CECS 02-2020超声回弹综合法检测混凝土抗压强度技术规程.pdf
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超声回弹法检测混凝土强度,可靠性高。由中国建筑科学院主编。适应性广,可用于龄期7-1000天混凝土,掺加外加剂的混凝土,
不超声对测或角测时,回弹测试应在构件测区内超声波的发射面和接收面各测读 5 个回弹值。超声平测时,回弹测试应在超声的发射测点和接收测点之间测读 10 个回弹值。每一测点的回弹值,测读精确度至 1,且同一测点只允许弹击一次适用于普通混凝土抗压强度的检测,不适用于因冻害、化学侵蚀、火灾、高温等已造成表面疏松、剥落的混凝土抗压强度的检测。本规程规定的混凝土抗压强度推定方法适用于符合下列条件的普通混凝土:1 混凝土采用的水泥、砂石、外加剂、掺合料、拌合用水符合国家现行有关标准的规定;2 自然养护或蒸汽养护后经自然养护 7d 以上,且混凝土表层为干燥状态;3 龄期 7d~2000d;4 混凝土抗压强度 10MPa~70MPa。6.1.2 混凝土抗压强度换算值可采用专用测强曲线、地区测强曲线或全国测强曲检定或校准后方可使用: 1新回弹仪启用前; 2超过检定或校准有效期; 3经常规保养后,钢砧上的率定值不合格; 4回弹仪遭受严重撞击或其他损害; 5数字式回弹仪数字显示的回弹值与指针直读示值相差大于1。 3.2.2有下列情况之一时,回弹仪应在钢砧上进行率定试验: 1回弹仪当天使用前后; 2测试过程中对回弹仪性能有怀疑时
3.2.3回弹仪的率定试验应符合下列规定
2钢砧表面应干燥、清洁,并稳固地平放在刚度大的物体上; 3率定试验应分四个方向进行,弹击杆每次旋转90°,每个方向连续弹击三次 稳定回弹值的平均值应为80±2。 3.2.4当回弹仪率定值超出80±2的范围时,应按本规程第3.3节的要求,对回 弹仪进行常规维护保养后再进行率定。 3.2.5回弹仪率定试验所采用的钢砧应符合现行国家标准《回弹仪》GB/T9138 的规定。
3.3.1回弹仪有下列情况之一时,应进行常规保养: 1弹击超过2000次; 2 对检测值有怀疑时; 3钢砧上的率定值不满足要求。 3.3.2回弹仪的常规保养应符合下列规定: 1 指针的摩擦力应为0.5N~0.8N 2保养时,不得旋转尾盖上已定位紧固的调零螺丝,不得自制或更换零部件; 3对于数字式回弹仪,还应按产品要求的维护程序进行维护; 4保养后应按本规程第3.2.3条的规定进行率定试验。 3.3.3回弹仪使用完毕后,应使弹击杆伸出机壳,清除弹击杆、杆前端球面、刻 度尺表面和外壳上的污垢、尘土。回弹仪不使用时,应将弹击杆压入仪器内,经 弹击后用按钮锁住机芯,将回弹仪装入仪器箱别墅图纸,平放在干燥阴凉处,
3.3.1回弹仪有下列情况之一时,应进行常规保养: 1弹击超过2000次; 2 对检测值有怀疑时; 3钢砧上的率定值不满足要求。 3.3.2回弹仪的常规保养应符合下列规定: 1 指针的摩擦力应为0.5N~0.8N 2保养时,不得旋转尾盖上已定位紧固的调零螺丝,不得自制或更换零部件; 3对于数字式回弹仪,还应按产品要求的维护程序进行维护; 4保养后应按本规程第3.2.3条的规定进行率定试验。 3.3.3回弹仪使用完毕后,应使弹击杆伸出机壳,清除弹击杆、杆前端球面、刻 度尺表面和外壳上的污垢、尘土。回弹仪不使用时,应将弹击杆压入仪器内,经 弹击后用按钮锁住机芯,将回弹仪装入仪器箱,平放在干燥阴凉处
