Bai giang NDT Kiểm tra chất lượng bê tông bằng phương pháp không phá hủy

ThS. TRƯƠNG THỊ HỒNG THÚY

HÀ NỘI - 2017


Thử nghiệm không phá hủy (Non-Destructive Testing)
>< Thử nghiệm phá hủy (Destructive Testing)
-

Biết thông tin về đặc tính của đối tượng (kiểm tra) mà
không làm hỏng cấu trúc;

-

Có thể làm lại các 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 các phương pháp vật lý để kiểm tra phát hiện
các khuyết tật bên trong hoặc ở bề mặt vật kiểm tra mà
không làm tổn hại đến khả năng sử dụng của chúng


o

Kiểm tra chất lượng và phát hiện các khuyết tật của các sản
phẩm bê tông trong quá trình sản xuất;

o

Xác định các đặc trưng về độ bền ,độ đồng nhất,mật độ,độ
ẩm của bê tông trong cấu kiện kết cấu công trình;

o

Đánh giá số lượng và sự phân bố cốt thép trong kết cấu ;

o

Nghiên cứu thực nghiệm,ví dụ như theo dõi sự thay đổi đặc
tính của bê tông theo tuổi hoặc chịu ảnh hưởng của các yếu
tố tác động từ bên ngoài


ƯU ĐIỂM
o

Không phá huỷ vật liệu, cho kết quả nhanh, sử dụng
thiết bị và dụng cụ đo đơn giản, có thể lặp lại các phép
thử trên toàn bộ kết cấu, để có sự đánh giá toàn diện

o

Phát hiện được các khuyết tật nằm trong cấu kiện và kết
cấu của công trình

o

Đánh giá được chất lượng kết cấu, cấu kiện trực tiếp

trên công trình.

NHƯỢC ĐIỂM
o

Kết quả cho độ chính xác không cao (sai số lớn hơn)


1. Phân loại phương pháp trên cơ sở vật lý:
Phương pháp âm và siêu âm:
oPhương

pháp âm và siêu âm

oPhương

pháp cộng hưởng

oPhương

pháp xung siêu âm

Phương pháp cơ 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 bức 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 và bật nẩy (hoặc in vết lõm)
Vận tốc siêu âm và hệ số suy giảm sóng siêu âm
Vận tốc siêu âm và hấp thụ bức xạ γ

2 Phân loại phương pháp trên cơ sở tính chất của 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 của tác động hoá 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 và 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


Thiết bị kéo đứt (Pull off)

Thiết bị kéo nhổ (Pull out)


Thiết bị thử xung va đập



1. 1 Rebound Hummer.mp4


Tên thiết bị

Năng lượng va đập E
(N.m)

Phạm vi sử dụng

1. SilverSchmidt

2,207

Rtn = 10 ÷ 100 MPa

2. Original Schmidt

2,207

Rtn = 10 ÷ 70 MPa

3. DigiSchmidt

2,207

Rtn = 10 ÷ 70 MPa

4. Schmidt OS-120

0,833

Rtn = 1 ÷ 5 MPa

5. RockSchmidt

2,207

Rtn = 20 ÷ 150 MPa


Dựa trên nguyên tắc bật nảy của khối đàn hồi phụ thuộc vào
độ cứng của bề mặt bê tông bị tác động. Khi trục của súng
bật nẩy được ấn vào bề mặt bê tông, khối lò xo trong súng nẩy

lại. Mức độ bật nẩy của khối phụ thuộc vào độ cứng của bề
mặt bê tông. Như vậy độ cứng của bê tông và số đọc của
súng bật nẩy có thể liên kết với cường độ nén của bê tông.
Giá trị bật nẩy được đọc theo thang chia độ và được định rõ là
số bật nẩy hay trị số bật nẩy.
Cường độ nén có thể đọc được trực tiếp từ đồ thị cung cấp
kèm theo trên thân súng hoặc từ biểu đồ quan hệ R-n


1.2 Gilson Schmidt Concrete Test Hammer (HM-75).mp4



ASTM C805 / C805M - 13a
Standard Test Method for
Rebound Number of Hardened
Concrete

