專(zhuān)利名稱(chēng)：超聲回彈綜合檢測(cè)山砂混凝土抗壓強(qiáng)度方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種檢測(cè)方法，特別是一種現(xiàn)場(chǎng)混凝土抗壓強(qiáng)度的非破損檢測(cè)方法。
背景技術(shù)：
通?；炷量箟簭?qiáng)度的檢測(cè)，是采用預(yù)先成型混凝土立方體試件(如10×10×10cm、15×15×15cm、20×20×20cm)于壓力試驗(yàn)機(jī)上，進(jìn)行壓力試驗(yàn)來(lái)獲取混凝土的抗壓強(qiáng)度值的方法。
混凝土抗壓強(qiáng)度現(xiàn)場(chǎng)非破損檢測(cè)方法是一項(xiàng)正在發(fā)展和完善中的新興技術(shù)，尚處于探索階段。例如對(duì)于用在建設(shè)工程的混凝土結(jié)構(gòu)或構(gòu)件中，容重在2200～2800kg/m3之間，強(qiáng)度在10MPa～90MPa之間，采用顆粒直徑0.08～8.0mm山砂配制的山砂混凝土。由于檢測(cè)方法和技術(shù)要求的不確定，得到的結(jié)論差異很大，難以準(zhǔn)確地反映混凝土的抗壓強(qiáng)度，常常引發(fā)爭(zhēng)議。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，提供一種超聲回彈綜合檢測(cè)山砂混凝土抗壓強(qiáng)度方法。對(duì)于用在建設(shè)工程的混凝土結(jié)構(gòu)或構(gòu)件中，容重在2200～2800k/m3之間，抗壓強(qiáng)度在10MPa～90MPa，顆粒直徑0.08～8.0mm山砂配制的山砂混凝土，采用本發(fā)明可準(zhǔn)確地反映混凝土的抗壓強(qiáng)度指標(biāo)。
本發(fā)明的技術(shù)方案。超聲回彈綜合檢測(cè)山砂混凝土抗壓強(qiáng)度方法，其特征在于按下述步驟進(jìn)行；a、檢測(cè)對(duì)象的確定用于建設(shè)工程的混凝土結(jié)構(gòu)或構(gòu)件中，其容重在2200～2800kg/m3之間，強(qiáng)度在10MPa～90MPa，采用顆粒直徑在0.08～8.0mm山砂配制的混凝土；b、檢測(cè)工具的確定10～50強(qiáng)度段采用沖擊能量為2.2焦耳的中型回彈儀，50～90強(qiáng)度段采用沖擊能量為5.5焦耳的高強(qiáng)回彈儀；0～8mm混凝土碳化深度測(cè)定儀；配有頻率在50～100kHz換能器的帶波形顯示器的非金屬超聲波檢測(cè)儀；c、檢測(cè)方法對(duì)于單個(gè)結(jié)構(gòu)或構(gòu)件，取不少于10個(gè)測(cè)區(qū)，每一測(cè)區(qū)內(nèi)先測(cè)讀16個(gè)回彈讀數(shù)；后測(cè)讀3個(gè)超聲波傳播聲時(shí)讀數(shù)；在回彈和超聲測(cè)定完畢的結(jié)構(gòu)或構(gòu)件上，再選取不少于30％的測(cè)區(qū)進(jìn)行混凝土碳化深度的測(cè)定；d、測(cè)定值處理超聲波聲速在混凝土中傳播速度為聲時(shí)讀數(shù)與距離讀數(shù)的比值，3點(diǎn)的算術(shù)平均為該測(cè)區(qū)的聲速值(v)；從測(cè)區(qū)16個(gè)回彈讀數(shù)中剔除3個(gè)最大數(shù)和3個(gè)最小數(shù)，余下10個(gè)回彈讀數(shù)的算術(shù)平均值為該測(cè)區(qū)的回彈值(R)；取多次測(cè)定的算術(shù)平均為被測(cè)構(gòu)件的碳化深度值(d)；e、當(dāng)被測(