[建筑]混凝土内部缺陷的判别方法.doc
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1、一、混凝土内部孔洞、裂缝及蜂窝状缺陷的探测(一)缺陷大小的实际声程计算法内部缺陷的检测应采用穿透法,其发射及接收探头的布置如图62所示。在探测时首先在缺陷附近(图62中)的(a)位置,测出无缺陷混凝土的声时值,并按厚度算出声速C(取数点的平均值),然后将探头移入缺陷区,并找到声时最长的一点,该点即为缺陷垂直于两探头连线平面的“中心”位置,然后测读出声时值。这时的声时值应为声波绕过缺陷所需的时间。假定空洞正好居于厚度L的中心,则在超声传播方向上(即两探头连线方向上)的最小横向尺寸可按下式计算:(6-1)式中,d为缺陷最小横向尺寸;D为探头直径;L为混凝土厚度;C为混凝土声速(CL/t1);t1为
2、超声过无混凝土时的声时;t2为探头在缺陷中心位置时的声时。显然,当L与d之比越小时,t1与t2之差越大,探测准确度越高,但当缺陷形状为扁平状或片状的内部裂缝,而且其走向与超声传播方向平行时(见图63中的a-a位置),L/d将变得很大,t1与t2基本相等,这时,这种方法无效。克服的办法是在条件可能的情况下将探头移过一个角度(见图63中的b-b及e-e位置)。探头位置移动后,进行缺陷尺寸计算,在(61)式中应改用新的参数代入,例如探头在e-e位置时,缺陷的尺寸d可近似计算如下:(6-2)式中:d为片状缺陷平面内的最小尺寸;Lc为探头间的最短距离;tc为探头在e-e位置时,超声绕过缺陷所需的声时;C
3、为无缺陷混凝土的声速;a为两探头连线与缺陷平面的夹角。当缺陷小于探头直径时,声时无明显变化,但因缺陷界面的散射将使衰减值增加,接收波的波高下降,这时应改用衰减值(波高变化)或接收波频率的下降程度作为判别缺陷是否存在的依据。当探头在某一面积上移动时,发现其中某一点接收波高显著下降,而声时无显著变化,而且探头连线转过一个角度后有同样现象,则可判为该点有小于探头的缺陷存在(见图64)。(二)大面积扫测的缺陷判别所谓内部缺陷,是指在混凝土表面无外露痕迹的缺陷。在实际结构及构件检测中,不可能在全部面积上进行全面探测,一般均选择重要受力部位及对施工质量有怀疑的部位进行仔细探测。当需仔细探测的面积较大时,可
4、用多级网络法描出等声时线,并逐步缩小测区的方法(见图65),这样可防止遗漏,同时又避免了大面积的细测。网络的大小可视构件大小而定,例如第一级网络采用30cm间距,然后在声时变化的点上再划出二级网络(例如10cm),将各等声时点连接起来即成“等声时线”,在等声时线的范围中,声时最长的点即为该缺陷区的“中心”位置。为了定量地确定缺陷的存在,近年来普遍采用统计方法。其具体方法是用被测构件的各测点声时值t和超声穿透距离L求出声速C,然后根据已知的Rf(C)关系,换算出各测点的估算强度R。假定所有测值总体呈正态分布,求出其平均强度R和标准差S,则判定某点存在缺陷的依据为(6-3)若第i点的强度值Ri符合
5、上式,则该值出现的概度只有2.27,即出现的机率极少,如果有,应是一异常点,可视为存在缺陷的可疑位置。当被测对象的Rf(C)关系不明确,难以将C值换算成R值时,可直接用C值的统计结果作为判别依据(6-4)式中,为所有测点声速平均值;Sc为声速值的标准差;Ci为第i点的声速值。当被测构件的厚度不变(即声程L不变)时,也可直接用声时值的统计结果作为判别依据:ti2St(6-5)式中:为所有测点声时平均值;St为声时值的标准差;ti为第i点的声时值。以上判据中未反映测点的影响。为了更确切地判别缺陷,南京水利科学研究院曾提出如下判别方法:首先计算出结构物各测点估算强度的平均值R及标准差S,然后分两种情
6、况对各测点进行判断。1孤立的低强度点计算出该点强度和平均强度之差与样本标准差的倍数z,即(Rmin)Sz(66)式中:为所有测点的平均强度值;Rmin为孤立低强度点的强度值;S为强度值的标准差。再从正态分布表上查得RminzS时出现的概率P,然后算出在N个测点中Rmin可能出现的次数MNP(67)式中:M为Rmin在正态分布的数值样本中可能出现的次数;N为测点总数;P为Rmin在正态分布的样本中的概率。其判为缺陷的条件是M1(68)即在正常情况下,这样的强度值是不应当出现的,现在出现了一个点,说明是异常点,应判为缺陷。2几个相邻点的强度都低于某一最小强度的区通常取最小强度Rmin2S,即z2。
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