Tiêu chuẩn này có thể áp dụng cho bê tông có cường độ lớn hơn 60 MPa. Khi đó cần cân nhắc một số yếu tố có ảnh hưởng tới mối quan hệ giữa vận tốc xung và cường độ như loại và hàm lượng xi măng, các phụ gia, loại và cỡ cốt liệu, các điều kiện dưỡng hộ, tuổi của bê tông và thận trọng khi xử lý kết quả.
TIÊU CHUẨN QUỐC GIA TCVN 9357:2012 BÊ TÔNG NẶNG - PHƯƠNG PHÁP THỬ KHÔNG PHÁ HỦY - ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG BÊ TÔNG BẰNG VẬN TỐC XUNG SIÊU ÂM Normal concrete - Nondestructive methods - Assessment of concrete quality using ultrasonic pulse velocity Lời nói đầu TCVN 9357:2012 chuyển đổi từ TCXD 225:1998 thành Tiêu chuẩn Quốc gia theo quy định Khoản Điều 69 Luật Tiêu chuẩn Quy chuẩn kỹ thuật điểm b khoản Điều Nghị định số 127/2007/NĐ-CP ngày 01/08/2007 Chính phủ quy định chi tiết thi hành số điều Luật Tiêu chuẩn Quy chuẩn kỹ thuật TCVN 9357:2012 Viện Khoa học Công nghệ Xây dựng - Bộ Xây dựng biên soạn, Bộ Xây dựng đề nghị, Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng thẩm định, Bộ Khoa học Công nghệ công bố BÊ TÔNG NẶNG - PHƯƠNG PHÁP THỬ KHÔNG PHÁ HỦY - ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG BÊ TÔNG BẰNG VẬN TỐC XUNG SIÊU ÂM Normal concrete - Nondestructive methods - Assessment of concrete quality using ultrasonic pulse velocity Phạm vi áp dụng Tiêu chuẩn hướng dẫn phương pháp xác định vận tốc xung siêu âm để đánh giá tính chất bê tông, bê tông cốt thép bê tông cốt thép ứng suất trước Tiêu chuẩn áp dụng trường hợp sau: - Xác định độ đồng bê tông cấu kiện nhiều cấu kiện (Điều 8); - Xác định diện dự đoán phát triển vết nứt, xác định lỗ rỗng khuyết tật khác (Điều 9); - Xác định thay đổi đặc tính bê tơng theo thời gian (Điều 10); - Kiểm tra chất lượng bê tông dựa mối quan hệ vận tốc xung siêu âm cường độ (Điều 11); - Xác định môđun đàn hỗi tĩnh hệ số Poisson động bê tông (Điều 12) Để đảm bảo độ tin cậy phương pháp, cần thiết lập trước mối quan hệ vận tốc xung siêu âm với đặc tính loại bê tơng cần đánh giá dựa mẫu đúc sẵn q trình thi cơng (Điều 11, Điều 12) Tiêu chuẩn áp dụng cho bê tơng có cường độ khơng lớn 60 MPa Tiêu chuẩn áp dụng cho bê tơng có cường độ lớn 60 MPa Khi cần cân nhắc số yếu tố có ảnh hưởng tới mối quan hệ vận tốc xung cường độ loại hàm lượng xi măng, phụ gia, loại cỡ cốt liệu, điều kiện dưỡng hộ, tuổi bê tông thận trọng xử lý kết Tài liệu viện dẫn Các tài liệu viện dẫn sau cần thiết cho việc áp dụng tiêu chuẩn Đối với tài liệu viện dẫn ghi năm cơng bố áp dụng phiên nêu Đối với tài liệu viện dẫn khơng ghi năm cơng bố áp dụng phiên nhất, bao gồm sửa đổi, bổ sung (nếu có) TCVN 3105:1993, Hỗn hợp bê tơng nặng bê tông nặng - Lấy mẫu, chế tạo bảo dưỡng mẫu thử TCVN 3115:1993, Bê tông nặng - Phương pháp xác định khối lượng thể tích TCVN 3118:1993, Bê tông nặng - Phương pháp xác định cường độ nén TCVN 9334:2012, Bê tông - Phương pháp xác định cường độ nén súng bật nẩy BS 1881, Testing concrete Part 209 Recommendations for the measurement of dynamic mudulus of elasticity Thuật ngữ định nghĩa 3.1 Thời gian truyền (Transit time) Thời gian cần thiết xung siêu âm truyền từ đầu dò phát tới đầu dị thu xun qua lớp bê tơng nằm hai đầu dò 3.2 Gốc dùng để đếm thời gian (Onset) Mặt trước xung đếm thời gian thiết bị phát Nguyên lý Xung dao động dọc tạo nhờ phận biến đổi điện âm - sau gọi tắt đầu dò - giữ tiếp xúc với mặt phần bê tông chịu kiểm tra Sau qua chiều dài L biết bê tơng, xung dao động chuyển thành tín hiệu điện nhờ đầu dò thứ hai Thời gian truyền T xung đo nhờ mạch điện đếm thời gian Vận tốc xung V (km/s m/s) tính cơng thức: V= L T (1) đó: L chiều dài đường truyền, gọi đáy đo, tính kilơmét (km) mét (m); T thời gian cần thiết để xung dao động truyền qua hết chiều dài L, tính giây (s) Xung dao động siêu âm sử dụng nhiều so với âm hai lý sau: a) Cho xung có đỉnh nhọn b) Phát lượng cực đại theo phương truyền xung Khi xung truyền vào bê tơng, bị phản xạ nhiều lần mặt tiếp giáp loại vật liệu khác nằm bê tông tạo hệ thống tổng hợp sóng ứng suất, bao gồm sóng dọc sóng ngang lan truyền bê tơng Thiết bị, dụng cụ 5.1 Tổng quát Các phận chủ yếu thiết bị bao gồm phận tạo xung điện, đơi đầu dị, phận khuếch đại phận thiết bị điện đếm thời gian thời điểm lúc xung bắt đầu phát từ đầu dò phát thời điểm xung bắt đầu đến đầu thu - lúc mặt trước xung chạm tới đầu thu Có hai loại thiết bị điện đếm thời gian hiển thị kết đếm, loại dùng hình sóng hiển thị xung nhận thang đo thời gian thích hợp, loại dùng đếm thời gian hiển thị số đọc trực tiếp 5.2 Các đặc tính Các thiết bị cần có đặc tính sau: a) Có khả đo thời gian truyền qua độ dài phạm vi từ 100 mm đến 000 mm (xem 5.7) với độ xác ± 1%, xác định theo trình tự miêu tả 5.6 b) Xung kích thích có độ dốc khơng lớn 1/4 chu kỳ dao động đầu phát (xem 5.3.2) Điều nhằm tạo xung có mặt trước rõ nét c) Khoảng ngắt xung phải đủ lớn để đảm bảo với mẫu bê tông kiểm tra có kích thước nhỏ mặt trước tín hiệu xung nhận không bị ảnh hưởng dội lại xung tạo chu kỳ phát trước d) Quá phạm vi giới hạn nhiệt độ, độ ẩm môi trường xung quanh điện áp nguồn điện mà