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        超聲—回彈綜合法在檢測(cè)導(dǎo)流工程中的應(yīng)用

        2011-10-23 07:29:26王錦龍
        山東水利 2011年1期
        關(guān)鍵詞:綜合法聲速測(cè)區(qū)

        楊 萌,劉 甦,王錦龍

        (山東省水利科學(xué)研究院,山東 濟(jì)南 250013)

        導(dǎo)流工程攔河閘位于東魚河干流樁號(hào)11+100處,該工程機(jī)架橋排架為C30 F150鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),排架柱尺寸為4 500 mm×500 mm×500 mm。受建管單位委托,對(duì)排架框架柱混凝土抗壓強(qiáng)度進(jìn)行了抽樣檢測(cè)。

        1 檢測(cè)原理

        超聲—回彈綜合法即采用混凝土超聲波檢測(cè)儀和混凝土回彈儀,在結(jié)構(gòu)混凝土同一測(cè)試區(qū)域分別測(cè)出超聲傳播速度V和回彈值N,利用事先建立的相關(guān)曲線推定混凝土強(qiáng)度R。實(shí)踐證明,聲速V和回彈值N合理綜合后,能消除原來影響R~N和R~V關(guān)系中的許多因素,使測(cè)試精度得到提高,使綜合法的R~V~N關(guān)系有更廣泛的適應(yīng)性和更高的精度。

        2 影響因素

        采用超聲—回彈綜合法測(cè)定混凝土抗壓強(qiáng)度,不僅涉及混凝土表面硬度,還涉及到混凝土內(nèi)部密實(shí)度和勻質(zhì)性,應(yīng)根據(jù)其影響程度分別進(jìn)行修正。

        1)水泥品種影響。在相同條件下,不同水泥品種對(duì)混凝土強(qiáng)度與回彈曲線R~N影響較小,對(duì)強(qiáng)度與聲速曲線R~V雖有一定影響,但不顯著。由于水泥品種不同而造成在28 d以前的某一齡期區(qū)間強(qiáng)度不同。因此現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)中一般選擇混凝土到達(dá)28 d齡期后再進(jìn)行測(cè)試。

        2)粗骨料品種和粒徑影響。粗骨料在混凝土中起著骨架作用,且占有較大比例。碎石與卵石的表面情況完全不同:碎石因表面粗糙,與砂漿的界面黏結(jié)較好,因而混凝土的強(qiáng)度也高;卵石則因表面光滑而影響?zhàn)そY(jié),混凝土強(qiáng)度較低。試驗(yàn)表明,若以卵石混凝土為基礎(chǔ),則碎石混凝土所推算的強(qiáng)度平均約偏高25%左右。當(dāng)粗骨料用量變化時(shí),聲速和回彈值均隨粗骨料用量的增加而增加。試驗(yàn)證明,當(dāng)石子粒徑<4 cm時(shí),影響不顯著,可不予考慮修正;當(dāng)石子粒徑>4 cm時(shí),影響顯著,應(yīng)予以修正。

        3)換能器與構(gòu)件的耦合。由于被測(cè)混凝土的表面粗糙不平,當(dāng)換能器輻面與之接觸時(shí)有空氣夾層阻隔其間。因此需要在換能器與混凝土之間加上耦合劑填充于二者之間,排除了空氣形成的耦合層。測(cè)試過程中,由于測(cè)試者主觀上不重視,測(cè)點(diǎn)耦合層沒有涂抺均勻,未排掉空氣,將會(huì)有部分超聲波被反射,部分超聲波先通過夾層中空氣后再進(jìn)入混凝土,將延遲超聲波的傳播時(shí)間,使聲速值變小,影響測(cè)試精度。因此測(cè)試中操作者的熟練程度也不容忽視。

        3 檢測(cè)應(yīng)用

        2010年5月對(duì)排架框架柱進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試。采用超聲—回彈綜合法檢測(cè)框架柱的第2排、第7排、第10排、第13排、第16排混凝土抗壓強(qiáng)度。

        3.1 設(shè)備及測(cè)點(diǎn)布置

        測(cè)試設(shè)備包括:ZC3一A型混凝土回彈儀、NM—4A型超聲波檢測(cè)儀、JCl0型讀數(shù)顯微鏡、米尺等。檢測(cè)共布置了50個(gè)測(cè)區(qū),詳如表1。

        3.2 測(cè)試步驟

        1)碳化深度測(cè)定。首先用l%酚酞乙醇試液和混凝土碳化深度測(cè)試儀對(duì)各測(cè)區(qū)的碳化層深度進(jìn)行測(cè)量。測(cè)試結(jié)果表明,排架框架柱碳化深度為零。

        2)回彈測(cè)試。采用回彈儀對(duì)排架框架柱雙面對(duì)測(cè),即在構(gòu)件測(cè)區(qū)內(nèi)超聲波的發(fā)射和接收面各彈擊8個(gè)點(diǎn)。測(cè)點(diǎn)均勻布置,避開外露的石子和氣孔。對(duì)隱藏在表層下的石子和氣孔,測(cè)值明顯變異的予以舍棄,并補(bǔ)充測(cè)點(diǎn)。測(cè)區(qū)的回彈值從16個(gè)測(cè)點(diǎn)的讀數(shù)中分別剔除3個(gè)最大值和3個(gè)最小值,然后將余下的10個(gè)回彈值按下式計(jì)算測(cè)區(qū)平均回彈值式中為測(cè)區(qū)平均回彈值,精確至0.1;Ni為第i個(gè)測(cè)點(diǎn)的回彈值。

        表1 超聲—回彈綜合法檢測(cè)測(cè)區(qū)的布置

        3)超聲測(cè)試。在排架框架柱每個(gè)測(cè)區(qū)布置3個(gè)測(cè)點(diǎn),測(cè)得3個(gè)聲時(shí)值ti,再按《超聲回彈綜合法檢測(cè)混凝土強(qiáng)度技術(shù)規(guī)程》(CECS02—2005)附錄B進(jìn)行修正,求得修正后的對(duì)測(cè)時(shí)混凝土聲速值Va。超聲測(cè)試點(diǎn)布置在同一個(gè)測(cè)區(qū)的回彈值測(cè)試面上,但探頭安放位置未與彈擊點(diǎn)重疊。

        3.3 測(cè)試結(jié)果

        根據(jù)每個(gè)測(cè)區(qū)測(cè)試的回彈值N和聲速V,按《超聲回彈綜合法檢測(cè)混凝土強(qiáng)度技術(shù)規(guī)程》中碎石粗骨料混凝土的基準(zhǔn)公式。式中:fccu,i為第i個(gè)測(cè)區(qū)混凝土抗壓強(qiáng)度換算值(MPa),精確至0.1 MPa。計(jì)算結(jié)果如表2。

        表2 排架框架柱混凝土抗壓強(qiáng)度檢測(cè)結(jié)果

        4 結(jié)語

        采用超聲—回彈綜合法對(duì)導(dǎo)流工程攔河閘排架框架柱進(jìn)行混凝土強(qiáng)度測(cè)試,從實(shí)測(cè)結(jié)果及數(shù)據(jù)分析來看:混凝土強(qiáng)度滿足設(shè)計(jì)強(qiáng)度要求,內(nèi)部結(jié)構(gòu)均勻、密實(shí)完整,質(zhì)量良好,可以安全使用。

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