guān)系為基本依據(jù)，在自然狀態(tài)下測試出混凝土的某些物理量，進(jìn)而按相關(guān)關(guān)系推算出混凝土的特征強(qiáng)度。然而混凝土是一種多相復(fù)合材料，

2、均質(zhì)性較差，應(yīng)用單一的無損檢測方法(如單一回彈法或超聲法)推算混凝土強(qiáng)度，因影響因素多，使推算的混凝土強(qiáng)度不能達(dá)到一定的精度。如果采用兩種或兩種以上的無損檢測方法，獲取多種物理力學(xué)參量，并建立混凝土強(qiáng)度與多項(xiàng)物理力學(xué)參量的綜合相關(guān)關(guān)系，以便從不同角度綜合評價混凝土的強(qiáng)度。由于綜合法采用多項(xiàng)物理力學(xué)參量，能較全面地反映構(gòu)成混凝土強(qiáng)度的各種因素，并且還能抵消部分影響強(qiáng)度與物理量相關(guān)關(guān)系的因素，因而它比單一物理量的無損檢測方法具有更高的準(zhǔn)確性和可靠性。電磁感應(yīng)法[3]是人工向混凝土構(gòu)件發(fā)射脈沖電磁波并對其內(nèi)部的金屬物(如鋼筋)產(chǎn)生電磁感應(yīng)

3、作用，從而使該金屬物產(chǎn)生感應(yīng)電流，于是在其周圍形成二次電磁場，通過專業(yè)儀器觀測感應(yīng)電磁場的變化或異常即可確定混凝土內(nèi)部鋼筋的位置和埋深(即保護(hù)層厚度)。2檢測方法與技術(shù)2.1超聲回彈綜合法首先選定待測混凝土構(gòu)件，并按規(guī)程或有關(guān)規(guī)定布置一定數(shù)量的測區(qū)(測區(qū)尺寸為20×20cm2；相對應(yīng)的兩個20×20cm2方塊視為一個測區(qū))，然后按圖1布點(diǎn)方式進(jìn)行回彈值、超聲聲速值的測試(對于同一測區(qū)宜先進(jìn)行回彈測試，后進(jìn)行超聲測試)。2.1.1回彈法在每個測區(qū)相對應(yīng)的兩個測面上分別測讀8個回彈值(如圖1所示，兩面共測取16個回彈值)，剔除3個最大值

4、和3個最小值后，將剩余的10個回彈值進(jìn)行平均取得該測區(qū)的平均回彈值，計算公式如下：式中：Rm—測區(qū)平均回彈值；Ri—第i個測點(diǎn)的回彈值。如非水平狀態(tài)測得的回彈值，應(yīng)按下式進(jìn)行修正：如頂面或底面測得的回彈值，應(yīng)按下式進(jìn)行修正：式中：Ra—修正后的測區(qū)回彈值；Raα—測試角度為α的回彈修正值，可查表得到；Rat—測試頂面回彈修正值，可查表得到；Rab—測試底面回彈修正值，可查表得到。測試時，如儀器處于非水平狀態(tài)，同時構(gòu)件測區(qū)又非混凝土的澆筑側(cè)面，則應(yīng)對測得的回彈值，先進(jìn)行角度修正，后進(jìn)行澆筑面修正。2.1.2超聲法在每個測區(qū)相對應(yīng)的兩個

5、測面上各布置3個測點(diǎn)(如圖1所示)，在保證換能器與混凝土耦合良好的前提下，使發(fā)射和接收換能器在同一軸線上。測區(qū)聲速采用下式計算：式中：vi—測區(qū)聲速值，m/s；l—超聲測距，m；tmi—第i個測區(qū)平均聲時值，s；t1、t2、t3—分別為測區(qū)中3個測點(diǎn)的聲時值，s。當(dāng)在混凝土澆筑的頂面和底面測試時，由于上表面砂漿較多強(qiáng)度偏低，底面粗骨料較多強(qiáng)度偏高，綜合起來與成型側(cè)面是有區(qū)別的，另外澆筑表面不平整，因此，會使聲速偏低，所以進(jìn)行上表面與底面測試時聲速應(yīng)進(jìn)行修正：式中：va—修正后的測區(qū)聲速值，m/s。2.2電磁感應(yīng)法現(xiàn)場施測首先選定待測

6、混凝土構(gòu)件，并在該構(gòu)件上確定測試面，然后使探針軸線平行于設(shè)計鋼筋走向并從混凝土測試面的邊部或任意一點(diǎn)在垂直探針軸線的方向上移動探針來測定鋼筋位置和保護(hù)層厚度。如果混凝土內(nèi)分布有主筋和箍筋時應(yīng)分別測定，首先圈定主筋(或箍筋)的位置和展布情況，然后在兩個相鄰箍筋(或主筋)的中間部位順其走向進(jìn)行測試，即可精確測定主筋(或箍筋)的位置和保護(hù)層厚度。3工程概況某居民小區(qū)位于膠東半島某市的經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)，由20余座住宅樓和商業(yè)網(wǎng)點(diǎn)樓以及小區(qū)花園等建筑物組成。其中1#、6#、7#、8#住宅樓均為六層框架結(jié)構(gòu)，建筑面積分別為3390m2、3390m

7、2、4050m2、4812m2。工程于2002年10月開工建設(shè)，至2003年3月整體工程已進(jìn)入裝修、裝飾階段。受建設(shè)單位委托，水利部天津水利水電勘測設(shè)計研究院巖土工程技術(shù)中心工程質(zhì)量檢測部，于2003年3月28～31日對該項(xiàng)目框架現(xiàn)澆混凝土構(gòu)件強(qiáng)度及鋼筋分布情況進(jìn)行了抽樣檢測。至測試之日，抽樣中混凝土構(gòu)件的齡期基本達(dá)到28天的要求。抽檢結(jié)果較為全面、客觀的反映了該結(jié)構(gòu)混凝土強(qiáng)度指標(biāo)和鋼筋的分布特征，為建設(shè)工程的竣工驗(yàn)收和評價提供了科學(xué)依據(jù)。使用儀器為：①北京市康科瑞工程檢測技術(shù)有限責(zé)任公司生產(chǎn)的HT—225W全自動數(shù)字式回彈儀；②湖

8、南湘潭市自動化技術(shù)研究所生產(chǎn)的SD-1型聲波檢測儀以及與之配套的50kHz平面型厚度振動模式換能器；③瑞士PROCEQAZURICH公司生產(chǎn)的PROFOMETER5型混凝土鋼筋掃描儀。測試所用儀器設(shè)備均在計量認(rèn)證有效期內(nèi)，現(xiàn)場實(shí)施期間