地下工程的無損檢測.ppt

地下工程的無損檢測 1 無損檢測技術 在不破壞 或微破損 結構構件材料內(nèi)部結構 不影響結構整體工作性能和不危及結構安全的情況下 利用和依據(jù)物理學的力 聲 電 磁和射線等原理 技術和方法 測定與結構材料性能有關的各種物理量 并以此推定結構構件材料強度和檢測內(nèi)部缺陷的一種測試技術 2 檢測目的 評定結構構件的質(zhì)量 控制施工進度和質(zhì)量 診斷已建結構構件的承載能力和耐久性 評定已建結構的可靠度等級和估算剩余壽命如混凝土抗壓強度無損檢測方法 采用回彈法 超聲法和回彈超聲綜合法 非破損 鉆芯法 微破損 拔出法 內(nèi)部缺陷采用超聲法 8 1概述 8 2回彈法檢測混凝土抗壓強度 一 回彈法 JGJ T23 92 1948年瑞士斯密特 E Schmidt 發(fā)明回彈儀 1 基本原理使用回彈儀的彈擊拉簧驅動儀器內(nèi)的彈擊重錘 通過中心導桿 彈擊混凝土的表面 并測得重錘反彈的距離 以反彈距離與彈簧初始長度之比為回彈值R 由它與混凝土強度的相關關系來推定混凝土強度 8 2回彈法檢測混凝土抗壓強度 2 回彈儀的構造和率定率定 使用前應在洛氏硬度HRC為60士2的砧上 在室溫 20士5 度的條件下進行率定 取連續(xù)彈擊三次的穩(wěn)定回彈值進行平均 其值在80士2 8 2回彈法檢測混凝土抗壓強度 3 回彈法檢測混凝土強度的影響因素回彈儀測試角度 非水平方向測試時 重力作用影響測試結果混凝土不同澆筑面 分層泌水現(xiàn)象影響砼局部強度 非側面齡期和碳化的影響 CO2 氫氧化鈣 碳酸鈣 養(yǎng)護方法和溫度 自然養(yǎng)護的回彈值高于標準的回彈值 盡可能采用干燥狀態(tài)的混凝土進行測試 以減小濕度對回彈值的影響 4 回彈法的檢測技術和測區(qū)布置1 測區(qū)的選擇與布置選擇 主要受力部位 薄弱部位以及易產(chǎn)生缺陷的部位 測區(qū)表面應清潔 平整 干燥 結實 布置 一個構件不少于10個 大小200X200mm 16個測點 區(qū) 測區(qū)間距 2m 長度小于3m 高度低于0 6m的結構或構件 其測區(qū)數(shù)量可適當減少 但不應少于5個 2 回彈值測量回彈值量測時 回彈僅應始終垂直于結構或構件的檢測面 測點不應在氣孔或外露石子上 共測16個值 3 碳化深度測量選擇不少于構件的30 測區(qū)進行 在直徑約為15mm并有一定深度的孔洞 滴入濃度為1 的酚酞酒精溶液 測試表面至不變色處的深度 即碳化深度 5 回彈值的數(shù)據(jù)處理1 回彈值的計算從該測區(qū)的16個測點的回彈值中分別剔除3個最大值和3個最小值 然后按余下的10個回彈值取平均值 2 修正值的計算非澆筑側面 非水平測試方向 碳化修正 dm 0 5mm時不修正 8 2回彈法檢測混凝土抗壓強度 6 混凝土抗壓強度計算 8 2回彈法檢測混凝土抗壓強度 1 測區(qū)混凝土強度值的確定根據(jù)平均回彈值Rm及平均碳化深度dm 由 規(guī)程 附錄表E查得或當?shù)貙Ｓ脺y強曲線查的 2 結構或構件混凝土強度平均值和強度標準差計算 8 2回彈法檢測混凝土抗壓強度 3 結構或構件混凝土強度推定值 單個構件檢測時 以構件最小測區(qū)強度值作為該構件的混凝土強度推定值 批量檢測時 按下列兩式計算并取其中較大者為該批構件混凝土強度推定值 對于批量檢測構件 當該批構件混凝土強度標準差出現(xiàn)下列情況之一時 按單個構件檢測推定 1 平均值小于25MPa 且標準差 4 5MPa 2 平均值等于或大于25MPa 且標準差 5 5MPa 8 2回彈法檢測混凝土抗壓強度 碳化深度測定與修正 碳化深度的測定 用濃度1 的酚酞溶液及鋼卡尺來測定碳化深度dm值 修正 1 當dm 6mm 按6mm處理 8 2回彈法檢測混凝土抗壓強度 8 3超聲法 1 超聲波的基本概念 超聲波是彈性介質(zhì)中的一種機械波波動的物理實質(zhì)是能量的傳遞過程 2 傳播介質(zhì) 縱波 固體 液體 氣體橫波 固體表面波 固體表面 3 基本參量 聲速 聲幅 聲壓與聲強 頻率 混凝土檢測中最常用的參數(shù) 聲速 4 超聲波的特點1 超聲波可在氣體 液體 