người chế tạo máy yêu cầu, thiết bị giữ đặc tính 5.3 Đầu dị 5.3.1 Loại đầu dị Các đầu dị có tần số quy định 5.3.2 dùng Loại đầu dò điện áp từ giảo dùng được, song, với dải tần số thấp loại đầu dị từ giảo thích hợp 5.3.2 Tần số đầu dị Thơng thường tần số đầu dị nằm phạm vi từ 20 KHz đến 150 KHz, quãng đường truyền dài dùng loại đầu dị tần số thấp đến 10 KHz ngược lại dùng loại đầu dị có tần số đến MHz cho vữa hồ xi măng Các đầu dò có tần số từ 50 KHz đến 60 KHz thông dụng 5.4 Xác định thời điểm đến mặt trước xung 5.4.1 Tổng quát Mục đích việc xác định đo thời gian cần thiết cho mặt trước xung truyền xuyên qua bê tông Các thiết bị đo phải có khả xác định thời điểm đến phần xung đến sớm Về mặt kỹ thuật, phân biệt tín hiệu xung với nhiễu tỷ lệ tín hiệu xung nhiễu nhỏ 1, song độ xác yêu cầu % thời gian truyền lại đạt tỷ số lớn 5.4.2 Máy hiển thị dao động sóng Trong trường hợp đo thời gian hình sóng xung cần khuếch đại thấy xuất xung cưa trục thời gian Giao điểm mặt trước xung với trục thời gian coi thời điểm đến mặt trước xung Chọn giao điểm làm mốc để đếm thời gian 5.4.3 Thiết bị hiển thị số Khi dùng thiết bị hiển thị số, xung nhận phải khuếch đại định hình theo độ dốc tương ứng xung kích thích để đếm bắt đầu làm việc Bộ đếm phải đếm từ mặt trước xung đếm khoảng thời gian phù hợp với độ xác nêu 5.2 Tuy nhiên, độ xác tuyệt đối thiết bị ln ln bị hạn chế tỷ lệ tín hiệu xung nhiễu Khi dùng thiết bị hiển thị số xảy trường hợp thiết bị hiển thị thời gian sóng thứ hai khơng phải sóng xung khởi động đếm gây Cần xem xét dạng tổng quát kết đo để loại trừ sai số nguyên nhân 5.5 Chỉnh cho thiết bị đếm thời gian Cần chỉnh cho thiết bị đo số đo bị ảnh hưởng độ dốc xung truyền qua vật liệu đầu dò truyền cáp đầu dò Cần điều chỉnh độ dốc xung cách thích hợp cho thiết bị đo để không ảnh hưởng đến kết đo Việc điều chỉnh độ dốc xung thực cách đặt hai đầu dò lên hai đầu đối diện chuẩn biết trước thời gian truyền Trong lần điều chỉnh, phải đặt đầu dò lên hai chuẩn cách Dùng lớp đệm truyền âm mỏng ấn chặt đầu dò lên đầu mút chuẩn Mỗi thay đổi loại đầu dò, thay đổi độ dài cáp, cần chỉnh chuẩn xác cho máy cách hốn vị hai đầu dị Tùy loại cáp ổn định nguồn điện mà chỉnh thường xuyên cho máy 5.6 Kiểm tra độ xác phép đo thời gian truyền Độ xác phép đo thời gian truyền xung phụ thuộc vào thiết bị điện dùng để đo thời gian độ nhạy việc phát mặt đầu xung Cần kiểm tra đặc tính thiết bị cách đo hai chuẩn biết trước thời gian truyền xung chúng với độ xác ± 0,2 μs Cần định kỳ kiểm tra máy năm lần, cần kiểm tra máy bị hư hỏng, hay bị sở chế tạo đưa sửa chữa Việc kiểm tra máy phải nơi chế tạo phịng kiểm chuẩn cơng nhận, vào chuẩn có thời gian truyền theo quy định tiêu chuẩn quốc gia Các phép đo chuẩn thực mô tả 5.4 Kết kiểm tra không sai khác 0,5 % so với trị số biết chuẩn 5.7 Độ xác phép đo độ dài đường truyền Phép đo phải có sai số nhỏ ± % Ở chỗ không đo trực tiếp chiều dài đường truyền dùng kích thước danh nghĩa dung sai theo thiết kế phải ghi điều vào báo cáo Với đường truyền có chiều dài nhỏ 300 mm, không cho phép lấy kích thước theo thiết kế sai số lớn Xác định vận tốc xung 6.1 Cách bố trí đầu dị Để thực việc đo vận tốc xung có ba cách đặt đầu dị sau: a) Hai đầu dò đặt hai mặt đối diện (truyền trực tiếp); b) Hai đầu dò đặt hai bề mặt vng góc (truyền bán trực tiếp); c) Hai đầu dò đặt bề mặt (truyền gián tiếp truyền bề mặt) Ba cách bố trí đầu dị thể Hình 1a, Hình 1b Hình 1c CHÚ THÍCH: T: Đầu dị phát; R: Đầu dị thu Hình - Phương pháp truyền nhận xung 6.2 Xác định vận tốc xung theo phương pháp truyền trực tiếp Nên dùng phương pháp truyền trực tiếp có ưu điểm lượng truyền qua hai đầu dò đạt tới mức lớn độ xác phép đo vận tốc xung bị ảnh hưởng chủ yếu độ xác phép đo độ dài Cần phủ lớp đệm mỏng tốt để tránh hiệu ứng đầu mút vận tốc xung khác vật liệu đệm bê tông gây nên 6.3 Xác định vận tốc xung theo phương pháp truyền bán trực tiếp Phương pháp truyền bán trực tiếp có độ nhạy nằm độ nhạy hai cách truyền kia, phương pháp đo này, độ xác phép đo chiều dài đường truyền có việc lấy khoảng cách tâm hai mặt đầu dò làm chiều dài đường truyền đạt độ xác cần thiết 6.4 Xác định vận tốc xung theo phương pháp truyền gián tiếp Phương pháp truyền gián tiếp dùng bê tông lộ bề mặt, cần xác định chiều sâu vết nứt cần xem xét mối quan hệ chất lượng bề mặt với chất lượng chung bê tông (Điều 9) Phương pháp đo có độ nhạy thấp ba cách đo, với chiều dài đường truyền cho trước, theo phương pháp đo này, biên độ tín hiệu đầu thu % hay % biên độ tín hiệu đo theo phương pháp truyền trực tiếp Trên cấu kiện bê tơng, đo gián tiếp vận tốc xung thường thấp so với đo trực tiếp từ % đến 20 % tùy thuộc chủ yếu vào chất lượng bê tông kiểm tra Khi đo gián tiếp, việc xác định chiều dài đường truyền có phần xác nên cần thực loạt phép đo với đáy đo khác để hạn chế nhược điểm này: đầu phát phải đặt cố định vào mặt bê tông điểm x đầu thu đặt điểm x n xa dần điểm x dọc theo tuyến chọn trước bề mặt bê tông Thời gian truyền xung tương ứng với vị trí x n vẽ thành điểm biểu đồ, qua thấy mối tương quan chúng