15結構混凝土無損檢測

2022-09-22 04:42:01 字數 4654 閱讀 4604

按照相關規範的規定,混凝土結構體強度的符合性,是以現場抽樣試件在標準條件下的試驗結果為評定和驗收依據的。但標準方法有其侷限性,因為試件強度不能反映混凝土澆築後、使用中以及試驗中人為因素的影響。此時,需要用無損檢測的方法對混凝土實體質量進行檢測。

常用的無損檢測方法有鑽芯法、回彈法、超聲-回彈綜合法、拔出法等。

鑽芯法是用金剛石空心薄壁鑽頭,利用取芯機直接在結構混凝土上取出芯樣,然後作抗壓試驗,以芯樣強度來評定結構混凝土強度。

由於芯樣是直接從構件上或結構上鑽取,因此,最直接地反映了混凝土的真實情況,但會對混凝土結構造成一定的損害,且費用較高。

鑽芯法檢測混凝土強度主要用於下列情況:

(1)對試塊抗壓強度的測試結果有懷疑時;

(2)因材料、施工或養護不良而發生混凝土質量問題時;

(3)混凝土遭受凍害、火災、化學侵蝕或其他損害時;

(4)需檢測經多年使用的建築結構或構築物中混凝土強度時。

對混凝土強度等級低於c10的結構,不宜採用鑽芯法檢測。

(1)鑽芯機:應具有足夠的剛度、操作靈活、固定和移動方便,並應有水冷卻系統。鑽芯機主軸的徑向跳動不應超過0.

1mm,鑽取芯樣時宜採用內徑100mm或150mm的金剛石或人造金剛石薄壁鑽頭,鑽頭胎體不得有肉眼可見的裂縫、缺邊、少角、傾斜及喇叭口變形。鑽頭胎體對鋼體的同心度偏差不得大於0.3㎜,鑽頭的徑向跳動不得大於1.

5㎜。(2)鋸切機:應具有冷卻系統和牢固夾緊芯樣的裝置;配套使用的人造金剛石圓鋸片應有足夠的剛度。

(1)鑽取部位

芯樣應在結構或構件的下列部位鑽取:

a、結構或構件受力較小的部位;

b、混凝土強度質量具有代表性的部位;

c、便於鑽芯機安放與操作的部位;

d、避開主筋、預埋件和管線的位置,並盡量避開其他鋼筋;

e、用鑽芯法和非破損法綜合測定強度時,應與非破損法取同一測區。

(2)鑽芯機的安放

鑽芯機就位並安放平穩後,應將鑽機固定,以便工作時不致產生位置偏移。固定的方法應根據鑽芯機構造和施工現場的具體情況,分別採用頂桿支撐、配重、真空吸附或膨脹螺栓等方法。

鑽芯機在未安裝鑽頭前,應先通電檢查主軸旋轉方向。當旋轉方向為順時針時,方可安裝鑽頭。鑽芯機主軸的旋轉軸線,應調整到與被鑽取芯樣的混凝土表面相垂直。

(3)芯樣鑽取

鑽芯要接通水源、電源後,動變速調到所需轉速。正向轉動操作手柄使鑽頭慢慢接觸混凝土表面,待鑽頭刃部入槽穩定後方可加壓。進鑽至頂定深度後,反向轉動操作手柄,將鑽頭提公升至接近混凝土表面,然後停電停水。

鑽芯時用於冷卻鑽頭和排除混凝土料屑的冷卻水流量宜為3/min~5/min,出口水溫不宜超過30℃。結構或構件鑽芯後所留下的孔洞應及時進行修正,以保證其正常工作。

從鑽孔中取出的芯樣在稍微晾乾後,應標上清晰的標記。鑽取的芯樣數量、直徑應符合下列規定:

a、按單個構件檢測時,每個構件的鑽芯數量不應少於3個;對於較小構件,鑽芯數量可取2個;

