混凝土强度非破损检测技术
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港口工程混凝土非破损检测技术规程一、引言港口工程混凝土非破损检测技术是一种非常重要的技术,可以有效地检测港口工程混凝土结构的质量和损伤情况,为港口工程的安全运营提供保障。
本文将详细介绍港口工程混凝土非破损检测技术规程,包括检测方法、仪器设备、检测步骤和注意事项等。
二、检测方法港口工程混凝土非破损检测方法主要包括声波检测、电磁波检测、红外热像检测和超声波检测等。
其中,声波检测和电磁波检测是比较常用的方法,下面将对这两种方法进行详细介绍。
2.1 声波检测声波检测是利用声波在混凝土中传播的特性来检测混凝土结构的质量和损伤情况的一种方法。
具体来说,声波检测仪器通过发射声波信号,测量声波在混凝土中的传播速度和反射强度,从而判断混凝土结构的质量和损伤情况。
2.2 电磁波检测电磁波检测是利用电磁波在混凝土中传播的特性来检测混凝土结构的质量和损伤情况的一种方法。
具体来说,电磁波检测仪器通过发射电磁波信号,测量电磁波在混凝土中的传播速度和反射强度,从而判断混凝土结构的质量和损伤情况。
三、仪器设备港口工程混凝土非破损检测需要使用专门的仪器设备,下面将对常用的仪器设备进行介绍。
3.1 声波检测仪器声波检测仪器主要包括发射器、接收器、传感器和显示器等。
其中,发射器用于发射声波信号,接收器用于接收反射回来的声波信号,传感器用于将声波信号转换为电信号,显示器用于显示检测结果。
3.2 电磁波检测仪器电磁波检测仪器主要包括发射器、接收器、传感器和显示器等。
其中,发射器用于发射电磁波信号,接收器用于接收反射回来的电磁波信号,传感器用于将电磁波信号转换为电信号,显示器用于显示检测结果。
四、检测步骤港口工程混凝土非破损检测的步骤主要包括准备工作、检测前期准备、检测操作和检测后期处理等。
4.1 准备工作准备工作包括选择合适的检测方法和仪器设备、进行仪器设备的校准和检验、确定检测范围和检测位置等。
4.2 检测前期准备检测前期准备包括对检测区域进行清理和标记、确定检测方向和距离、设置检测参数等。
水泥混凝土非破损检测技术水泥混凝土路面或桥梁等结构物非破损检测技术目前主要有:回弹仪法、超声波法和超声一回弹综合法。
一、回弹法检测技术简介:利用回弹仪(一种直射锤击式仪器)检测普通混凝土结构构件抗压强度的方法简称回弹法。
下面着重介绍回弹法检测混凝土强度。
1 检测原理及特点1.1 原理由于混凝土的抗压强度与其表面硬度之间存在某种相关关系,而回弹仪的弹击锤被一定的弹力打击在混凝土表面上,其回弹高度(通过回弹仪读得回弹值)与混凝土表面硬度成一定的比例关系。
因此以回弹值反映混凝土表面硬度,根据表面硬度则可推求混凝土的抗压强度。
1.2 特点用回弹法检测混凝土抗压强度,虽然检测精度不高,但是设备简单、操作方便、测试迅速,以及检测费用低廉,且不破坏混凝土的正常使用,故在现场直接测定中使用较多。
影响回弹法准确度的因素较多,如操作方法、仪器性能、气候条件等。
为此,必须掌握正确的操作方法,注意回弹仪的保养和校正。
《回弹法检测混凝土抗压强度技术规程》(JG J/T23-2001)中规定:回弹法检测混凝土的龄期为7d~1000d,不适用于表层及内部质量有明显差异或内部存在缺陷的混凝土构件和特种成型工艺制作的混凝土的检测,这大大限制了回弹法的检测范围。
另外,由于高强混凝土的强度基数较大,即使只有15% 的相对误差,其绝对误差也会很大而使检测结果失去意义。
2 仪器测量回弹值使用的仪器为回弹仪。
回弹仪的质量及其稳定性是保证回弹法检测精度的技术关键。
2.1 类型国内回弹仪的构造及零部件和装配质量必须符合《混凝土回弹仪》(JJG 817-93)的要求。
回弹仪按回弹冲击能量大小分为重型、中型和轻型。