với đáy đo tương ứng Xem ví dụ Hình đường b Đo độ dốc (tgα) đường thẳng qua điểm vẽ lấy vận tốc xung trung bình bê tơng tuyến chọn Trên tuyến này, điểm có đột biến vận tốc có vết nứt bề mặt có lớp bê tơng bề mặt chất lượng (xem 9.4) vận tốc xung đo đáy đo cá biệt a - Kết bê tơng có lớp chất lượng dày 50 mm (xem 9.4) b - Kết bê tơng đồng Hình - Xác định vận tốc xung phương pháp truyền gián tiếp (bề mặt) 6.5 Áp đầu dò lên mặt bê tông Để đảm bảo xung siêu âm từ đầu phát xuyên qua bê tông phát đầu thu, phải có nối âm tốt bê tơng bề mặt đầu dị Để tiếp âm tốt, bề mặt bê tông cần tạo đủ phẳng cách dùng chất đệm truyền âm đồng thời phải áp mạnh đầu dò lên mặt bê tông Các chất đệm thường dùng dầu mỏ đông, mỡ vơ cơ, xà phịng nhẹ, hồ cao lanh, hồ glycerin… Cần phải đọc số liệu nhiều lần thu giá trị thời gian truyền nhỏ Cần đặt đầu dị lên bề mặt bê tơng phía tiếp giáp với ván khuôn thành khuôn đúc Khi phải đo bề mặt tạo hình cách khác (như trát tay) cần đo tuyến dài so với tuyến đo bình thường Với bề mặt khơng tạo hình khn dùng chiều dài đường truyền tối thiểu 150 mm truyền trực tiếp tối thiểu 400 mm truyền gián tiếp Khi bề mặt bê tơng q xù xì gồ ghề phải làm cho phẳng mài nhẵn vùng áp đầu dị Có thể dùng số loại chất tạo phẳng nhựa epoxy đóng rắn nhanh vữa trát, song phải đảm bảo bám dính tốt chúng với bề mặt bê tông để xung truyền hồn tồn vào bê tơng kiểm tra Lớp tạo phẳng mỏng tốt Nếu lớp dày phải kể đến vận tốc xung tính tốn vận tốc xung bê Để tránh ảnh hưởng rắc rối đến vấn đề tiếp âm tốt đầu dị bề mặt khơng đủ phẳng, cho phép dùng lớp đệm mỏng dùng loại đầu dị đặc biệt phát nhận xung qua mũi nhọn có đường kính mm Khi dùng loại đầu dò đặc biệt, bắt buộc phải chỉnh Khi áp đầu dị khơng cẩn thận, số đọc biến động liên tục, áp đầu dò tốt số đọc nhanh chóng ổn định Các yếu tố có ảnh hưởng đến việc đo vận tốc xung 7.1 Tổng quát Để đảm bảo phép đo vận tốc xung lặp lại phụ thuộc phụ thuộc chủ yếu vào tính chất bê tông kiểm tra, cần phải xem xét yếu tố ảnh hưởng tới vận tốc mối quan hệ yếu tố với đặc tính vật lý bê tơng 7.2 Độ ẩm Độ ẩm có hai tác động đến vận tốc xung: tác động hóa học tác động vật lý Trong việc thiết lập đường chuẩn nhằm dự đốn cường độ bê tơng, hai tác động có vai trị quan trọng Vận tốc xung đo mẫu lập phương dưỡng hộ chuẩn vận tốc xung đo phận kết cấu chế tạo loại bê tơng khác nhiều Sự khác phần lớn điều kiện dưỡng hộ khác tác động lên thủy hóa xi măng gây nên, cịn phần nhỏ lượng nước tự lỗ rỗng gây nên Cần xem xét kỹ tác động đánh giá cường độ bê tông 7.3 Nhiệt độ bê tông Sự thay đổi nhiệt độ bê tông khoảng từ 10 oC đến 30 oC không gây biến đổi lớn đặc trưng cường độ tính đàn hồi Việc hiệu chỉnh kết đo vận tốc xung cần thực khoảng nhiệt độ nằm phạm vi này, cho Bảng Bảng - Ảnh hưởng nhiệt độ tới truyền xung Nhiệt độ, o Hiệu chỉnh vận tốc xung đo được, % C Bê tơng khơ Bê tơng bão hịa nước 60 +5 +4 40 +2 + 1,7 20 0 - 0,5 -1 -4 - 1,5 - 7,5 7.4 Chiều dài đường truyền Đường truyền phải đủ dài để vận tốc xung đo khơng bị ảnh hưởng nhiều tính khơng đồng tự nhiên bê tơng Ngồi điều quy định 7.5, đường truyền phải dài tối thiểu 100 mm bê tông dùng cốt liệu thô 20 mm dài tối thiểu 150 mm bê tông dùng cốt liệu thô từ 20 mm đến 40 mm Khi thay đổi chiều dài đường truyền vận tốc xung không bị ảnh hưởng nhiều, có xu hướng giảm đơi chút chiều dài đường truyền tăng Vận tốc xung giảm khó xác định xác mặt trước xung phụ thuộc vào phương pháp cụ thể dùng để xác định mặt trước xung Sự giảm vận tốc xung thường nhỏ nằm phạm vị độ xác cho phép đo thời gian truyền nêu 5.2 7.5 Hình dạng kích thước mẫu Khi kích thước nhỏ mẫu kiểm tra nhỏ giá trị cực tiểu định vận tốc xung bị giảm tỉ số chiều dài bước sóng xung cạnh nhỏ mẫu nhỏ mức độ giảm Bảng cho mối quan hệ vận tốc xung bê tông, tần số đầu dị kích thước tối thiểu cho phép cạnh mẫu Nếu kích thước tối thiểu nhỏ chiều dài bước sóng dùng cách đo gián tiếp dạng lan truyền sóng thay đổi vận tốc xung thu khác Khi so sánh cấu kiện bê tơng có kích thước khác nhiều điều có ý nghĩa đặc biệt quan trọng Bảng - Ảnh hưởng kích thước mẫu tới truyền xung Kích thước tối thiểu cho phép cạnh mẫu, mm Tần số đầu dò, KHz Khi vận tốc xung bê tông, km/s Vb = 3,5 Vb = 4,0 Vb = 4,5 24 146 167 188 54 65 74 83 82 43 49 55 150 23 27 30 7.6 Ảnh hưởng cốt thép 7.6.1 Tổng quát Vận tốc xung siêu âm vùng bê tông lân cận cốt thép cao vận tốc xung vùng bê tông đơn Mức độ ảnh hưởng thép đến vận tốc xung phụ thuộc vào khoảng cách từ vị trí đo đến cốt thép, vào đường kính cốt thép, vào số lượng thép phương đặt chúng so với đường truyền, bị chi phối tần số xung điều kiện bề mặt cốt thép Việc điều chỉnh giá trị đo kể đến cốt thép làm giảm độ xác tính vận tốc xung bê tơng, nên vị trí khơng có thép nằm nằm gần đường truyền hai đầu dò Nên sử dụng thiết bị đo lớp bảo vệ phương pháp từ để phát vị trí cốt thép 7.6.2 Trường hợp trục thép song song với phương truyền xung Nếu không chọn vị trí đo cho cốt thép khơng nằm song song với đường truyền xung q trình tính tốn phải kể đến có mặt cốt thép cách hiệu chỉnh giá trị vận tốc xung Khi đó, vận