b、對構件的區域性區域進行檢測時,應由要求檢測的單位提出鑽芯位置及樣數量。

c、鑽取的芯樣直徑一般不宜小於骨料最大粒徑的3倍,在任何情況下不得小於骨料最大粒徑的2倍。

(1)芯樣的加工

採用鋸切機加工芯樣試件時,應將芯樣固定,並使鋸切平面垂直於芯樣軸線。鋸切過程中應冷卻人造金剛石圓鋸片和芯樣。芯樣試件內不應含有鋼筋。

如不能滿足此項要求,每個試件內最多隻允許含有二根直徑小於10mm的鋼筋,且鋼筋應與芯樣軸線基本垂直並不得露出端麵。

芯樣抗壓試件的高度和直徑之比應在1~2的範圍內。鋸切後的樣,當不能滿足平整度及垂直度要求時,宜採用在磨平機上磨平或用以下方法進行端麵加工:

a、硫磺膠泥(或硫磺)補平法

該方法一般適用於自然乾燥狀態下抗壓試驗的芯樣試件補平。補平前先將芯樣端麵汙物清除乾淨,然後將芯樣直地夾持在補平器的夾具中,並提公升到一定高度(圖15.1-1)。

在補平器底盤上塗薄層礦物油或其他脫模劑,以防硫磺膠泥與底盤粘結。將硫磺膠泥置放於容器中加熱溶化。待硫磺膠泥溶液由黃色變成棕色時(約150℃),倒入補平器底盤中。

然後轉動手輪使下移並與底盤接觸。待硫磺膠泥凝固後,反向轉動手輪,把芯樣提起,開啟夾具取出芯樣,然後,按上述步驟補平該芯樣的另一端面。

補平器底盤骨的機械加工表面平整度,要求每長100mm不超過0.05mm,補平厚度不宜大於1.5mm。

b、水泥砂漿(或水泥淨漿)補平法

該方法適用於潮濕狀態下抗壓試驗的芯樣試件補平。補平前先將芯樣端麵汙物清除乾淨,然後將端麵用水濕潤。在平整度為每長100mm不超過0.

05mm的鋼板上塗一薄層礦物油或其他脫模劑。然後,倒上適量水泥砂漿攤成薄層,稍許用力將芯樣壓入水泥砂漿之中,並應保持芯樣與鋼板垂直。待兩小時後,再補另一端面。

仔細清除側面多餘水泥砂漿,在室內靜放一晝夜後送入養護室內養護。待補平材料強度不低於芯樣強度時,方能進行抗壓試驗,見圖15.1-2。

水泥砂漿(或水泥淨漿)補平厚度不宜大於5mm。

圖 15.1-1 硫磺膠泥補平示意圖圖 15.1-2 水泥砂漿(或水泥淨漿)補平示意圖

(2)芯樣的尺寸要求

芯樣尺寸偏差及外觀質量超過下列數值時,不得用作抗壓強度試驗。

a、經端麵補平後的芯樣高度小於0.95d(d為芯樣試件平均直徑),或大於2.05d時;

b、沿樣高度任一直徑與平均直徑相差達2mm以上時;

c、芯樣端麵的不平整度在100mm長度內超過0.01mm時;

d、芯樣端麵與軸線的不垂直度超過2°時;

e、芯樣有裂縫或有其他較大缺陷時。

(1)尺寸測量

芯樣在試驗前應對其幾何尺寸作下列測量:

a、平均直徑:用游標卡尺測量芯樣中部,在相互垂直的兩個位置上,取其二次測量的算術平均值,精確至0.5mm;

b、芯樣高度:用鋼捲尺或鋼板尺進行測量,精確至1mm;

c、垂直度:用游標量角器測量兩個端麵與母線的夾角,精確至0.1°;

d、平整度:用鋼板尺或角尺緊靠在芯樣端面上,一面轉動鋼板尺,一面用塞尺測量與芯樣端麵之間的縫隙。

(2)抗壓強度試驗

a、芯樣試件宜在與被檢測結構或構件混凝土濕度基本一致的條件下進行抗壓試驗。如結構工作條件比較乾燥,芯樣試件應以自然乾燥狀態進行試驗;如結構工作條件比較潮濕,芯樣試件應以潮濕狀態進行試驗。

b、按自然乾燥狀態進行試驗時,試件在受壓前應在室內自然乾燥3天,按潮濕狀態進行試驗時,芯樣試件應在20℃±5℃的清水中浸泡40 h~48h,從水中取出後應立即進行抗壓試驗。