4.1.1混凝土超声波检测仪应符合现行行业标准《混凝土超声波检测仪》JG/ 5004的规定。 4.1.2混凝土超声波检测仪应具有产品合格证、检定或校准证书,并应在混 疑土超声波检测仪的明显位置上有以下标识:名称、型号、制造商、出厂编 号、出厂日期等。 4.1.3混凝土超声波检测仪宜为数字式,且应满足下列要求: 1可对接收的超声波波形进行数字化采集和存储; 2应具有波形显示清晰、稳定的示波装置; 3应具备手动游标测读和自动测读两种声参量测读功能,且自动测读时 可以标记出声时、幅度的测读位置; 4应具备对各测点的波形和测读的声参量进行存储功能。 4.1.4所采用的数字式混凝土超声波检测仪应满足下列性能指标要求: 1声时测量范围为0.1us~999.9us,声时分辨力为0.1Ls,实测空气声速白 相对测量误差为土0.5%;在1h内每5min测读一次的声时最大允许误差为±0 S; 2幅度测量范围不小于80dB;幅度分辨力为1dB; 3仪器的信号接收系统的频带宽度为10kHz~250kHz; 4信噪比3:1时,接收灵敏度不大于50uV。 4.1.5混凝土超声波检测仪应能在下列条件下正常工作: 1环境温度0~40℃C; 2空气相对湿度不大于80%; 3电源电压波动范围为标称值±10% 4连续工作时间不少于4h。
4.1.1混凝土超声波检测仪应符合现行行业标准《混凝土超声波检测仪》JG/T 5004的规定。 4.1.2混凝土超声波检测仪应具有产品合格证、检定或校准证书,并应在混 凝土超声波检测仪的明显位置上有以下标识:名称、型号、制造商、出厂编 号、出厂日期等。
4.1.3混凝土超声波检测仪宜为数字式,且应满足下列要求:
4.2.1换能器的标称频率宜在50kHz~100kHz范围内。
4.2.1换能器的标称频率宜在50kHz~100kHz范围内。 4.2.2换能器的实测主频与标称频率相差的允许误差为土10%。
4.3检定、校准和保养
4.3.1有下列情况之一时,混凝土超声波检测仪应进行检定或校准: 1新混凝土超声波检测仪启用前; 2超过检定或校准有效期; 3仪器修理或更换零件后; 4测试过程中对声时值有怀疑时; 5仪器遭受严重撞击或其他损害。 4.3.2混凝土超声波检测仪可按本规程附录A的规定进行自校准。 4.3.3混凝土超声波检测仪的保养应符合下列规定: 1如仪器在较长时间内停用,每月应通电一次,每次不宜少于1h; 2仪器检测完毕,应及时擦干上面的灰尘,放入机箱内,并存放在通风、 阴凉、干燥处,无论存放或工作,均应防尘; 3在搬运过程中应防止碰撞和剧烈振动; 4换能器应避免摔损和撞击,工作完毕应擦拭干净单独存放。换能器的帮 合面应避免磨损,严禁随意拆装
4.3.1有下列情况之一时,混凝土超声波检测仪应进行检定或校准: 1新混凝土超声波检测仪启用前: 2超过检定或校准有效期; 3仪器修理或更换零件后; 4测试过程中对声时值有怀疑时; 5仪器遭受严重撞击或其他损害。 4.3.2混凝土超声波检测仪可按本规程附录A的规定进行自校准。 4.3.3混凝土超声波检测仪的保养应符合下列规定: 1如仪器在较长时间内停用,每月应通电一次,每次不宜少于1h; 2仪器检测完毕,应及时擦干上面的灰尘,放入机箱内,并存放在通风、 阴凉、干燥处,无论存放或工作,均应防尘; 3在搬运过程中应防止碰撞和剧烈振动; 4换能器应避免摔损和撞击,工作完毕应擦拭干净单独存放。换能器的 合面应避免磨损,严禁随意拆装
回弹值和声速值的测量及计算
