第九章砼非破坏试验.doc

第九章 砼非破坏试验砼质量检测传统的方法主要是以按标准条件制作和养护的试块，利用28天的破坏试验来确定。客观上试块的强度与砼构件实体的强度有一定的差异。新的国家钢筋砼验收标准中规定，钢筋砼的结构验收，应对砼构件实体进行强度试验，方法采用非破坏试验。在什么条件下进行砼非破坏试验： 新标准的砼结构实体检验。 砼试块不具代表性或试块强度达不到要求。 在施工过程中，发现某一施工环节存在问题，对砼结构产生怀疑。 砼构件受到环境侵蚀。 砼构件使用年限太久。砼非破坏检验的发展，从上世纪30年代开始：压痕35年共振48年回弹49年起声脉冲1、 砼强度无损检验的基本定义（P6），在破坏结构或构件的情况下，取得破坏应力值的检测方法。2、 砼缺陷无损检验的基本定义（P7）。§9-1 砼非破坏检验的分类及特点：基本原理： 非破坏回弹、超声、射线法 半破损抽芯、拔出法、射入法 综合法上述两种综合检测目的： 检测强度 检测内部缺陷 损伤程度 检测其他性能局部强度与整体密实度与强度应力应变§9-2 砼非破坏检测的基本依据通过不破坏砼构件内部结构的某些物理量的测定，推断出砼的强度，内部缺陷的方法。归纳法：大量试验建立关系式或关系曲线，从而获得物理量之间的关系。演绎法：通过物理量理论关系，进行推演，再由试验验证。一、理论强度与断裂强度格雷菲斯断裂理论：表面能 ：塑性变形吸收的能量二、砼强度与孔隙率的关系：孔隙率、孔隙尺寸、孔隙分布三、砼应力应变关系 （P17）§9-3 回弹法检测砼强度自从1948年瑞士人施米特发明回弹仪以后，回弹法以其方法简便，在砼非破损强度检测中得到较快的发展。目前已成为我国最广泛的无损检测方法。（包括ISO标准）一、 回弹法的基本原理利用砼的表面硬度（弹模）与强度的关系弹簧拉到顶的势能剩余势能消耗势能 =令回弹值客观反映冲击过程的能量损失 冲击产生塑性变形吸收的能量； 冲击后产生振动所消耗的能量； 回弹仪各机构之间摩擦所消耗的能量。二、 影响R-N关系的因素1、 回弹角度 原材料 成型方法2、 不同浇注面3、 不同模板材料4、 养护条件5、 表面湿度6、 龄期和碳化深度三、 回弹法测出的基准曲线就是寻找回弹值与砼强度之间的相关性1、 基准测强曲线的类型专用测强曲线（P63）；地区测强曲线；通用测强曲线2、 通用测强曲线的使用条件（P224）3、 基准曲线的制定方法（P225）4、 结构砼现场测试§9-4 超声脉冲法测砼强度一、 基本原理利用超声波在砼中传播参数之间的相关关系为基础（P227）。二、 声学基础1、 波与声波波动可分成两大类机械波：机械振动在弹性介质中引起的波动（水波、声波、超声波）电磁波：电磁振动产生的变化电场（无线电波、红外线） 机械波：声波 超声波 次声波 0 2、 声波在固体介质中的传播声波在固体介质中的传播有三种方式： 透射：传播速度与声源特性有关外，还与材料的强度、弹性模量、泊松比有关（反映介质的声学特性） 反射：表面特性有关 吸收 声波在固体材料中的衰减 吸收衰减P117 散射衰减 扩散衰减三、 砼声学参数砼超声检测目前采用所谓“穿透法”，即用一发射换能器重复发射超声脉冲波，让超声波在所检测的砼中传播，然后有接受换能器接受。当超声波经砼中传播后，它将携带有关砼材料性能、内部结构及组成的信息。也就是测定这些声学参数的变化，推断砼的性能、内部结构及其组成情况。 主要声学参数：声速；振幅；频率；衰减系数1、 声速（P151）2、 振幅3、 频率4、 波形四、 声速测量技术 1、 探头频率的选择超声波在砼传播过程中，高频部分首先衰减，传播距离愈长，衰减愈明显，因此，随着距离愈长，选择探头的频率愈小。（见表9-4）频散现象：P228 在50-100（常用频率），频散现象不明显2、 探头的布置方式直穿法：斜穿法：（P228图）平侧法：有一部分底面反射信号，且较好的反映了表面的性质；波形因反射会有畸变。3、 测区、测点的选择与测面处理 非成型面如采用成型面则应，成型面测速较非成型面小（由于离析原因） K=1.034 测区每个构件应不少于10个测区，构件长不足两米，可以减少，但不少于3个；测区尺寸200×200，测区应尽量避开有钢筋的部位；相邻测区间距不大于2。边界影响距边缘80-120。偶合剂的影响。五、 测距的影响和声程的计算1、 测距的影响 见表9-52、 声程的计算 平测法需修正 ：由对比试验确定六、 声时的测读声脉冲在材料中传播一定声程所需的时间声时的零读数：仪器上显示的时间是有发射到接受这两个电信号之间的时间，并非超声波通过试件的真正时间。仪器确定，偶合剂确定后也就确定：存在电延迟时间（P156）；电声转换时间；声延迟时间。 零读数：用一个均质体，进行测读（P232） 七、 声程和声时测读的精度要求声速值可用于推算砼强度，一般采用A、 B为回归系数 最大相对误差一般B在4-6之间，取平均值5；一般要求，声速测量强度推算值的最大相对误差10，则 八、 试件温度和湿度的影响在20-40影响不大。50时，随温度升高，声速有一定降低。湿度对声速有明显影响，随湿度增加，声速增加。九、 钢筋的影响1、 钢筋垂直于传播方向钢筋中的声速大于砼中的声速。2、 钢筋平行于传播方向十、 原材料的影响1、 骨料（P185、P237）2、 粗骨料最大粒径的影响，随粒径增大而增大3、 砂率降低，速度提高超声法测强的主要影响因素1、 横向尺寸的影响当大于d时，对速度无影响d时，速度降低2.5%-2.3%d时，速度降低6%-7%d超声法在杆件中传播2、 温度和湿度的影响：见表P178表4-2（温度影响），在5-30影响不大，超过30随温度的增加，速度减小。 湿度：水中为1.45Km/s;空气中0.34Km/s随湿度增加速度增加。3、 钢筋的影响钢筋垂直于传播方向 钢筋平行为传播方向4、 原材料的影响粗骨料：卵石大于碎石含量增加，增加最大粒径增加，增加，含砂率下降，下降；水灰比及水泥用量的影响：水灰比降低，增加，强度增加；相同声速水泥用量多，强度高。5、 龄期及养护方法的影响，相同声速，龄期增加，强度增加，标准养护大于自然养护。6、 砼内部缺陷的影响。第 11 页 共 11 页