tốc xung bê tơng tính theo cơng thức: Vb = × a × Vt × a + (T × Vt − L )2 (2) Với điều kiện: Vt > Vb đó: Vb vận tốc xung siêu âm bê tơng, tính kilômét giây (km/s); Vt vận tốc xung thép, tính kilơmét giây (km/s); a khoảng cách từ mép thép đến đường nối hai điểm gần hai đầu dị, tính milimét, (mm), xem Hình 3; T thời gian truyền, tính microgiây (μs); L chiều dài đường truyền trực tiếp hai đầu dị, tính milimét (mm) Thép khơng có ảnh hưởng khi: a > L Vt − Vb Vt + Vb Và lúc không sử dụng công thức (2) Vùng mà cốt thép có ảnh hưởng đến vận tốc xung phụ thuộc vào giá trị tương đối vận tốc xung thép bê tông, trường hợp thép có đường kính lớn nằm bê tơng chất lượng giới hạn tỷ số a/L có giá trị khoảng 0,25 Trong trường hợp bê tông chất lượng cao, giới hạn a/L lớn 0,15 nhỏ nhiều thép có đường kính nhỏ 12 mm Trong thực tế không phát vùng ảnh hưởng thép có đường kính mm bỏ qua Khó khăn sử dụng cơng thức (2) việc xác định giá trị V t bị ảnh hưởng đường kính thép vận tốc xung vùng bê tơng bao quanh thép Có thể đo vận tốc V t cách truyền xung dọc theo trục thép nằm bê tông bỏ qua lớp bê tông bảo vệ hai đầu thép Cơng thức (2) biến đổi thành dạng sau: Vb = k x Vm (3) Trong đó: Vm vận tốc xung đo (L/T), tính kilômét giây (km/s); k hệ số hiệu chỉnh tính theo cơng thức: Vb a k = γ + x x − γ với γ = Vt L Hình trình bày giá trị γ ứng với giá trị Vb đường kính thép thường gặp dùng loại đầu dị có tần số xung 54 KHz Ứng với giá trị Vb giả thiết, kết hợp trị số tương ứng tra Hình với biểu đồ Hình để dự đốn giá trị k cơng thức (3) Để có giá trị V b gần cần lặp lại nhiều lần trình giả thiết Vb, tra xác định k Các cơng thức có giá trị khoảng cách a lớn lần lớp bảo vệ đầu mút thép Khi khoảng cách a nhỏ xung truyền qua tồn thép Trường hợp thép nằm đường truyền xung hai đầu dị hệ số điều chỉnh tính sau: k=1- Lt x(1 − γ ) L (4) đó: Lt chiều dài thép, tính milimet (mm) Khi bê tơng cốt thép bám dính tốt vùng bê tơng kiểm tra khơng có vết rạn nứt V b có sai số phạm vị ± % 7.6.3 Trường hợp trục thép vng góc với phương truyền xung Lúc này, dùng lý thuyết để tính tốn ảnh hưởng lớn thép với giả thiết xung truyền ngang qua tồn đường kính d thép đường truyền nó, xem minh họa Hình Trong thực tế, dùng đầu dị 54 KHz, bỏ qua ảnh hưởng thép có đường kính nhỏ 20 mm Trường hợp thép có đường kính từ 20 mm đến 50 mm, bám dính tốt với bê tông, ảnh hưởng chúng kể đến cách coi chúng thép có chiều dài chiều dài tổng thể L 't (xem Hình 5) Lúc dùng hệ số k 7.6.2 (công thức(4)) trị số γ lấy từ Hình kể đến việc giảm vận tốc thép Trường hợp thép ngang liên kết không tốt với bê tông ảnh hưởng giảm thép không nằm trực tiếp đường truyền xung hai đầu dị ảnh hưởng khó xác định cách xác Hình - Ảnh hưởng cốt thép đến vận tốc xung thép nằm song song với đường truyền xung Hình - Ảnh hưởng cốt thép đến vận tốc xung Hệ số hiệu chỉnh thép nằm song song với đường truyền xung (với a>2b) (xem Hình 3a) Hình - Ảnh hưởng cốt thép đến vận tốc xung thép nằm vng góc với đường truyền xung Xác định độ đồng bê tông Việc đo vận tốc xung cho phép nghiên cứu độ đồng bê tơng Để đạt mục đích phải lựa chọn hệ thống điểm đo phân bố bề mặt bê tông định kết cấu Số lượng điểm kiểm tra phụ thuộc vào kích thước kết cấu, vào độ xác yêu cầu tính biến động bê tơng Khi kết cấu lớn, làm bê tông đồng nhất, nên dùng mạng lưới điểm đo có khoảng cách m, cấu kiện nhỏ bê tơng có độ biến động lớn cần giảm kích thước lưới điểm đo Khi dùng chiều dài đường truyền T không đổi suốt q trình đo sử dụng giá trị thời gian truyền để đánh giá độ đồng bê tông mà không cần phải chuyển đổi qua vận tốc Trong thực tế, cách làm thích hợp với cách truyền trực tiếp Độ đồng bê tông biểu diễn dạng đại lượng thống kênh độ lệch chuẩn hay hệ số biến động vận tốc xung đo lưới đo Tuy nhiên, dùng thơng số để so sánh biến động cấu kiện bê tơng có kích thước hồn tồn giống Khi đánh giá tầm quan trọng độ biến động, cần kể đến yếu tố tác động đến phận kết cấu kiểm tra Ví dụ phân bố ứng suất kết cấu điều kiện tải trọng tới hạn điều kiện bề mặt kết cấu Xác định khuyết tật 9.1 Tổng quát Việc sử dụng vận tốc xung siêu âm để dị tìm vạch rõ quy mơ khuyết tật bên bê tơng phải chun gia có kinh nghiệm thực Nếu đơn vào kết đo vận tốc xung siêu âm mà đưa kết luận chung nguy hiểm Các khuyết tật nằm hai đầu dị, có kích thước lớn bề rộng đầu dò lớn bước sóng xung siêu âm làm cho thời gian truyền xung bê tông bị kéo dài xung bị nhiễu xạ vùng khuyết tật Hiệu ứng sử dụng để xác định vị trí vết rạn nứt, lỗ rỗng khuyết tật khác có kích thước lớn khoảng 100 mm sâu khoảng 100 mm Việc xác định vị trí khuyết tật đường đồng mức xung siêu âm Tại chỗ bị nứt gắn kết với có lực nén (như cọc chịu lực) xung truyền qua Nếu Hình - Cách bố trí đầu dò để xác định chiều sâu vết nứt 9.4 Dự đốn chiều dày lớp bê tơng chất lượng Có thể dự đốn chiều dày lớp bê tơng bề mặt bị chất lượng (do bị cháy hay tiếp xúc với sunfat, trình sản xuất) qua thời gian truyền xung siêu âm dọc theo bề mặt bê tơng Dùng trình tự nêu Điều 10 để đo kết vẽ biểu đồ Hình Với đáy đo ngắn, xung truyền qua lớp bề mặt độ dốc tgα đường thực nghiệm cho ta vận tốc xung lớp bề mặt Với đáy đo có độ lớn định, xung sau qua mặt phân cách hai lớp truyền lớp bê tơng có chất lượng cao để đến đầu thu độ dốc đường thực nghiệm lúc cho ta vận tốc xung lớp bê tông Dự đoán chiều dày lớp bề mặt bị chất lượng theo khoảng cách x mà thấy độ dốc thay đổi (Hình 2) theo vận tốc xung đo hai lớp bê tông khác công thức sau: t= x0 V − Vh x b Vb + Vh (7) đó: t chiều dày lớp bê tơng chất lượng, tính milimét (mm); Vh vận tốc xung lớp bê tơng bị hư hỏng, tính kilơmét giây (km/s); Vb vận tốc xung lớp bê tông tốt tính kilơmét giây (km/s); x0 khoảng cách từ đầu phát tới điểm có độ dốc thay đổi, tính milimét (mm) Phương pháp áp dụng cho bề mặt bê tông rộng lớn, lớp bê tơng chất lượng có chiều dày tương đối đồng có V h nhỏ hẳn Vb Những vùng hư hỏng rỗ tổ ong cục khó xác định hơn, dùng hai phương pháp truyền trực tiếp truyền bề mặt tìm chiều dày gần lớp 10 Xác định thay đổi tính chất bê tơng Có thể xác định thay đổi tính chất bê tơng cách đo vận tốc xung nhiều lần thời điểm khác với loại đầu dò vị trí Sự thay đổi vận tốc xung thường biểu thị thay đổi cường độ có thuận lợi đo suốt thời gian nghiên cứu mẫu thí nghiệm Việc đo vận tốc xung đặc biệt thích hợp để theo dõi q trình đóng rắn bê tơng, thời gian 36 h Lúc này, vận tốc xung thay đổi nhanh thay đổi hóa lý cấu trúc vữa xi măng muốn theo dõi chặt chẽ trình thay đổi nên đo cách h hay h lần Sau 36 h này, khoảng cách hai lần đo kéo dài đến ngày 11 Quan hệ vận tốc xung cường độ 11.1 Tổng quát Chất lượng bê tông thường biểu cường độ việc đo vận tốc xung siêu âm dùng để dự đoán cường độ Quan hệ vận tốc xung siêu âm cường độ bị chi phối số yếu tố bao gồm tuổi, điều kiện dưỡng hộ, điều kiện độ ẩm, tỷ lệ cấp phối, loại cốt liệu loại xi măng Nếu yêu cầu dự đoán cường độ loại bê tơng cần xây dựng quan hệ cường độ vận tốc xung (sau gọi đường chuẩn V-R) cho riêng loại bê tơng Đường chuẩn thiết lập thực nghiệm sở thí nghiệm lượng mẫu đủ lớn để bao trùm phạm vi cường độ cần có đủ độ tin cậy mặt thống kê Việc thiết lập đường chuẩn vận tốc xung với cường độ tiến hành phương pháp thí nghiệm mơ tả TCVN 3118:1993 cách tiến hành thí nghiệm kết cấu hay cấu kiện hoàn chỉnh Độ tin cậy đường chuẩn phụ thuộc vào lượng mẫu đại diện cho kết cấu kiểm tra Để thuận tiện, người ta xây dựng đường chuẩn cách thí nghiệm mẫu đúc Thực nghiệm cho thấy đường chuẩn dựa mẫu đúc cho dự đoán cường độ thấp so với cường độ thu từ mẫu cắt khoan kết cấu 11.2 Đường chuẩn dựa mẫu đúc Cường độ bê tơng biến thiên theo thay đổi của: a) Tỷ lệ nước xi măng; b) Tuổi lúc thí nghiệm Yêu cầu sử dụng phương pháp thay đổi cường độ định để xây dựng đường chuẩn cụ thể phương pháp phải phù hợp với yêu cầu đề Đường chuẩn V-R tin cậy cường độ bê tông tăng dần lên Khi yêu cầu giám sát phát triển cường độ dùng quan hệ vận tốc xung thay đổi tuổi bê tơng, cịn u cầu kiểm tra chất lượng bê tơng dùng đường chuẩn vận tốc xung thay đổi tỷ lệ nước xi măng thích hợp Việc tạo mẫu tiến hành theo TCVN 3105:1993 Mỗi mẻ trộn nên tạo mẫu Vận tốc xung nên đo mẫu thí nghiệm hai mặt giáp thành khuôn Với mẫu dầm, để đạt độ xác cao hơn, phải đo vận tốc xung suốt dọc chiều dài dầm Với mẫu thí nghiệm nên đo lần với vị trí đầu dị đặt đỉnh, đáy mẫu (xem Bảng kích thước mẫu) Thời gian truyền xung đo mẫu biến thiên khoảng ± % giá trị trung bình lần đo, khơng loại bỏ, coi mẫu dị thường Sau nên thí nghiệm xác định cường độ chịu nén mẫu theo phương pháp mô tả TCVN 3118:1993 Trị số trung bình vận tốc xung trị số trung bình cường độ thu tổ mẫu gồm mẫu giống số liệu để xây dựng đường chuẩn Đường chuẩn có giá trị với mẫu chế tạo, bảo dưỡng, thí nghiệm phương pháp Nếu dùng cách dưỡng hộ khí thay cho cách dưỡng hộ nước phải có đường chuẩn khác thay 11.3 Đường chuẩn dựa lõi khoan Khi xây dựng đường chuẩn cách thí nghiệm lõi khoan khơng thể thay đổi cường độ bê tông cách chủ động Cho nên phải đo vận tốc xung riêng cho vùng có chất lượng khác dùng giới hạn cường độ lõi khoan vùng tương ứng để xây dựng đường chuẩn Khi xây dựng đường chuẩn lưu ý phải dùng vận tốc xung đo kết cấu vùng lõi khoan, không dùng vận tốc xung đo lõi khoan sau cắt đầu ngâm nước vận tốc xung thường cao vận tốc xung đo kết cấu Khoan thí nghiệm lõi khoan theo TCVN 3118:1993 đường chuẩn xây dựng mô tả 11.2 Với loại bê tông không dưỡng hộ chuẩn đường chuẩn V-R có dạng giống Bởi dùng đường chuẩn khác để ngoại suy phần đường chuẩn bị thiếu xây dựng từ lõi khoan 11.4 Đường chuẩn cường độ cấu kiện đúc sẵn Khi đòi hỏi phận đúc sẵn phải đạt cường độ yêu cầu xây dựng đường chuẩn vận tốc xung với riêng loại cường độ Khi thiết lập đường chuẩn cần tiến hành đo vận tốc xung vùng dự đốn bê tơng bị hư hỏng chịu tải thí nghiệm Sử dụng trình tự mơ tả 11.2 để xây dựng biểu đồ quan hệ 11.5 Kết hợp vận tốc xung với phép đo khác Việc dự đoán cường độ đạt độ xác cao kết hợp kết đo vận tốc xung với kết đo trị số bật nảy súng mơ tả TCVN 9334:2012 Độ xác đạt cao kết hợp vận tốc xung siêu âm với kết đo khối lượng thể tích Ở kết cấu, nên đo khối lượng thể tích tuyến đo vận tốc