cè)混凝土強(qiáng)度等級(jí)在10MPa～50MPa時(shí)，山砂混凝土的實(shí)際強(qiáng)度由下式得出，強(qiáng)度(普通段)＝0.004199×v2.2225×R(中型)1.5531×d-0.141當(dāng)被測(cè)混凝土強(qiáng)度等級(jí)在50bfPa～90MPa時(shí)，山砂混凝土的實(shí)際強(qiáng)度由下式得出，強(qiáng)度(高強(qiáng)段)＝0.0672×v0.098×R(高強(qiáng))1.857上述的超聲回彈綜合檢測(cè)山砂混凝土抗壓強(qiáng)度方法，步驟c中的測(cè)區(qū)應(yīng)滿(mǎn)足，面積不小于0.02m2，相鄰兩測(cè)區(qū)的間距不超過(guò)3m；測(cè)讀的16個(gè)回彈讀數(shù)應(yīng)滿(mǎn)足，各測(cè)點(diǎn)均勻分布在測(cè)區(qū)內(nèi)，相鄰兩測(cè)點(diǎn)的凈距不小于30mm；測(cè)讀的3個(gè)聲時(shí)讀數(shù)時(shí)，測(cè)點(diǎn)在測(cè)區(qū)內(nèi)應(yīng)呈“ ”狀均勻分布在測(cè)區(qū)內(nèi)。
前述的超聲回彈綜合檢測(cè)山砂混凝土抗壓強(qiáng)度方法，步驟c中有按批量檢測(cè)要求時(shí)，應(yīng)取件數(shù)不小于結(jié)構(gòu)或構(gòu)件總數(shù)的30％且所取結(jié)構(gòu)或構(gòu)件數(shù)不得少于10件進(jìn)行檢測(cè)。
前述的超聲回彈綜合檢測(cè)山砂混凝土抗壓強(qiáng)度方法，步驟b中的中型回彈儀，是指彈擊錘沖擊長(zhǎng)度為75mm、彈擊桿前端球面半徑為25mm、洛氏硬度為HRC 60±2的鋼砧上其率定值為80±2的中型回彈儀；高強(qiáng)回彈儀，是指彈擊錘沖擊長(zhǎng)度為100mm、彈擊桿前端球面半徑為18.0mm、洛氏硬度為HRC 60±2的鋼砧上其率定值為83±2的高強(qiáng)回彈儀。前述的超聲回彈綜合檢測(cè)山砂混凝土抗壓強(qiáng)度方法，步驟c中超聲波聲時(shí)測(cè)定時(shí)，發(fā)射和接收換能器分別位于各自測(cè)區(qū)相應(yīng)測(cè)點(diǎn)上，并用偶合劑(如機(jī)械黃油)進(jìn)行良好偶合，以保證首波波幅大于80％以上，同時(shí)用鋼卷尺等測(cè)定傳播距離讀數(shù)。
與現(xiàn)有技術(shù)比較，本發(fā)明是經(jīng)反復(fù)實(shí)踐、總結(jié)、歸納和篩選獲得的一種面向特定對(duì)象的檢測(cè)方法。對(duì)于容重在2200～2800kg/m3之間，強(qiáng)度在10MPa～90MPa，采用顆粒直徑在0.08～8.0mm的山砂配制的山砂混凝土結(jié)構(gòu)或構(gòu)件，采用本發(fā)明可準(zhǔn)確地反映混凝土的抗壓強(qiáng)度指標(biāo)這一力學(xué)性能。本發(fā)明可在現(xiàn)場(chǎng)直接對(duì)構(gòu)件進(jìn)行檢測(cè)，且采用的是非破損方法，經(jīng)檢測(cè)后的構(gòu)件可繼續(xù)使用。本發(fā)明可應(yīng)用于在建建設(shè)工程中的質(zhì)量控制和質(zhì)量驗(yàn)收、已有建筑和災(zāi)后建筑的評(píng)估以及司法鑒定中。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1。超聲回彈綜合檢測(cè)山砂混凝土抗壓強(qiáng)度方法，按下述步驟進(jìn)行a、檢測(cè)對(duì)象的容重為2450kg/m3左右，強(qiáng)度等級(jí)為C10～C90(10～90MPa)，采用顆粒直徑在5mm及5mm以下的山砂配制的混凝土，澆注成型的梁，其齡期60天。