普通混凝土抗压强度不大于C5 0 时,通常采用中型回弹仪;混凝土抗压强度不小于C60 时,宜采用重型回弹仪。
传统的回弹仪是通过直接读取回弹仪指针所在位置读数来测取数据的,为一直读式。
目前已有的新产品有自记式、带微型工控机的自动记录及处理数据等功能的回弹仪。
超声回弹综合法检测混凝土强度技术规程前言:超声回弹综合法检测混凝土强度,是目前我国使用较广的一种结构中混凝土强度非破损检测方法。
它较之单一的超声或回弹非破损检测方法具有精度高、适用范围广等优点。
一总则:1本规程适用于以中型回弹仪、低频超声仪按综合法检测建筑结构和构筑物中的普通混凝土抗压强度值。
2.当对结构的混凝土有怀疑疑时,可按本规程进行检测,以推定混凝土强度,并作为处理混凝土质量问题的一个主要依据。
3.在具有用钻心事件作校核的条件下,可按本规程对结构或构件长龄期的混凝土强度进行检测推定。
4.按本规程检测所得的混凝土强度换算值(f cu c)是根据综合法取得的测值换算成相当于被测结构物所处条件及龄期下、边长150mm立方体试块的抗压强度。
5.应用超声回弹综合法时,混凝土强度曲线应根据原材料品种、龄期和养护条件等,通过专门试验确定。
6.专用测强曲线和地区测强曲线应按本规程附录一的基本要求制定,并需经主管质量的部门审定。
专用或地区测强曲线的强度误差规定如下:一、专用测强曲线,相对标准误差er≤±12%;二、地区测强曲线,相对标准误差er≤±14%;7.检测结构或构件的混凝土强度时,应优先采用专用或地区测强曲线。
当缺少该类曲线时,经过验证明符合要求后方可采用本规程通用测强曲线。
第二章回弹仪第一节技术要求第2.1.1条测定回弹值时,应采用中型回弹仪。
回弹仪应通过技术鉴定,并必须具有产品合格证及检验证。
第2.1.2条回弹仪应符合下列标准状态的要求:一、水平弹击时,在弹击锤脱钩的瞬间,回弹仪的标称动能应为2.207J;二、弹击锤与弹击杆碰撞的瞬间,弹击拉簧应处于自由状态,此时弹击锤起点应位于刻度尺的零点处,三、在洛氏硬度为HRC60土2的钢砖上,回弹仪的率定值应为80士2。
第2.1.3回弹仪的率定试验,宜在气温为20土5.C的条件下进行,率定时钢砖应稳固地平放在坚实的混凝土地坪上。
回弹仪向下弹击,弹击杆应旋转4次,每次旋转角度90℃左右,弹击3~5次,取连续3次稳定回弹值计算平均值。
钻芯法在混凝土强度非破损检测中的应用非破损检测方法以不影响结构或构件的承载能力为前提,在结构上或构件上直接进行局部破坏性试验,或直接钻取芯样进行破坏性试验,然后根据试验值与结构混凝土标准强度的相关关系,换算成标准强度换算值,并根据此推算出结构混凝土强度标准值的推定值或特征强度。
钻芯法是一种简便、直观,检测精度较高的局部破损的检测方法,它作为一种出色的微破损检测方法,在生产施工中被广泛应用。
1钻芯法钻芯法是利用专用钻机,直接从结构或构件上钻取芯样,进行抗压试验,根据芯样的抗压强度推定结构或构件混凝土强度的一种局部微破损现场检测方法。
由于钻芯法的测定值就是圆柱状芯样的抗压强度,即参考强度或现场强度。
它与立方体试件抗压强度之间,除了进行必要的形状修正外,无需进行某种物理量与强度之间的换算。
因此,普遍认为这是一种较为直观、可靠、精度高的检测手段,己为较多的国家所采用。
用钻芯法进行现场检测具有直观、准确的特点,因而广泛应用于工业和民用建筑、水工大坝、桥梁、公路、机场跑道等混凝土结构或构筑物的质量检测。
它主要用于老建筑物鉴定,检测遭受冻害、火灾、化学腐蚀等超声-回弹综合法或回弹法无法检测的结构混凝土强度,和对非破损检测结果进行校核修正。
并且,钻取的芯样除可进行抗压强度试验外,也可进行抗劈强度、抗冻性、抗渗性、吸水性及容重的测定,还可检查混凝土的内部缺陷,如裂缝深度、接缝、分层、离析、孔洞和疏松大小及混凝土中粗骨料的级配情况。