固體 固熔體等介質(zhì)中有效傳播 2 超聲波可傳遞很強的能量 3 超聲波會產(chǎn)生反射 干涉 疊加和共振現(xiàn)象 4 超聲波在液體介質(zhì)中傳播時 可在界面上產(chǎn)生強烈的沖擊 8 3超聲法 8 3超聲法 5 超聲傳感器的原理 利用聲速與材料的彈性性質(zhì) 聲速與材料的結構特性如材料的尺寸 材料中各種成分的組成 空隙率 缺陷 聲幅 反映材料衰減特性的參數(shù) 頻率 反映超聲波強度正負交變快慢的參數(shù) 6 超聲波檢測系統(tǒng) 8 3超聲法 6 智能化超聲儀 8 3超聲法 超聲儀的基本功能 信號放大 增益 衰減 信號濾波 高通 低通 顯示波形 延遲 記錄寬度 讀取參數(shù) 聲時 聲幅 8 3超聲波檢測混凝土強度 1 基本原理 混凝土的抗壓強度fcu與超聲波在混凝土中的傳播速度v之間的關系 混凝土強度愈高 相應超聲波波速愈大 通過試驗可建立混凝土強度與聲速的關系曲線或經(jīng)驗公式 目前常用的相關關系表達式有冪函數(shù)方程 8 3超聲波檢測混凝土強度 2 影響聲速 強度的基本因素 骨料的影響 種類 粒徑 含量 水泥用量的影響 水灰比 總量 齡期的影響 骨料的聲速 水灰比對聲速 強度的影響 水泥量對聲速 強度的影響 沙率對聲速 強度的影響 齡期對聲速 強度的影響 3 測區(qū)布置 8 3超聲波檢測混凝土強度 單個構件檢測 不少于10個測區(qū) 測區(qū)面積200X200mm 測區(qū)間距不大于2m 批量抽樣檢測 抽樣數(shù)應不少于同批構件的30 且不少于4個 每個構件測區(qū)數(shù)不少于10個 測試面應清潔平整 無缺陷 4 強度推定 1 每區(qū)選3 5各測點 根據(jù)測得的聲時和兩相對探頭的距離計算波速 取各測點的平均值作為該區(qū)的波速 當在試件混凝土的澆筑頂面或底面測試時 聲速值應乘以1 034修正 2 強度推定 由試驗量測的經(jīng)修正后的聲速 按fcu va曲線求得混凝土的強度換算值 8 3超聲波檢測混凝土強度 單個構件 各測區(qū)中的最小強度值 同批構件 各構件強度平均值mf減去均方差Sf的1 645倍 8 3超聲波檢測混凝土強度 5 強度推定 注意事項 1 當同批構件強度標準差過大時 直接取各構件最小測區(qū)強度值的平均值 2 同批構件 各構件強度平均值mf減去標準差Sf的1 645倍 3 同批構件設計標號大C20時 若標準差Sf大于5 5 MPa 應全部按單個構件給出強度 8 3超聲波檢測混凝土強度 8 4超聲波檢測混凝土缺陷 淺裂縫單工作面平測法 雙工作面斜測法 在有兩各相對的平行工作面時 利用平面換能器的指向性好的特點 在兩個工作面分別布置發(fā)射和接受換能器 8 4超聲波檢測混凝土缺陷 不密實區(qū)和空洞檢測基本方法 一 8 4超聲波檢測混凝土缺陷 8 4超聲波檢測混凝土缺陷 不密實區(qū)和空洞檢測基本方法 二 不密實區(qū)和空洞檢測基本方法 三 8 4超聲波檢測混凝土缺陷 混凝土表面損傷層檢測 8 4超聲波檢測混凝土缺陷 鉆孔灌注樁質(zhì)量檢測 8 4超聲波檢測混凝土缺陷 聲測管布置示意圖 8 4超聲波檢測混凝土缺陷 1 方法的提出 僅僅利用超聲波波速測試混凝土強度由于影響因素過多 真正量化在波速中的因素并不明確 測強曲線的推廣價值不大 如能綜合其他方法將某些因素量化 或許可以總結出更據(jù)準確性和推廣價值的方法 在這種思路下 提出了超聲回彈綜合法 8 5超聲回彈綜合法 2 方法的意義 應該說超聲回彈綜合法仍然是一種純經(jīng)驗性的方法 在這一點上與超聲波波強度測試和回彈值強度測試是一樣的 并不據(jù)在理論上的優(yōu)勢 定性的看綜合了聲速和回彈值在代表性上應該有如下的優(yōu)勢 1 內(nèi)外結合 聲速 內(nèi) 回彈值 外 2 齡期互補 早期聲速敏感 后期回彈敏感 3 含水互補 含水使聲速提高 回彈值下降 從根本上說超聲回彈綜合法是實踐證明了的一種較好的方法 8 5超聲回彈綜合法 8 5超聲回彈綜合法 3 原理 超聲回彈綜合法實質(zhì)上就是超聲法和回彈法兩種單一測強方法的綜合測試 可以提高測量的精度 測量時 應嚴格遵照 超聲回彈綜合法檢測混