Đang tải... (xem toàn văn)
Kiểm tra chất lượng bê tông bằng phương pháp không phá hủy. Bài giảng thí nghiệm không phá hủy (NDT) do Thạc sỹ Trương Thị Hồng Thúy Viện khoa học công nghệ xây dựng biên soạn và giảng dạy. Mục đích kiểm tra chất lượng và phát hiện các khuyết tật của sản phẩm bê tông trong quá trình sản xuất,...
ThS TRƯƠNG THỊ HỒNG THÚY HÀ NỘI - 2017 Thử nghiệm không phá hủy (Non-Destructive Testing) >< Thử nghiệm phá hủy (Destructive Testing) - Biết thơng tin về đặc tính đối tượng (kiểm tra) mà không làm hỏng cấu trúc; - Có thể làm lại phép thử nhiều lần Kiểm tra không phá hủy (Non-Destructive Testing-NDT), Đánh giá không phá hủy (Non-Destructive EvaluationNDE), Kiểm định không phá hủy (Non-Destructive InspectionNDI) = Sử dụng phương pháp vật lý để kiểm tra phát khuyết tật bên bề mặt vật kiểm tra mà không làm tổn hại đến khả sử dụng chúng o Kiểm tra chất lượng phát khuyết tật sản phẩm bê tơng q trình sản xuất; o Xác định đặc trưng độ bền ,độ đồng nhất,mật độ,độ ẩm bê tông cấu kiện kết cấu cơng trình; o Đánh giá số lượng phân bố cốt thép kết cấu ; o Nghiên cứu thực nghiệm,ví dụ theo dõi thay đổi đặc tính bê tơng theo tuổi chịu ảnh hưởng yếu tố tác động từ bên ngồi ƯU ĐIỂM o Khơng phá huỷ vật liệu, cho kết nhanh, sử dụng thiết bị dụng cụ đo đơn giản, lặp lại phép thử tồn kết cấu, để có đánh giá toàn diện o Phát khuyết tật nằm cấu kiện kết cấu cơng trình o Đánh giá chất lượng kết cấu, cấu kiện trực tiếp cơng trình NHƯỢC ĐIỂM o Kết cho độ xác khơng cao (sai số lớn hơn) Phân loại phương pháp sở vật lý: Phương pháp âm siêu âm: oPhương pháp âm siêu âm oPhương pháp cộng hưởng oPhương pháp xung siêu âm Phương pháp học: xác định độ cứng bề mặt o+ P.P bật nẩy (súng bật nẩy) o+ In vết lõm o+ Phương pháp đóng nhổ Phương pháp phóng xạ: o Phương pháp xạ o Phương pháp Nơtron Phương pháp điện từ: o Phương pháp hấp thụ xung điện từ o Phương pháp cảm ứng điện từ Phương pháp kết hợp: Vận tốc siêu âm bật nẩy (hoặc in vết lõm) Vận tốc siêu âm hệ số suy giảm sóng siêu âm Vận tốc siêu âm hấp thụ xạ γ Phân loại phương pháp sở tính chất BT: Độ ẩm bê tông o Phương pháp Nơtron o P.pháp hấp thụ sóng điện từ Tính chất đàn hồi (Ed, νd) o Phương pháp xung siêu âm o Phương pháp cộng hưởng Khuyết tật o Phương pháp xung siêu âm o Phương pháp phóng xạ Mức độ ảnh hưởng tác động hố lý đến BT Phương pháp phóng xạ Phương pháp cộng hưởng Phương pháp xung siêu âm Cường độ bêtông Phương pháp độ cứng bề mặt (súng bật nẩy) Phương pháp xung siêu âm P.pháp siêu âm bật nẩy Cốt thép Phương pháp cảm ứng điện từ Phương pháp phóng xạ Súng bật nẩy Thiết bị dò cốt thép Thiết bị siêu âm Thực hai lần đo vị trí thí nghiệm • Nếu thời gian dịch chuyển đo hai trường hợp, tiến hành thí nghiệm tiếp điểm khác • Nếu hai thời gian dịch chuyển khác khoảng thời gian lấy mẫu hay nhiều hơn, thực thí nghiệm lần chẩp nhận thời gian dịch chuyển lặp lại giá trị • Nếu hai ba số đo không giống nhau, cần kiểm tra để bảo đảm đầu thu có tiếp xúc tốt với bề mặt lặp lại thí nghiệm Vận tốc sóng xung P biểu kiến : C p , plate = 0,96C p • Cp,plate: vận tốc sóng xung P biểu kiến bản, m/s; • Cp: vận tốc sóng xung P bê tông, m/s Chiều dày T= C p , plate 2f T chiều dày bản, m; f tần số kiểu chiều dày sóng xung P có từ phổ biên độ, Hz Bản (Plate) kết cấu khối hộp có kích thước cạnh gấp lần chiều dày 5.1 Nguyên lý - Va đập bề mặt bê tông gây sóng ứng suất (sóng xung P) Sóng xung P lan truyền vào bê tông bị phản xạ mặt đối diện - Phản xạ nhiều lần sóng xung P bề mặt bê tông làm tăng cộng hưởng chiều dày đo nhanh với tần số liên quan đến chiều dày - Đầu thu liệu ghi nhận dịch chuyển bề mặt gây tới sóng phản xạ Các dạng sóng thu nhận chuyển thành dạng tần số Chiều dày tính giá trị tần số sử dụng kết hợp với vận tốc sóng xung P 5.2 Thiết bị, dụng cụ 5.2.1 Đầu va đập Đầu va đập nên có hình cầu hay chỏm cầu Nó phải tạo đủ lượng lên bê tơng cứng cho có phổ biên độ xác định tốt với cực trị đơn trội Khoảng thời gian va, tc, cần nhỏ so với thời gian dịch chuyển sóng xung P: tc < 2T Cp Các bi thép cứng có đường kính đến 16 mm gắn lò xo thép đầu va học hình chỏm cầu sử dụng thích hợp cho mặt đường cao tốc thơng dụng bê tông 5.2.2 Đầu thu Đầu thu băng rộng ghi nhận dịch chuyển vng góc với bề mặt Giống đầu thu mơ tả Quy trình A 5.2.3 Hệ thống thu nhận liệu Hệ thống thu nhận liệu: thu nhận, ghi nhận xử lý số liệu đầu đầu thu HT giống hệ thống mơ tả Quy trình A Tần suất lấy mẫu điển hình khoảng 500 kHz (khoảng thời gian 2µs) 250 kHz (khoảng thời gian 4µs) Số lượng điển hình điểm lẫy số iiệu để ghi nhận dạng sóng 1024 2048 Khoảng thời gian điển hình dạng sóng ghi (chu kỳ lấy mẫu) 4096 µs 8192 µs Chu kỳ lấy mẫu tích số số lượng điểm ghi nhận khoảng thời gian lấy mẫu Giá trị nghịch đảo chu kỳ lấy mẫu xác định khoảng tần số phổ biên độ có theo phương pháp biến đổi nhanh Founer Chu kỳ lấy mẫu 4096 s tương ứng khoảng tần số 244 Hz chu kỳ lấy mẫu 8192 µs tương ứng 122 Hz Khoảng số nhỏ cho phép đo chiều dày xác hơn, quan đến loại rung khác mà gây nhiễu đến khả nhận biết tần số chiều dày phổ biên độ Chu kỳ lấy mẫu nên chọn có xem xét đến kích thước cạnh bê tơng so với chiều dày • Nếu kích thước cạnh nhỏ lớn 20 lần chiều dày, sử dụng chu k ly mu 8192 às Nu kớch thc cạnh nhỏ lớn 10 lần chiều dày, sử dụng chu kỳ ly mu 4096 às i vi kớch thc cnh nhỏ hơn, sử dụng chu kỳ lấy mẫu ngắn hơn, gây khơng xác đo chiều dày đo Các giới hạn cần thiết để bảo đảm dạng sóng khơng bao gồm dịch chuyền liên quan đến loại rung khác mà gây nhiễu đến khả nhận biết tần số chiều dày phổ biên độ Dải điện áp để thu nhận số liệu nên cho biên độ dạng sóng đủ phép kiểm tra mắt đặc tính chủ yếu nó, chẳng hạn tín hiệu sóng bề mặt dao dộng sau • Dải điện áp cao làm xuất dạng sóng với biên độ nhỏ làm khó kiểm tra • Dải điện áp thấp gây phần tín hiệu thu • Bộ số hóa với 12 bit chuyển đổi khuyến cáo sử dụng Phần mềm cung cấp để thu nhận, ghi nhận, hiển thị phân tích số liệu Phần mềm tính phổ biên độ từ dạng sóng ghi nhận Phổ biên độ hiến thị sau dạng sóng ghi nhận Phần mềm để xác định tần số chiều dày cho phép dùng trỏ thủ công Nguồn lượng hệ thống thu nhận liệu: • khơng gây nhiễu điện cho đầu thu hệ thống thu nhận liệu • mà hệ thống đặt dải điện áp sử dụng để t.nghiệm 5.2.4 Cáp đầu nối: Như mơ tả Quy trình A 5.2.5 Thiết bị kiểm tra chức năng: Như mơ tả Quy trình A 5.3 Chuẩn bị bề mặt thử Loại bỏ bụi bẩn mảnh vỡ nhỏ khỏi bề mặt nơi cần xác định chiều dày Nếu bề mặt thí nghiệm nhám khó có tiếp xúc tốt đầu thu bê tông, nên mài bề mặt cho có tiếp xúc tốt 5.4 Cách tiến hành Đặt đầu thu lên bề mặt bê tông nơi cần đo độ dày Đặt va đập để tạo va đập khoảng cách < Thử nghiệm phá hủy (Destructive Testing) - Biết thông tin về đặc tính đối tượng (kiểm tra) mà khơng làm hỏng cấu trúc; - Có thể làm lại phép