2钻芯法原理钻芯法试验是利用钻机在结构上钻取所设计的试验芯样,将芯样锯切、磨平、晾干后,在压力机上进行抗压试验,获得芯样的极限抗压强度。
因为经大量试验证明,直径、高度均为100mm 的大芯样试件抗压强度与边长150mm立方体试块强度基本上是一致的,所以以直径100mm,高度与直径的比 (简称高径比,记作H/D)为1的圆柱体作为标准试件,其强度可认为是构件混凝土的实际强度;直径75mm,高径比为1的小芯样作为非标准试件,其强度认为是试件的检测强度。
用回弹法检测混凝土的强度目前,在现场检测混凝土强度过程中,有许多种不同的检测方法,如钻芯法、拔出法、压痕法、射击法、回弹法、超声法、回弹超声综合法等,其中回弹法、超声回弹综合法是应用最广的无损检测方法。
下面我们就以回弹法检测进行探讨,所谓回弹法是通过回弹仪(一种直射锤击式仪器)测定混凝土表面硬度继而推定其抗压强度的方法。
因此,我们在检测工程结构中的普通混凝土抗压强度时用回弹法检测是最为快捷有效的方法。
1、回弹法的工作原理以及特征1.1回弹法的原理由于混凝土的抗压强度与其表面硬度之间存在某种相关关系,而回弹仪的弹击锤被一定的弹力打击在混凝土表面上,其回弹高度(通过回弹仪读得回弹值)与混凝土表面硬度成一定的比例关系。
为此我们根据表面硬度则可推求混凝土的抗压强度。
1.2回弹法的特征回弹法是当前检测建筑结构的一种非破损检测方法。
我们之所以利用回弹法检测混凝土的抗压强度是由于它具有仪器简单、操作方便、快捷、灵活等优点,因而在建筑工程结构质量检测中得到广泛的应用。
但是我们还必须清楚的认识到用回弹法检测存在的局限性,它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。
2、如何布置测区以及用回弹法进行检测2.1测区的选取测区的选取也是一个关键,通常情况是在构件上选择及布置测区,一般要取10个测区(对某一方向尺寸少于4.5m另一方向尺寸小于0.3m的结构或构件可取5~10个测区)。
测区面积宜在20×2 0cm范围内,表面应清洁平整、干燥。
如果测区表面有疏松层、浮浆、油垢、涂层以及蜂窝麻面时,可用砂轮清除疏松层和杂物,并清干净残留的粉末或碎屑。
测区应均匀布置在可测面上。
相邻两测区间距应控制在2m以内,测区离构件端部或施工缝边缘的距离宜在0. 2~0.5m范围。
测区优先考虑布置在构件的的两个对称测面上,也可只选在一个可测面上;同样测区优先布置在混凝土浇筑侧面上,条件不允许时可布置在砼浇筑的表面和底面上。
实验5.3 混凝土强度非破损检测试验
当对结构的混凝土强度有怀疑时,可采用无损检验方法,按有关标准的规定对结构或构件中混凝土的强度进行推定,并作为处理混凝土质量问题的一个主要依据。
用于混凝土质量的无损检验方法很多,常用的有超声波法和回弹法。
本实验采用回弹法。
(1) 原理
通过混凝土表面回弹值与混凝土抗压强度之间的相互关系,评定普通混凝土抗压强度。
(2) 适用范围
只有当下列情况之一时,方可按回弹法评定混凝土的强度,并作为混凝土强度检测的依据之一:
①缺乏同条件试块或标准试块数量不足;
②试块的质量缺乏代表性;
③试块的试压结果不符合现行标准规范所规定的要求,并对该结果持有怀疑。
(3) 实验步骤
(4) 混凝土强度的换算
通过回弹法测出回弹值后,根据混凝土碳化深度等评定混凝土的强度。
评定的混凝土强度,相当于边长15 cm立方体同条件试块强度。
浅谈混凝土强度非破损检测技术
摘要建筑工程中的混凝土结构,由于其耐久性、耐火性、整体性、可模性及节约钢材等特点,使得混凝土成为建筑工程中最主要的、用量最大的建筑材之一。
它的质量直接关系到建筑结构的安全。
加强混凝土质量的监督、控制与检测,保证和提高混凝土质量,确保工程使用寿命对国民经济可持续发展具有重大的战略意义.