BS EN 12504-2:2012
Testing concrete in structures. Nondestructive testing. Determination of
rebound number


1.1 Tiêu chuẩn này dùng để xác định độ đồng nhất và cường độ nén của
bê tông nặng trong kết cấu bằng súng bật nẩy.
1.2 KHÔNG ÁP DỤNG đối với:
− BT có cường độ nén dưới 10 MPa và trên 50 MPa;
− BT dùng các loại cốt liệu lớn có kích thước trên 40 mm (Dmax > 40mm);
− BT bị nứt, rỗ hoặc có các khuyết tật;
− BT bị phân tầng hoặc là hỗn hợp của nhiều loại bê tông khác nhau;

− BT bị hoá chất ăn mòn và bê tông bị hoả hoạn;
Không dùng tiêu chuẩn này thay thế yêu cầu đúc mẫu và thử mẫu nén.


CÁC YÊU CẦU CHUNG
Cường độ nén của bê tông được xác định trên cơ sở xây dựng trước mối
quan hệ thực nghiệm giữa cường độ nén của các mẫu bê tông trên máy
nén (R) và trị số bật nẩy trung bình (n) trên súng bật nẩy nhận được từ kết
quả thí nghiệm trên cùng một mẫu thử
Để xây dựng quan hệ R - n, sử dụng các mẫu lập phương 150 mm x150
mm x150 mm theo yêu cầu kỹ thuật của TCVN 3105:1993
− Khi thí nghiệm xác định trị số bật nẩy theo phương ngang, mẫu bê tông
được cặp trên máy nén với áp lực 0,5 MPa.
− Khi thí nghiệm xác định trị số bật nẩy theo chiều từ trên xuống, mẫu bê
tông được đặt trên nền phẳng của vật cứng có khối lượng không nhỏ hơn
500 kg.


CÁC YÊU CẦU CHUNG
Khi kiểm tra cường độ bê tông cho một loại mác, quan hệ R – n được
xây dựng theo kết quả thí nghiệm của ít nhất 20 tổ mẫu (mỗi tổ gồm 3
viên mẫu). Các mẫu phải có cùng thành phần cấp phối, cùng tuổi và
điều kiện đóng rắn như bê tông dùng để chế tạo sản phẩm, kết cấu
cần kiểm tra. Các tổ mẫu được lấy từ các mẻ trộn bê tông khác nhau
trong thời gian 14 ngày.
− Để quan hệ R - n có khoảng dao động cường độ rộng hơn, có thể
chế tạo 40 % mẫu thử có tỷ lệ nước xi măng (N/X) chênh lệch trong
giới hạn ± 0,4 so với tỷ lệ nước xi măng (N/X) của sản phẩm kết cấu
cần kiểm tra.
.

CÁC YÊU CẦU CHUNG
Biểu đồ quan hệ R - n, có thể xây dựng từ các số liệu thí nghiệm của ít
nhất 20 mẫu khoan cắt ra từ các phần của kết cấu. Mẫu khoan có đường
kính không nhỏ hơn 10 cm.
Cần thí nghiệm bằng súng bật nẩy trước khi khoan mẫu. Vùng thí nghiệm
bằng súng bật nẩy cách chỗ khoan mẫu không quá 100 mm.
Việc khoan mẫu được thực hiện ở những vùng không làm giảm khả năng
chịu lực của kết cấu


CÁC YÊU CẦU CHUNG
Phương trình quan hệ R - n
Phương trình có dạng hàm tuyến tính hoặc hàm mũ:
a) Nếu Rmax – Rmin ≤ 20 MPa phương trình có dạng tuyến tính:

b) Nếu Rmax – Rmin ≥ 20 MPa phương trình có dạng hàm mũ:


CÁC YÊU CẦU CHUNG
Đánh giá sai số của quan hệ R – n
N

∑ (R
ST =

n
ci

i =1

)

ST ≤ 0,12Rcn

N −1
N

∑R

n
ci

Rcn =

−R

tb 2
ci

i =1

S02
F = 2 ≥2
ST

N

S0 - độ lệch bình phương trung bình của cường độ bê tông xác

định bằng phương pháp nén của N tổ mẫu
F - hệ số hiệu dụng