xung Để đo khối lượng thể tích dùng phương pháp mơ tả TCVN 3115:1993, với điều kiện loại trừ ảnh hưởng cốt thép Sau xây dựng đường chuẩn riêng cho phạm vi khối lượng thể tích yêu cầu 12 Xác định môđun đàn hồi hệ số Poisson động Mối quan hệ số đàn hồi vận tốc xung truyền môi trường đàn hồi đẳng hướng, kích thước vơ hạn cho cơng thức sau: Eđ = ρ × V × (1 + v ) × (1 − × v ) (1 − v ) (8) Trong đó: Eđ mơ đun đàn hồi động, tính megapascan (MPa); v hệ số Poisson động; ρ khối lượng thể tích, tính kilơgam mét khối (kg/m 3); V vận tốc xung, tính kilơmét giây (km/s) Ở phịng thí nghiệm, tỷ số Eđ/ ρ tính từ cơng thức: Eđ = × n2 × L2 × 10 − ρ (9) Trong đó: n tần số cộng hưởng, tính héc (Hz), xác định theo BS 1881 Part 209; L chiều dài mẫu thử, tính mét (m) Kết hợp cơng thức (8) (9) ta có: (1 + v ) × (1 − × v ) × n2 × L2 × 10 −6 = (1 − v ) V2 Trị số v xác định từ Bảng (10) Thường khơng thể tiến hành thí nghiệm cộng hưởng phận kết cấu để xác định đặc tính chúng Có thể sử dụng kinh nghiệm để dự đốn giá trị mơđun đàn hồi tĩnh động từ vận tốc xung đo điểm kết cấu Với loại bê tông thông thường chế tạo từ cốt liệu tự nhiên lấy mơđun đàn hồi tĩnh động Bảng Khi dự đốn mơđun đàn hồi theo bảng đạt sai số nhỏ 10% Bảng - Trị số v n × L × 10 −3 V v 0,257 0,45 0,342 0,40 0,395 0,35 0,431 0,30 0,456 0,25 0,474 0,20 0,487 0,15 0,494 0,10 0,499 0,05 Bảng - Mối quan hệ theo kinh nghiệm môđun đàn hồi tĩnh động với vận tốc xung Môđun đàn hồi Vận tốc xung (km/s) (MPa) Động Tĩnh 3,6 24000 13000 3,8 26000 15000 4,0 29000 18000 4,2 32000 22000 4,4 36000 27000 4,6 42000 34000 4,8 49000 43000 5,0 58000 52000 13 Báo cáo thử nghiệm Báo cáo cần khẳng định vận tốc xung siêu âm xác định theo dẫn tiêu chuẩn nên bao gồm thông tin sau: a) Ngày địa điểm làm thí nghiệm; b) Mô tả kết cấu hay mẫu chịu kiểm tra; c) Thành phần bê tông, bao gồm; Loại xi măng; Hàm lượng xi măng; Tỷ lệ nước/xi măng; Loại cốt liệu kích thước; Loại phụ gia (nếu có); d) Điều kiện dưỡng hộ tuổi bê tơng thời điểm thí nghiệm; e) Đặc điểm kỹ thuật môi trường bao quanh bê tơng; f) Sơ đồ vị trí đặt đầu dò đường truyền xung Trên sơ đồ nên thể chi tiết cốt thép ống dẫn lân cận vùng thí nghiệm; g) Điều kiện bề mặt điểm thí nghiệm (độ nhẵn, trát thủ cơng, độ ráp, có vết nứt hay mảnh vụn hư hỏng hỏa hoạn); h) Dự đốn độ ẩm bên bê tơng thời điểm thí nghiệm điều kiện dưỡng hộ lâu dài (ở hiểu bề mặt ướt, làm khô bề mặt (ngay tháo khn) hay để khơ khơng khí (khi tháo khuôn điều kiện khô)); i) Loại cấu tạo thiết bị đo, độ xác, tần số xung đặc tính đặc biệt nào; j) Chiều dài đường truyền, phương pháp đo độ xác dự đốn phép đo; k) Trị số vận tốc xung đo (kể hiệu chỉnh cần thiết nhiệt độ, ảnh hưởng thép…); l) Kết dự đoán cường độ, khuyết tật, độ đồng nhất…tùy theo yêu cầu kiểm tra Phụ lục A (Tham khảo) Phương pháp xác định hệ số chuyển đổi vận tốc xung xác định theo phương pháp gián tiếp sang vận tốc xung xác định phương pháp trực tiếp A1 Việc xác định hệ số chuyển đổi (K) từ vận tốc xung siêu âm đo theo phương pháp gián tiếp thành vận tốc xung đo theo phương pháp trực tiếp thực chuẩn bị thí nghiệm kết cấu thực năm lần A2 Chế tạo mẫu lăng trụ có kích thước 100 mm x 100 mm x 200 mm theo yêu cầu TCVN 3105:1993 từ mẻ trộn khác Các mẻ trộn có cấp phối, công nghệ chế tạo chế độ bảo dưỡng kết cấu kiểm tra theo phương pháp gián tiếp A.3 Đo vận tốc xung siêu âm cho mẫu, với chuẩn đo, theo sơ đồ cho Hình A1 Chuẩn đo nhỏ 120 mm Bề mặt bê tông mẫu kết cấu, nơi đo vận tốc xung theo phương pháp gián tiếp, phải có vị trí tương đối so với ván khuôn so với phương đổ bê tông Đo thời gian truyền xung theo phương pháp bề mặt lần cho vùng đo A.4 Hệ số chuyển đổi (K) tính theo cơng thức: K= n × ∑ Ki n i =1 (A.1) Ki hệ số chuyển đổi xác định theo kết thí nghiệm mẫu thứ i, tính theo công thức: Ki = Vi Vmi (A.2) Vi vận tốc xung trung bình mẫu thứ i, đo phương pháp trực tiếp; Vmi vận tốc xung trung bình mẫu thứ i, đo phương pháp gián tiếp; n số lượng mẫu thí nghiệm để xác định hệ số K A.5 Độ lệch bình phương trung bình (Sk) hệ số chuyển đổi K tính theo cơng thức: Sk = W x dn (A.3) đó: W = Kmax - Kmin ; Kmax giá trị lớn Ki (1 ≤ i ≤ n); Kmin giá trị nhỏ Ki (1 ≤ i ≤ n); dn hệ số, lấy theo Bảng A1 tùy theo số lượng mẫu n Bảng A1 - Giá trị hệ số dn tùy theo lượng mẫu thí nghiệm n 10 dn 2,51 3,0 3,47 3,92 4,35 Trị số Sk sử dụng để tính sai số đường chuẩn, nói đến B.3 - Phụ lục B CHÚ THÍCH: a - Sơ đồ thí nghiệm mẫu lăng trụ theo phương pháp truyền trực tiếp; b - Sơ đồ thí nghiệm mẫu lăng trụ theo phương pháp gián tiếp (bề mặt); - Phương đúc mẫu Hình A.1 Sơ đồ thí nghiệm mẫu để xác định hệ số chuyển đổi K A.6 Cho phép tiến hành đo vận tốc xung siêu âm theo A.3 vùng kết cấu mà điều kiện kỹ thuật cho phép đo theo phương pháp trực tiếp gián tiếp Số lượng vùng đo kết cấu vùng A.7 Vận tốc xung dùng để xây dựng đường chuẩn R-V có kể đến hệ số K tính theo cơng thức: V=Kx L x 103 Tm (A.4) Trong đó: Tm thời gian truyền xung đo theo phương pháp gián tiếp, tính micro giây (μs); L chuẩn đo, tính milimét (mm); V tính mét giây (m/s) Chuẩn đo giống xác định hệ số