关键词:混凝土强度;非破损;检测
1.绪论
混凝土是现代建筑材料中主要的结构材料之一,其使用量大,应用范围广,生产技术为完全的工业化,因而质量管理和控制就显得十分的重要。
混凝土原组成材料的偏差,配合比、拌和捣制以及养护的生产工艺不当,也可能导致混凝土的质量、强度和耐久性的下降,直接危及整个结构的安全。
因此,加强混凝土强度检测技术试验研究,加强对混凝土质量控制已经成为建筑工程技术人员所面临的重要课题之一。
众所周知,混凝土主要质量指标历来是以标准试件的抗压强度为依据的。
抗压强度试验在全世界己延用多年,成为混凝土和钢筋混凝土结构设计、施工及验收的基本依据。
2.混凝土强度非破损检测技术的特点
非破损检测与常规的标准试块破坏试验方法相比,具有以下特点:
1.不破坏构件或建(构)筑物的机构,不影响其使用性能,且简便快速;
2.可直接在结构混凝土上作全面检测,能比较真实地反映混凝土的质量和强度,可避免标准试块不能真实反映工程质量的缺点;
3.能获得破坏试验不能获得的信息,如能检测内部空洞、疏松、开裂、不均匀性,表层烧伤、冻害及化学腐蚀等,这些都是标准试块破坏试验无法代替的;
4.标准试块破坏试验只能用于新建工程的混凝土质量检查,而非破损检测方法,对新建工程和已有建(构)筑物都能应用;
5.可进行非接触检测,如用红外线法、摄影法等,不需接触建筑物,减少了搭脚手架等工程。
3. 混凝土强度非破损检测技术
3.1混凝土强度的非破损检测方法
非破损检测混凝土强度的方法,一般都是通过测定与混凝土相关的物理参数,利用该物理参数与混凝土抗压强度的相关关系,推定混凝土强度的。
相关关系的强度方程即测强曲线,它是通过对相同混凝土标准试块进行破坏试验,将实验所得的大量数据进行回归分析和数学处理,得出回归方程便是强度方程。
现根据试验方式可将这类方法分为三种:
(l)非破损检测方法
非破损检测方法以检测时不影响结构或构件混凝土任何性能为前提,以混凝土抗压强度与混凝土某些物理量之间的相关性为基础,测定相关物理量,然后根据测强曲线推算被测混凝土的标准强度换算值,并依照统计原理得出混凝土强度标准值的推定值或特征
强度。
属于这类方法的有回弹法、超声脉冲法、射线吸收与散射法、成熟度法等。
①回弹法是用回弹仪测定混凝土表面硬度,利用混凝土强度不同其回弹硬度也随之变化的原理来推算混凝土强度的。
由于所用回弹仪是瑞士工程师施密特于1948 年发明的,所以也叫施密特锤法。
试验方法非常简便,许多国家都制定了试验标准和推荐性测强曲线。
但是此方法受混凝土表层质量的影响,因而难以精确推定混凝土的内部强度。
②超声法是利用超声波在不同密度和不同弹性模量的混凝土,传播速度也不同的原理,根据波速与混凝土强度的相关关系来推定混凝土的强度。
由国内外二十几年的研究表明:超声波速度与混凝土强度的相关性不是很高,所以用这种方法测定强度时,将受到一定的限制.