b、檢測(cè)工具C10～C50強(qiáng)度段采用沖擊能量為2.2焦耳，彈擊錘沖擊長(zhǎng)度為75mm、彈擊桿前端球面半徑為25mm、洛氏硬度為HRC 60±2的鋼砧上其率定值為80±2的中型回彈儀；C50～C90強(qiáng)度段采用沖擊能量為5.5焦耳，彈擊錘沖擊長(zhǎng)度為100mm、彈擊桿前端球面半徑為18.0mm、洛氏硬度為HRC 60±2的鋼砧上其率定值為83±2的高強(qiáng)回彈儀。0～8mm混凝土碳化深度測(cè)定儀。配有頻率在50～100kHz的換能器和帶波形顯示器的非金屬超聲波檢測(cè)儀，如NM3系列、NM4系列和CTS25等。回彈儀、碳化深度測(cè)定儀和非金屬超聲波檢測(cè)儀均有市售產(chǎn)品。
c、抽取任意1根混凝土梁進(jìn)行檢測(cè)。在該混凝土梁上布置10個(gè)測(cè)區(qū)，測(cè)區(qū)面積為0.15×0.15m，相鄰兩測(cè)區(qū)的間距取0.3m；在每個(gè)測(cè)區(qū)內(nèi)測(cè)讀16個(gè)回彈讀數(shù)，測(cè)點(diǎn)在測(cè)區(qū)內(nèi)均勻分布，相鄰兩測(cè)點(diǎn)的凈距不小于30mm取測(cè)點(diǎn)。在每個(gè)測(cè)區(qū)內(nèi)測(cè)讀3個(gè)超聲波傳播聲時(shí)讀數(shù)，測(cè)點(diǎn)在測(cè)區(qū)內(nèi)呈 狀均勻分布。超聲波聲時(shí)測(cè)定時(shí)，發(fā)射和接收換能器分別位于各自測(cè)區(qū)相應(yīng)測(cè)點(diǎn)上，并用偶合劑(如機(jī)械黃油)進(jìn)行良好偶合，以保證首波波幅大于80％以上，同時(shí)用鋼卷尺等測(cè)定傳播距離讀數(shù)。再?gòu)?0個(gè)測(cè)區(qū)中抽取4個(gè)測(cè)區(qū)按常規(guī)方法進(jìn)行混凝土碳化深度的測(cè)定。
有批量檢測(cè)要求時(shí)，抽取總根數(shù)30％的混凝土梁進(jìn)行逐根檢測(cè)。如按總根數(shù)30％抽取的數(shù)量不足10根，應(yīng)取不少于10根進(jìn)行檢測(cè)。對(duì)于混凝土強(qiáng)度等級(jí)相同，混凝土原材料、配合比、成型工藝、養(yǎng)護(hù)條件及齡期基本相同的構(gòu)件可作為同一批量。
d、測(cè)定值處理超聲波聲速在混凝土中傳播速度為聲時(shí)讀數(shù)與距離讀數(shù)的比值，3點(diǎn)的算術(shù)平均為該測(cè)區(qū)的聲速值(v)；從測(cè)區(qū)16個(gè)回彈讀數(shù)中剔除3個(gè)最大數(shù)和3個(gè)最小數(shù)，余下10個(gè)回彈讀數(shù)的算術(shù)平均值為該測(cè)區(qū)的回彈值(R)；取多次測(cè)定的算術(shù)平均值為被測(cè)構(gòu)件的碳化深度值(d)。
e、對(duì)強(qiáng)度等級(jí)在10MPa～50MPa的構(gòu)件進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，如，檢測(cè)得到的聲波傳播聲速值(v)為4.56(km/s)，回彈值(R)為41.5，混凝土碳化深度值(d)小于1.00mm，根據(jù)強(qiáng)度(普通段)＝0.004199×v2.2225×R(中型)1.5531×d-0.141的經(jīng)驗(yàn)公式進(jìn)行換算，獲得測(cè)區(qū)強(qiáng)度換算值為39.9MPa。又如，檢測(cè)得到的聲波傳播聲速值(v)為4.56(km/s)，回彈值(R)41.5，混凝土碳化深度值(d)為2.00mm，獲得測(cè)區(qū)強(qiáng)度換算值為36.2MPa。