K đo kết cấu không lớn 400 mm Phụ lục B (Tham khảo) Phương pháp xây dựng đường chuẩn V-R Để xây dựng đường chuẩn V-R cần đúc từ 30 đến 60 mẫu lập phương cạnh 15 cm cạnh 10 cm, dưỡng hộ mẫu tuổi thí nghiệm, đo vận tốc xung siêu âm V i Thí nghiệm nén mẫu để xác định cường độ Rmi tổ mẫu (loại bỏ kết thí nghiệm dị thường), tiến hành xây dựng đường chuẩn theo trình tự sau: B.1 Xác định quan hệ V R: Quan hệ V R có dạng tuyến tính phi tuyến - Khi Rmimax - Rmimin ≤ (60 - 0,1 x Rm )% dùng phương trình dạng tuyến tính: R = a0 + a1 x V (B.1) - Trường hợp cịn lại dùng phương trình dạng phi tuyến tuyến (hàm số mũ): R = b0 x eb1V đó: V vận tốc xung siêu âm mẫu; R cường độ bê tông xác định theo phương trình; Rm cường độ nén trung bình tất tổ mẫu; Rmimax cường độ nén lớn tất tổ mẫu; Rmimin cường độ nén nhỏ tất tổ mẫu; Các hệ số a0, a1, b0, b1 tính sau: a0 = R m - a x V (B.3) n ∑ (Rm −Rmi ) × ( V − Vi ) a1 = i =1 (B.4) n ∑ ( V − Vi )2 i =1 n ∑ ( V − Vi ) × (ln Rm − ln Rmi ) b1 = i =1 (B.5) n ∑ ( V − Vi )2 i =1 b0 = e ln Rm −b1 V (B.6) (B.2) n ∑ Rmi (B.7) i =1 Rm = n n ∑ Vi (B.8) i =1 V= n n ln Rm = ∑ ln Rmi (B.9) i =1 n Trong đó: Rmi cường độ mẫu thứ i; Vi vận tốc tổ mẫu thứ i; n số tổ mẫu thí nghiệm để xây dựng đường chuẩn B.2 Việc hiệu chỉnh đường chuẩn thực cách loại bỏ mẫu không thỏa mãn điều kiện: Ri − Rmi S ≤2 (B.10) Trong đó: S độ lệch bình phương trung bình, xác định theo công thức: n S= ∑ (Rmi − Ri )2 i =1 (B.11) n−2 đó: Ri cường độ tổ mẫu thứ i xác định theo đường chuẩn xây dựng; Ri = a0 + a1 x Vi phương trình (B.1) Ri = b0 x e phương trình (B.2) Sau đường chuẩn xây dựng lại theo kết tổ mẫu lại Việc hiệu chỉnh đường chuẩn thực kết tổ mẫu thỏa mãn điều kiện (B.10) B.3 Sai số cường độ bê tông xác định đường chuẩn vừa xây dựng, tính theo cơng thức: Sc = S + q2 × S k (B.12) Trong đó: S k độ lệch bình phương trung bình hệ số chuyển đổi K từ vận tốc đo theo phương pháp bề mặt sang vận tốc đo theo phương pháp xuyên âm Nếu khơng có hệ số chuyển đổi S k = 0; q hệ số tính Rm - a0 sử dụng phương trình (B.1) Rm × ln Rm dùng phương b0 trình (B.2) Nếu Sc/Rm x 100% > 12 % khơng phép dùng đường chuẩn B.4 Vẫn cho phép dùng phương trình (B.1) để xây dựng Rmimax - Rmimin > (60 - 0,1 x Rm ) Sc/Rmx100%≤12% B.5 Kiểm tra đường chuẩn cần tiến hành định kỳ hai tháng lần cách sau: B.5.1 Chế tạo sáu tổ mẫu Xác định vận tốc Vi cường độ Rmi tổ mẫu theo 11.2 tiêu chuẩn Ứng với Vi tổ mẫu, xác định Ri tương ứng đường chuẩn sử dụng Tính vận tốc trung bình V tất tổ mẫu để kiểm tra đường chuẩn Chia tổ mẫu thành hai nhóm: - Nhóm thứ gồm tổ mẫu có vận tốc xung nhỏ V ; - Nhóm thứ hai gồm tổ mẫu lại B.5.2 Đường chuẩn tiếp tục sử dụng đồng thời thỏa mãn điều kiện sau: - Chênh lệch Rmi - Ri tổ mẫu phải khác dấu - Phải thỏa mãn bất đẳng thức: Sn < 1,5 x Sc đó: n ∑ (Rmi − Ri )2 Sn = i =1 (B.14) n −1 n số tổ mẫu thí nghiệm để kiểm tra đường chuẩn - Chênh lệch Rmi - Ri nhóm mẫu nhóm mẫu khơng dấu B.6 Khi dùng loại thiết bị tần số đầu dò khác phải kiểm tra đường chuẩn theo B.5 nói B.7 Ví dụ việc xây dựng đường chuẩn B.7.1 Thiết lập đường chuẩn vận tốc-cường độ để kiểm tra cường độ bê tông lúc tháo khuôn Yêu cầu kiểm tra cường độ bê tông kết cấu phương pháp siêu âm bê tông mác 25 Để xây dựng đường chuẩn "R-V", tạo 20 tổ mẫu lập phương cạnh 10 cm ngày Mẫu dưỡng hộ nhiệt thí nghiệm tuổi h đến h sau dưỡng hộ Sau loại bỏ số liệu dị thường, kết thí nghiệm mẫu cho Bảng B.1 Cường độ Rm (MPa) vận tốc xung siêu âm trung bình V (m/s) là: Rm = V= 20,6 + 26,0 + + 33,3 = 27,79 20 4029 + 4371 + + 4436 = 4239,4 20 Cường độ lớn nhỏ mẫu Rmmin = 20,6 MPa; Rmmax = 36,9 MPa (tổ mẫu số tổ mẫu số 17) Vì Rmmax - Rmmin = 16,3 MPa < x 27,79 x (60 - 27,79)/100 = 17,9 MPa nên dùng đường chuẩn dạng tuyến tính Ri = a0 + a1 x V Các hệ số a0, a1 tính tốn theo công thức (B.3),(B.4): a1 = (27,79 − 20,6)x( 4239,4 − 4029 ) + (27,79 − 26,0)x( 4239,4 − 4371) + + = 0,0301 ( 4239,4 − 4029 )2 + ( 4239,4 − 4371)2 + + ( 4239,4 − 4436 )2 a0 = 27,79 - 0,0301 x 4239,4 = -99,92 Bởi đường chuẩn mô tả phương trình: Ri = 0,0301 x V - 99,92 Các giá trị cường độ Ri tính theo phương trình đường chuẩn ghi Bảng B.1 Độ lệch bình phương trung bình xác định theo cơng thức (B.11) bằng: (20,6 − 21,35 )2 + (26,0 − 31,65)2 + + (33,3 − 33,6)2 = 2,8 MPa 18 S= Khi so sánh giá trị Rmi tổ mẫu với Ri xác định đường chuẩn (Bảng B.1) thấy tổ mẫu thứ hai không thỏa mãn điều kiện (B.10), loại bỏ tổ mẫu Tính giá trị Rm , V hệ số a0, a1 theo kết 19 tổ mẫu lại: Rm = 20,6 + 22,0 + + 33,3 = 27,88 MPa; 19 Rm = 4029 + 4080 + + 4436 = 4232,4 m/s 19 a1 = (27,88 − 20,6)x( 4232,4 − 4029 ) + (27,88 − 22,0)x( 4232,4 − 4080 ) + + = 0,0325 ( 4232,4 − 4029 )2 + ( 4232,4 − 4080 ) + + ( 4232,4 − 4436 )2 a0 = 27,88 - 0,0325 x 4232,4 = -109,68 S= (20,6 − 21,26)2 + (22,0 − 22,92)2 + + (33,3 − 34,49 )2 = 2,48 MPa 17 Ri − Rmi < với tất tổ mẫu Bởi không cần S phải hiệu chỉnh đường chuẩn sử dụng phương trình sau để làm đường chuẩn: Đường chuẩn vừa hiệu chỉnh có tỉ số Ri = 0,0325 x V - 109,68 Bảng B.1 - Số liệu xây dựng đường chuẩn V - R Thứ tự tổ mẫu Vận tốc xung