③射线法主要根据 y 射线在混凝土中的穿透衰减或散射强度
推算混凝土的密实度,并据此推定混凝土强度。
这种方法要涉及到射线的辐射保护,故很少使用。
以上三种方法是非破损检测方法中较为常见的几种,回弹法和超声法在我国结构工程检测中被广泛应用,并已制定较为完善的技术规程:成熟度法也有相应的研究和报道;射线法在我国应用较少。
这类方法的特点是测试方便、费用低廉,
(2)微破损检测方法
微破损检测方法以不影响结构或构件的承载能力为前提,在结
构上或构件上直接进行局部破坏性试验,或直接钻取芯样进行破坏性试验,然后根据试验值与结构混凝土标准强度的相关关系,换算成标准强度换算值,并根据此推算出结构混凝土强度标准值的推定值或特征强度。
属于这一类方法的有钻芯法、拔出法、折断法、拉剥法、射钉法等。
①钻芯法是一种简便、直观,检测精度较高的局部破损的检测方法。
该法是利用钻芯机直接在结构混凝土上钻取芯样,然后进行抗压试验,以芯样强度评定结构混凝土强度。
由于钻取芯样要对结构或构件造成局部破坏,所以不宜在同一结构中大面积使用。
目前,国内外往往把钻芯法与其它非破损检测方法结合使用,一方面利用非破损方法检测混凝土结构的均匀性,以减少钻芯数量;另一方面又利用钻芯法来修正非破损检测结果,以提高检测精度。
②拔出法是 70 年代以来主要由美国研究开发出来的一种方法。
它通过测定被埋入混凝土表层锚件在拔出时的抗拔力,根据抗拔力与混凝土强度的关系来推定混凝土强度的。
它比钻芯法简便易行且费用较低,但其离散性较大,可靠性要低于钻芯法。
③射钉法是国外开发的一种较新的方法。
它利用千分表测出直径 3.6mm,长30.5mm 的测钉被锤式轴压入混凝土中的深度,根据深度来推定混凝土强度。
用此方法之前需要通过大量的试块破坏试验,来确定测定值与混凝土强度的相关关系式。
随着社会的发展,人们对这一类的检测方法的研究也在不断深入。
现有的微破损检测方法在不断完善和改进,新的检测手段也不断涌现,在此不再一一
介绍。
在我国应用较为广泛的是钻芯法和拔出法,己经制定了相应的技术规程。
这类方法的特点是以局部破坏性试验获得结构混凝土的实际抵抗破坏托恩管理,比较直观可靠,测试结果容易被人们所接受。
其缺点是造成了结构物的局部破坏,
需进行修补,不宜用于大面积的全面检测。
(3)综合法
综合法是指采用两种或两种以上的非破损检测方法,获取多个物理参量,并建立混凝土强度与多项物理参量的综合相关关系,从多个角度综合评定混凝土强度。
因而它比单一物理量的非破损检测方法具有更高的准确性和可靠性。
目前己被采用的综合法有超声-回弹综合法、超声-钻芯综合法、声速衰减综合法等。
3.2混凝土缺陷及其它性能的非破损检测方法
近几年来,与建(构)筑物劣化诊断等有关的混凝土内部裂缝、孔洞等缺陷,钢筋位置、直径及锈蚀状态,饰面剥离,受冻层深度及混凝土耐久性、弹性和非弹性性能等强度以外的非破损检测方法越来越受到重视,其研究和发展也很迅速,检测方法很多,由于本论文重点讨论混凝土的强度检测问题,所以在此只作简要介绍。
混凝土内部缺陷的非破损检测方法主要有超声脉冲法、脉冲回波法、雷达扫描法、红外热谱法、声发射法等。
这类方法的基本原理是依赖于波、射线或热发射等物质在混凝土介质中的变化,来判断混凝土的内部缺陷的位置、大小、损伤程度及损伤历史。
在工程实践中这些方法发展迅速,己普遍应用于工程实测,
我国已编制了相应的技术规程。
混凝土其它性能的非破损检测方法常用的有共振法、敲击法、磁测法、电测法、微波吸收法、中子散射法、中子活化法、渗透法等。
其中共振法和敲击法是通过测定混凝土结构或构件的激振频率和振动衰减系数来推断混凝土的弹性和非弹性性能,评价混凝土耐久性的;磁测法用来检测钢筋位置和保护层厚度;电测法是根据电流通过不同材料是具有不同阻抗特性来检测混凝土中钢筋锈蚀程度及层状结构厚度,也用于混凝土含湿量与透湿性的测量;微波吸收法和中子散射法用来测定混凝土的含水量;中子活化法用来测定混凝土中水泥的含量。
随着混凝土功能的多样化,这类与各种功能的检测要求相适应的检测方法必将随之迅速发展。
4.参考文献
[1]国家建筑工程质量监督检验中心.混凝土无损检测技术.中国建材工业出版社
[2] 吴慧敏. 结构混凝土现场检测新技术. 湖南大学出版社。