5.1.1检测前宜收集下列资料: 1工程名称及建设、勘察、设计、施工、监理、委托单位名称; 2结构或构件名称、设计图纸; 3水泥的安定性、品种规格、强度等级和用量;砂石的品种、粒径;外 加剂或掺合料的品种、掺量;混凝土配合比、拌合物落度和混凝土设计强 度等级等; 4模板类型,混凝土浇筑情况、养护情况、浇筑日期和气象温湿度等: 5混凝土试件抗压强度测试资料及相关的施工技术资料; 6结构或构件存在的质量问题或检测原因。 5.1.2检测数量应符合下列规定: 1构件检测时,应在构件检测面上均匀布置测区,每个构件上测区数量 应少于10个。对检测面一方向尺寸不大于4.5m,且另一方向尺寸不大于 的构件,其测区数量可适当减少,但不应少于5个; 2当同批构件按批抽样检测时,检验批的计数检测宜按表5.1.2规定的 进行一次或二次随机抽样
5.1.2检测数量应符合下列规定:
表5.1.2随机抽样的最小样本容量
抽样检测; 2.检测类别B适用于混凝土施工质量的抽样检测,可用于既有结构的混凝土强度鉴定 检测; 3.检测类别C适用于混凝土结构性能的检测或混凝土强度复检,可用于存在问题较多 的既有结构混凝土强度的检测。 5.1.3按批抽样检测时,满足下列条件的构件可作为同批构件: 1混凝土设计强度等级相同; 2混凝土原材料、配合比、成型工艺、养护条件和龄期基本相同; 3构件种类相同; 4施工阶段所处状态基本相同。 5.1.4构件的测区布置应符合下列规定: 1在条件允许时,测区宜优先布置在构件混凝土浇筑方向的侧面; 2测区可在构件的两个相对面、相邻面或同一面上布置; 3测区宜均匀布置,相邻两测区的间距不宜大于2m 4测区应避开钢筋密集区和预理件; 5测区尺寸宜为200mm×200mm,采用平测时宜为400mm×400mm; 6测试面应清洁、平整、干燥,不应有接缝、施工缝、饰面层、浮浆利 油垢,并应避开蜂窝、麻面部位。必要时,可用砂轮片清除杂物和磨平不立 整处,并擦净残留粉尘; 7测试时可能产生颤动的薄壁、小型构件,应对其进行固定, 5.1.5测区应进行编号,并记录测区位置和外观质量情况。 5.1.6每一测区,应先进行回弹测试,后进行超声测试, 5.1.7计算混凝土抗压强度换算值时,非同一测区内的回弹值和声速值不得 混用
抽样检测; 2.检测类别B适用于混凝土施工质量的抽样检测,可用于既有结构的混凝土强度鉴定 检测; 3.检测类别C适用于混凝土结构性能的检测或混凝土强度复检,可用于存在问题较多 的既有结构湿凝土强度的检测
5.2.1回弹测试时,回弹仪的轴线应始终保持垂直于混凝土检测面,缓慢施 玉,准确读数,快速复位。宜首先选择混凝土浇筑方向的侧面进行水平方向
测试。如不具备浇筑方向侧面水平测试的条件,可采用非水平状态测试,或 测试混凝土浇筑的表面或底面。 5.2.2测点宜在测区范围内均匀布置,且不得布置在气孔或外露石子上。相邻 两测点的间距不宜小于20mm;测点距构件边缘、外露钢筋或预埋件的距离 不宜小于30mm。 5.2.3超声对测或角测时,回弹测试应在构件测区内超声波的发射面和接收 面各测读5个回弹值。超声平测时,回弹测试应在超声的发射测点和接收测 点之间测读10个回弹值。每一测点的回弹值,测读精确度至1,且同一测点 只允许弹击一次。 5.2.4测区回弹代表值应从该测区的10个回弹值中剔除1个最大值和1个 最小值,用剩余8个有效回弹值按下列公式计算:
式中R一测区回弹代表值,精确至0.1; R一第i个测点的有效回弹值, 5.2.5非水平状态下测得的回弹值,应按下
式中R一修正后的测区回弹代表值; Ra一测试角度为α时的测区回弹修正值,可按本规程附录B采用, 5.2.6在混凝土浇筑的表面或底面测得的回弹值,应按下列公式修正
R=R+R R =R+R