對(duì)強(qiáng)度等級(jí)在50MPa～90MPa的構(gòu)件進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，如，檢測(cè)得到的聲波傳播聲速值(v)為4.56(km/s)，回彈值(R)為41.5，根據(jù)強(qiáng)度(高強(qiáng)段)1＝0.0672×v0.098×R(高強(qiáng))1.857的經(jīng)驗(yàn)公式進(jìn)行換算，獲得測(cè)區(qū)強(qiáng)度換算值為78.8MPa。
根據(jù)上述方法獲得的被測(cè)梁的混凝土強(qiáng)度值，經(jīng)立方體和鉆取芯樣兩種破損試驗(yàn)驗(yàn)證，與被測(cè)對(duì)象的實(shí)際品質(zhì)吻合。
參照舉例的方法，可對(duì)抗壓強(qiáng)度在10MPa～90MPa的其它混凝土結(jié)構(gòu)或構(gòu)件(如梁、板、柱和墻等)進(jìn)行檢測(cè)。
以?xún)绾瘮?shù)方程(強(qiáng)度＝A·VB·RC或強(qiáng)度＝A·VB·RC·dD)來(lái)反應(yīng)混凝土強(qiáng)度值，是經(jīng)反復(fù)實(shí)驗(yàn)，并對(duì)采集的數(shù)據(jù)總結(jié)、歸納、篩選、比對(duì)獲得的結(jié)果。其中的參數(shù)，如10～50MPa(普通段)的A為0.004199，B為2.2225，C為1.5531，D為-0.141；50～90MPa(高強(qiáng)段)的A為0.0672，B為0.098，C為1.857；以及高強(qiáng)度等的山砂混凝土有不容易被碳化的特點(diǎn)，故回歸方程中無(wú)混凝土碳化的因素，在實(shí)際檢測(cè)時(shí)高強(qiáng)度段可不考慮混凝土碳化深度值(d)。都是反復(fù)實(shí)驗(yàn)、回歸、分析、比較的結(jié)果。
權(quán)利要求
1.超聲回彈綜合檢測(cè)山砂混凝土抗壓強(qiáng)度方法，其特征在于按下述步驟進(jìn)行；a、檢測(cè)對(duì)象的確定用于建設(shè)工程的混凝土結(jié)構(gòu)或構(gòu)件中，其容重在2200～2800kg/m3之間，強(qiáng)度在10～90MPa，采用顆粒直徑在0.08～8.0mm山砂配制的混凝土；b、檢測(cè)工具的確定對(duì)10～50MPa的山砂混凝土，采用沖擊能量為2.2焦耳的中型回彈儀；對(duì)50～90MPa的山砂混凝土，采用沖擊能量為5.5焦耳的高強(qiáng)回彈儀；0～8mm混凝土碳化深度測(cè)定儀；配有頻率在50～100kHz換能器的帶波形顯示器的非金屬超聲波檢測(cè)儀；c、檢測(cè)方法對(duì)于單個(gè)結(jié)構(gòu)或構(gòu)件，取不少于10個(gè)測(cè)區(qū)，每一測(cè)區(qū)內(nèi)先測(cè)讀16個(gè)回彈讀數(shù)，后測(cè)讀3個(gè)超聲波傳播聲時(shí)讀數(shù)，在回彈和超聲測(cè)定完畢的結(jié)構(gòu)或構(gòu)件上，再選取不少于30％的測(cè)區(qū)進(jìn)行混凝土碳化深度的測(cè)定；d、測(cè)定值處理超聲波聲速在混凝土中傳播速度為聲時(shí)讀數(shù)與距離讀數(shù)的比值，3點(diǎn)的算術(shù)平均為該測(cè)區(qū)的聲速值v；從測(cè)區(qū)16個(gè)回彈讀數(shù)中剔除3個