(3)芯樣混凝土強度的計算

a、芯樣試件的混凝土強度換算值的含義

係指用鑽芯法測得的芯樣強度,換算成相應於測試齡期的、邊長為150mm的立方體試塊的抗壓強度值。

b、芯樣試件的混凝土強度換算值按下列公式計算

15.1)

式中: —芯樣試件混凝土強度換算值(mpa),精確至0.1mpa;

f—芯樣試件抗壓試驗測得的最大壓力(n);

d—芯樣試件的平均直徑(mm);

a—不同高徑比的芯樣試件的混凝土強度換算係數,應按下表15.1選用。

表15.1 芯樣試件混凝土強度換算係數

c、高度和直徑均為100mm或150mm芯樣試件的混凝土強度測試值,可直接作為混凝土的強度換算值。

d、單個構件或單個構件的區域性區域,可取芯樣試件混凝土強度換算值中的最小值作為其代表值。

回彈法的基本原理是利用混凝土強度與表面硬度之間的關係,通過一定動能的鋼桿件彈擊混凝土表面,並測得桿件回彈的距離(回彈值),利用回彈值與強度之間的相關關係來推定混凝土強度。

通常採用試驗的方法得到回彈值與強度之間的相關關係,即建立混凝土強度與回彈值r之間的一元回歸公式,或混凝土強度與回彈值r及主要影響因素(如碳化深度)之間的二元回歸公式。回歸的公式可採用各種不同的函式方程形式,根據大量試驗資料進行回歸擬合,擇其相關係數較大者作為實用經驗公式。目常常用的形式主要有以下幾種:

直線方程

冪函式方程

拋物線方程

二元方程

各式中: ---混凝土測區的推算強度;

r---測區平均回彈值;

---測區平均碳化深度值;

a、b、c---常數項,視原材料條件等因素不同而不同。

回彈法適用於工程結構普通混凝土抗壓強度(以下簡稱混凝土強度)的檢測,檢測結果可作為處理混凝土質量問題的依據之一。回彈法不適用於表層與內部質量有明顯差異或內部存在缺陷的混凝土結構或構件的檢測。

回彈儀應符合下列要求:

(1)水平彈擊時,彈擊脫鉤的瞬間,回彈儀的標準能量應為2.207j;

(2)彈擊錘與彈擊杆碰撞的瞬間,彈擊拉簧應處於自由狀態,此時彈擊起跳點應相應於指標指示刻度尺上「0」處;

(3)在洛氏硬度hrc為60±2的鋼砧上,回彈儀的率定值應為80±2。

(4)回彈儀使用時的環境溫度應為-4℃~40℃。其檢定與保養應符合jgj/t23《回彈法檢測混凝土抗壓強度技術規程》。

儀器應經計量檢定合格,使用前應在鋼砧上進行率定。鋼砧率定的作用主要為:

a、當儀器為標準狀態時,檢驗儀器的衝擊能量是否等於或接近於2.207j,此時在鋼砧上的率定值應為80±2,此值作為校驗儀器的標準之一;

b、能較靈活地反映出彈擊杆、中心導桿和彈擊錘的加工精度以及工作時三者是否在同一軸線上。若不符合要求,則率定值低於78,會影響測試值;

d、轉動呈標準狀態回彈儀的彈擊杆在中心導桿內的位置,可檢驗儀器本身測試的穩定性。當各個方向在鋼砧上率定值均為80±2時,即表示該台儀器的測試效能是穩定的;

e、在儀器其他條件符合要求的情況下,用來校驗儀器經使用後內部零部件有無損壞或出現某些障礙,出現上述情況時率定值偏低且穩定性差。

由此看出,只有在儀器三個裝配尺寸和主要零件質量校驗合格的前提下,鋼砧率定值才能作為校驗儀器是否合格的一項標準。

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