采用; R。一测量混凝土浇筑底面时的测区回弹修正值,可按本规程附录C采 用。 5.2.7测试时回弹仪处于非水平状态,同时测试面文非混凝土浇筑方向的侧 面,则应对测得的回弹值先进行角度修正,然后对角度修正后的值再进行表 面或底面修正。
5.3超声测试及声速值计算
5.3.1超声测点应布置在回弹测试的同一测区内,每一测区布置3个测点。超声 则试宜优先采用对测,当被测构件不具备对测条件时,可采用角测或平测。超声 角测、平测和声速计算方法应符合本规程附录D的规定。 .3.2超声测试应符合下列规定: 1应在混凝土超声波检测仪上配置满足要求的换能器和高频电缆: 2换能器辐射面应与混凝土测试面耦合; 3应先测定声时初读数t。,再进行声时测量,读数应精确至0.1μs; 4超声测距测量应精确至1mm,且测量误差为±1% 5检测过程中如更换换能器或高频电缆,应重新测定声时初读数to: 6声速计算值应精确至0.01km/s。 5.3.3当在混凝土浇筑方向的侧面对测时,测区混凝土中声速代表值应按下式计 :
5.3.1超声测点应布置在回弹测试的同一测区内,每一测区布置3个
5.3.2超声测试应符合下列规定
l,一第i个测点的超声测距(mm); t一第i个测点的声时读数(μs); t。一声时初读数(μs)。 5.3.4当在混凝土浇筑的表面或底面对测时,测区声速代表值应按下式修 正:
va一修正后的测区混凝土中声速代表值(km/s) β一超声测试面的声速修正系数,取1.034。
式中va一修正后的测区混凝土中声速代表值(km/s); B一超声测试面的声速修正系数,取1.034。
5混凝土抗压强度推定
6.1.1本规程规定的混凝土抗压强度推定方法适用于符合下列条件的普通混凝 土: 1混凝土采用的水泥、砂石、外加剂、掺合料、拌合用水符合国家现行有 关标准的规定; 2自然养护或蒸汽养护后经自然养护7d以上,且混凝土表层为干燥状态; 3龄期7d~2000d; 4混凝土抗压强度10MPa~70MPa。 6.1.2混凝土抗压强度换算值可采用专用测强曲线、地区测强曲线或全国测强曲 线计算。 6.1.3使用超声回弹综合法检测检测混凝土抗压强度的地区和部门,宜制定专用 测强曲线或地区测强曲线,经审定和批准后实施。各检测单位应按专用测强曲线 地区测强曲线、全国测强曲线的次序选用测强曲线
统一测区混凝土抗压强度换算可按下列公
fs.= 0.0286v.9 R155
式中fcui一第i个测区的混凝土抗压强度换算值(MPa),精确至0.1MPa; Rai一第i个测区修正后的测区回弹代表值; Vai一第i个测区修正后的测区声速代表值。 6.2.2当无专用测强曲线或地区测强曲线时,按本规程附录E通过验证后,可按 本规程附录F规定的测区混凝土抗压强度换算表换算,也可按本规程6.2.1规定 的全国统一测区混凝土抗压强度换算公式计算,
6.3专用测强曲线或地区测强曲
6.3.1专用测强曲线或地区测强曲线应按本规程附录G的规定制定。
6.4.1结构或构件中第i个测区的混凝土抗压强度换算值,可按本规程第5.2节 和第5.3节的规定求得修正后的测区回弹代表值R,和声速代表值v后,采用本 规程第6.1.2条规定的测强曲线换算而得, 6.4.2当结构或构件所采用的材料及其龄期与制定测强曲线所采用的材料及其 龄期有较大差异时,可采用在构件上钻取的混凝土芯样或同条件立方体试件对 测区混凝土抗压强度换算值进行修正。 6.4.3混凝土芯样修正时,芯样数量不应少于6个,公称直径宜为100mm,高 径比应为1。芯样应在测区内钻取,每个芯样应只加工一个试件,并应符合现 行行业标准《钻芯法检测混凝土强度技术规程》JGJ/T384的有关规定。 6.4.5同条件立方体试件修正时,试件数量不应少于6个,试件边长应为150mm 并应符合现行国家标准《混凝土物理力学性能试验方法标准》GB/T50081有关 规定。 6.4.6计算时,测区混凝土抗压强度修正量及测区混凝土抗压强度换算值的修 正应符合下列规定:
6.4.6计算时,测区混凝土抗压强度修正量及测区混凝土抗压强度换算值的修
一 Jcu,mo 11 /cu
式中△tor一测区混凝土抗压强度修正量(MPa),精确至0.1MPa feor,m一芯样试件混凝土抗压强度平均值(MPa),精确至0.1MPa; femo一对应于芯样部位或同条件立方体试件测区混凝土抗压强度换算值 的平均值(MPa),精确至0.1MPa; feor,一第i个混凝土芯样试件的抗压强度; fou,i一第i个混凝土立方体试件的抗压强度; f.一对应于第i个芯样部位或同条件立方体试件测区回弹值和声速值的 混凝土抗压强度换算值,可按本规程附录F取值; n一芯样或试件数量。 2测区混凝土抗压强度换算值的修正应按下式计算:
raun = feu.o + 4 tod
式中f.o一第i个测区修正前的混凝土强度换算值(MPa),精确至0.1MPa; α,一第i个测区修正后的混凝土强度换算值(MPa),精确至0.1MPa。 6.4.7结构或构件混凝土抗压强度推定值feu.e,应按下列规定确定: 1当结构或构件的测区混凝土抗压强度换算值中出现小于10.0MPa的值时
6.4.7结构或构件混凝土抗压强度推定值fcue,应按下列规定确定: 1当结构或构件的测区混凝土抗压强度换算值中出现小于10.0MPa的值时 该结构或构件的混凝土抗压强度推定值f。取小于10.0MPa。
2 当结构或构件中测区数少于10个时,应按下列公式计算:
Fene= feamin
武中 至0.1MPa。 3当结构或构件中测区数不少于10个或按批量检测时,应按下列公式计算
式中fea,一第i个测区的混凝土抗压强度换算值(MPa),精确至0.1 MPa; ; 0.1 MPa; MPa. n一测区数。对于单个检测的构件,取该构件的测区数;对批 量检测的构件,取所有被抽检构件测区数之总和。 6.4.8对按批量检测的构件,当该批构件的测区混凝土抗压强度标准差出现下列 情况之一时,该批构件应全部按单个构件进行强度推定: 1该批构件的测区混凝土抗压强度换算值的平均值m小于25.0Mpa,测区 混凝土抗压强度换算值的标准差S大于4.50Mpa; 2该批构件的测区混凝土抗压强度换算值的平均值mf不小于25.0Mpa且 不大于50.0Mpa,测区混凝土抗压强度换算值的标准差Sc大于5.50Mpa 3该批构件的测区混凝土抗压强度换算值的平均值mrs大于50.0Mpa,测区 混凝土抗压强度换算值的标准差srs大于6.50Mpa。
4.9混凝土抗压强度记录和计算宜按附录H和附录I执行。 4.10 检测报告应包括下列资料: 1工程名称、工程地址、设计、施工、监理、建设和监督单位以及委托 息; 2工程概况; 3结构或构件名称、数量及设计要求的混凝土强度等级; 4施工时模板、浇筑工艺、养护情况及成型日期等; 5抽样方案; 6抽样数量及抽样方法; 7检测设备; 8检测依据; 9现场检测环境条件(温度等); 10 检测人员及检测日期: 11 构件及测区平面布置示意图; 12 检测结果应包含平均值、标准差、混凝土抗压强度推定值
6.4.10检测报告应包括下列资料:
A.0.1声速的测试应按下列步骤进行!