(gè)最大數(shù)和3個(gè)最小數(shù)，余下10個(gè)回彈讀數(shù)的算術(shù)平均值為該測(cè)區(qū)的回彈值R；取多次測(cè)定的算術(shù)平均為被測(cè)構(gòu)件的碳化深度值d；e、當(dāng)被測(cè)混凝土強(qiáng)度等級(jí)在10～50MPa時(shí)，山砂混凝土的實(shí)際強(qiáng)度由下式得出，強(qiáng)度(普通段)＝0.004199×v2.2225×R(中型)1.5531×d-0.141當(dāng)被測(cè)混凝土強(qiáng)度等級(jí)在50～90MPa時(shí)，山砂混凝土的實(shí)際強(qiáng)度由下式得出，強(qiáng)度(高強(qiáng)段)＝0.0672×v0.098×R(高強(qiáng))1.857
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超聲回彈綜合檢測(cè)山砂混凝土抗壓強(qiáng)度方法，其特征在于步驟c中的測(cè)區(qū)應(yīng)滿(mǎn)足，面積不小于0.02m2，相鄰兩測(cè)區(qū)的間距不超過(guò)3m；測(cè)讀的16個(gè)回彈讀數(shù)應(yīng)滿(mǎn)足，各測(cè)點(diǎn)均勻分布在測(cè)區(qū)內(nèi)，相鄰兩測(cè)點(diǎn)的凈距不小于30mm；測(cè)讀的3個(gè)聲時(shí)讀數(shù)時(shí)，測(cè)點(diǎn)在測(cè)區(qū)內(nèi)應(yīng)呈 狀均勻分布在測(cè)區(qū)內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的超聲回彈綜合檢測(cè)山砂混凝土抗壓強(qiáng)度方法，其特征在于步驟c中有按批量檢測(cè)要求時(shí)，應(yīng)取件數(shù)不小于結(jié)構(gòu)或構(gòu)件總數(shù)的30％且所取結(jié)構(gòu)或構(gòu)件數(shù)不得少于10件進(jìn)行檢測(cè)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的超聲回彈綜合檢測(cè)山砂混凝土抗壓強(qiáng)度方法，其特征在于步驟b中的中型回彈儀，是指彈擊錘沖擊長(zhǎng)度為75mm、彈擊桿前端球面半徑為25mm、洛氏硬度為HRC 60±2的鋼砧上其率定值為80±2的中型回彈儀；高強(qiáng)回彈儀，是指彈擊錘沖擊長(zhǎng)度為100mm、彈擊桿前端球面半徑為18.0mm、洛氏硬度為HRC 60±2的鋼砧上其率定值為83±2的高強(qiáng)回彈儀。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的超聲回彈綜合檢測(cè)山砂混凝土抗壓強(qiáng)度方法，其特征在于步驟c中超聲波聲時(shí)測(cè)定時(shí)，發(fā)射和接收換能器分別位于各自測(cè)區(qū)相應(yīng)測(cè)點(diǎn)上，并用偶合劑進(jìn)行良好偶合，以保證首波波幅大于80％以上，同時(shí)用鋼卷尺等測(cè)定傳播距離讀數(shù)。
全文摘要
一種超聲回彈綜合檢測(cè)山砂混凝土抗壓強(qiáng)度方法。它是對(duì)容重在2200～2800kg/m
文檔編號(hào)G01N33/38GK1712961SQ20051000312
公開(kāi)日2005年12月28日 申請(qǐng)日期2005年6月29日 優(yōu)先權(quán)日2005年6月29日
發(fā)明者張曉 , 謝小玲, 鄭勇華, 黎剛, 莫志剛 申請(qǐng)人:貴州中建建筑科研設(shè)計(jì)院