附录A混凝土超声波检测仪自校准方法
1取平面换能器一对,与混凝土超声波检测仪连接,开机预热10min; 2在空气中将两个换能器的辐射面对准,依次改变两个换能器辐射面之间的 距离l,如100mm,125mm,150mm,175mm,200mm,225mm,250mm,275mm, 300mm....,在保持首波幅度一致的条件下,读取各间距所对应的声时值t,、t2
A.0.2声速的测试应符合下列规定
1两个换能器辐射面的轴线始终保持在同一直线上; 2换能器辐射面间距的测量允许误差为±0.5%,且测量精度为0.5mm; 3换能器辐射面宜悬空相对放置;若置于地板或桌面上,应在换能器下面 垫以吸声材料。 .0.3以各测点的测距和对应的声时用回归分析方法求出如下直线方程:
[ = a + bt
式中:b一空气中声速实测值v°。 1.0.4空气中声速计算值V应按下列公式计算:
式中:b一空气中声速实测值v°。
V=0.3314/1+0.00367T
式中Vk一空气中声速计算值(km/s); T一测试时空气的温度(℃)。 A.0.5空气中声速计算值Vk与空气中声速实测值v°之间的相对误差△,可按下 列公式计算:
A.0.6按式A.0.5计算所得的空气中声速计算值Vk与空气中声速实测值v°之间 的相对误差△不应超过±0.5%。否则,应检查仪器各部位的连接后重测,或更换 混凝土超声波检测仪。 A.0.7检测时,应根据测试需要在仪器上配置合适的换能器和高频电缆线,并 定声时初读数to。检测过程中如更换换能器或高频电缆线,应重新测定声时初读 数L。
附录B非水平状态检测时的回弹值修正值
1当测试角度等于0时,修正值为0;R小于20或大于50时,分别按20或50查表; 2表中未列数值,可采用内插法求得,精确至0.1。
附录C浇筑面的回弹值修正值
主:1.在侧面测试时,修正值为0;R小于20或大于50时,分别按20或50查表; 2.当先进行角度修正时,采用修正后的回弹代表值R。; 3.表中未列数值,可采用内插法求得,精确至0.1。
2.当先进行角度修正时,采用修正后的回弹代表值R。; 3.表中未列数值,可采用内插法求得,精确至0.1。
附录D超声角测、平测和声速计算方法
D.1.1当构件只有两个相邻测试面可供检测时,可采用角测法测量混凝土中的 声速,换能器布置如图D.1.1所示。每个测区布置3个测点,并与相应测试面对 应的3个测点的测距保持基本一致。
图D.1.1角测示意图
D.1.2布置超声角测点时,换能器中心与构件边缘的距离、12不宜小于 300mm。 D.1.3超声测距应按下式计算:
式中l.一第i个测点的超声测距 (mm)
li、2:一角测时第i个测点换能器与构件边缘的距离(m D.1.4角测测区混凝土中声速代表值应按下列公式计算:
t;一第i个测点的声时读数(us);
D.2.1当构件只有一个测试面可供检测时,可采用平测法测量混凝土中的声速。 D.2.2布置平测测点时,每个测区应布置一排超声测点,发射和接收换能器的 连线与附近钢筋轴线宜成40°~50°,换能器布置如图D.2.2所示。以两个换能器 内边距分别为200mm、250mm、300mm、350mm、400mm、450mm、500mm进 行平测,逐点测读相应声时值t能源标准,用回归分析方法求出下列直线方程
中:C—平测测区混凝土中声速代表值v.
图D.2.2平测示意图
D.2.3应选取有代表性且具有对测条件的构件, 测测区混凝土中声速代表 值v。修正为对测测区混凝土中声速代表值vV。。在该构件上采用对测法得到对测 测区混凝土中声速代表值v,并采用平测法得到平测时代表性构件混凝土中平 测声速Vp,按下列公式计算平测声速修正系数:
式中 Va一对测测区混凝土中声速代表值(km/s); 元一平测声速修正系数。 D.2.4平测法修正后的测区混凝土中声速代表值应按下列公式计算:
式中 va一修正后的测区混凝土中声速代表值(km/s); 几一平测声速修正系数。
附录E全国测强曲线的验证方法
附录F混凝土抗压强度换算表
注:1表内未列数值可采用内插法求得,精确至0.1MPa; 2表中V为修正后的测区声速代表值,R,为修正后的测区回弹代表值; 3采用对测和角测时型钢标准,表中V用V代替;当在侧面水平回弹时,表中R。用R代替; 4f也可按式6.2.1计算。
....- 检测标准
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