Vi, m/s Ri − Rmi S Cường độ, MPa Theo kết nén mẫu, (Rmi) Theo đường chuẩn (Ri) Chưa xử lý Sau xử lý Chưa xử lý Sau xử lý Chú thích Loại bỏ 029 20,6 21,35 21,26 0,27 0,27 371 26,0 31,65 - 2,02 - 080 22,0 22,89 22,92 0,32 0,37 4 097 26,3 23,40 23,47 -1,04 -1,14 116 21,1 23,97 23,09 1,03 1,21 137 23,4 24,60 24,77 0,43 0,55 136 26,0 24,57 24,74 -0,51 -0,51 187 26,4 26,11 26,40 -0,10 195 29,2 26,35 26,66 -1,02 -1,03 10 248 25,5 27,94 28,38 0,87 1,16 11 232 28,5 27,46 27,86 -0,37 -0,26 12 285 25,0 29,06 29,58 1,45 1,85 13 267 31,6 28,52 29,00 -1,10 -1,05 14 037 21,7 21,59 21,52 -0,04 -0,07 15 316 34,3 30,00 30,59 -1,54 -1,50 16 352 30,5 31,08 31,76 0,21 0,51 17 398 36,9 32,46 33,26 -1,59 -1,47 18 393 34,5 32,31 33,09 -0,78 -0,57 19 475 33,0 34,78 31,76 0,64 1,11 20 436 33,3 33,60 34,49 0,11 0,48 Đường chuẩn trước sau hiệu chỉnh trình bày Hình B.1 CHÚ DẪN: (…) Đường chuẩn trước hiệu chỉnh ( ) Đường chuẩn hiệu chỉnh (x) Tổ mẫu bị loại bỏ Hình B.1 - Biểu đồ đường chuẩn trước sau hiệu chỉnh B.7.2 Đánh giá sai số xác định cường độ theo kết đo siêu âm Cường độ bê tông kết cấu kiểm tra theo đường chuẩn vừa xây dựng Tiến hành kiểm tra phương pháp siêu âm, không dùng hệ số chuyển đổi Lúc này, sai số cường độ tính tốn theo cơng thức (B.12): Sc = S + q0 Sc 2,48 x100% = x100% = 8,90 < 12% nên phép dùng đường chuẩn để xác định cường 27,88 Rm độ bê tơng Vì Phụ lục C (Tham khảo) Đánh giá độ đồng dị tìm khuyết tật bê tơng cơng trình phương pháp siêu âm C.1 Đánh giá độ đồng Để đánh giá độ đồng bê tông, tiến hành đo vận tốc xung siêu âm bê tông theo mạng lưới đo Lưu ý lựa chọn mạng lưới điểm đo cho phù hợp với kích thước cấu kiện chất lượng bê tơng Sau có kết đo vận tốc xung, xem xét mức độ đồng theo cách sau: Biểu diễn kết đo vận tốc xung thành biểu đồ Sự phân tán biểu đồ hẹp độ đồng bê tông cao ngược lại Hình C.1 cho thấy biểu đồ đặc trưng cho độ đồng loại bê tông khác Dựa theo dạng biểu đồ để nhận xét sơ Sau tính độ đồng bê tông hệ số biến động kết đo vận tốc xung Với tiêu chuẩn chất lượng xây dựng thơng thường giá trị hệ số có biến động từ % đến % cho kết cấu chế tạo đồng Hiện chưa có quy định cụ thể giới hạn giá trị độ biến động yêu cầu kiểm tra cường độ bê tơng kết cấu cơng trình phương pháp siêu âm a, Đối với bê tông đồng b, Đối với bê tơng rỗ tổ ong Hình C.1 - Biểu đồ đặc trưng cho độ đồng bê tông c, Đối với bê tông gồm hai loại chất lượng khác Hình C.1 - Biểu đồ đặc trưng cho độ đồng bê tông (kết thúc) C.2 Dị tìm lỗ rỗng Để dị tìm lỗ rỗng định cỡ tiến hành đo vận tốc xung siêu âm mạng lưới điểm đo phủ bề mặt bê tông vùng nghi ngờ có khuyết tật Phải lưu ý lựa chọn kích thước lưới đo cho thích hợp Sau vẽ đường đồng mức vận tốc xung điểm mạng lưới đo Ở chỗ mà vận tốc xung thay đổi nhanh phạm vi diện tích bề mặt bê tơng nhỏ thể mức độ dày sít đường đồng mức vận tốc có lỗ rỗng Để phác họa cụ thể vị trí lỗ rỗng cần phải dùng phép tính gần Dùng phương pháp thống kê để vạch đường biên lỗ rỗng với lập luận sau: Giả sử kết đo phân bố thơng thường có độ tin cậy 95% giới hạn độ tin cậy thấp tính theo cơng thức V - 1,96 x σ V giá trị trung bình vận tốc xung, σ độ lệch chuẩn vận tốc xung (đã loại trừ giá trị thấp) Các kết đo V thấp giới hạn chắn bị tác động yếu tố khác (ở muốn nói tới lỗ rỗng) Đường biểu diễn giới hạn độ tin cậy thấp (trên bề mặt bê tông đo V) coi chu vi lỗ rỗng Phương pháp đáng tin cậy lỗ rỗng có biên rõ ràng nằm vùng bê tơng có độ đồng cao Phương pháp dị tìm phác họa lỗ rỗng kiểm chứng cách đo V cho số mẫu bê tông tạo trước lỗ rỗng có kích thước khác Lưới đo có kích thước 50 m Kết đo thể Hình C.2 Hình vẽ cho thấy vận tốc xung giảm nhanh phía tâm lỗ rỗng đường đồng mức vận tốc chụm lại với nhau, vận tốc xung bên lỗ rỗng thấp giá trị vận tốc xung trung bình nhiều Và đường giới hạn độ tin cậy thấp bám sát với biên độ lỗ rỗng Khi tiến hành đo V, vẽ đường đồng mức V mặt vng góc với ta có hình ảnh không gian chiều lỗ rỗng CHÚ DẪN: (…) Giới hạn độ tin cậy thấp ( ) Đường biên thực lỗ rỗng Hình C.2 - Đường bao vận tốc xung siêu âm đo mẫu MỤC LỤC Phạm vi áp dụng Tài liệu viện dẫn Thuật ngữ định nghĩa Nguyên lý Thiết bị, dụng cụ Xác định vận tốc xung Các yếu tố ảnh hưởng đến việc đo vận tốc xung Xác định độ đồng bê tông Xác định khuyết tật 10 Xác định thay đổi tính chất bê tơng 11 Quan hệ vận tốc xung cường độ 12 Xác định mô đun đàn hồi hệ số Poisson động 13 Báo cáo thử nghiệm Phụ lục A (tham khảo) Phương pháp xác định hệ số chuyển đổi vận tốc xung xác định theo phương pháp gián tiếp sang vận tốc xung xác định phương pháp trực tiếp Phụ lục B (Tham khảo) Phương pháp xây dựng đường chuẩn V-R Phụ lục C (Tham khảo) Đánh giá độ đồng dị tìm khuyết tật bê tơng cơng trình phương pháp siêu âm ... Phương pháp xác định hệ số chuyển đổi vận tốc xung xác định theo phương pháp gián tiếp sang vận tốc xung xác định phương pháp trực tiếp A1 Việc xác định hệ số chuyển đổi (K) từ vận tốc xung siêu âm. .. bê tơng đồng Hình - Xác định vận tốc xung phương pháp truyền gián tiếp (bề mặt) 6.5 Áp đầu dị lên mặt bê tơng Để đảm bảo xung siêu âm từ đầu phát xuyên qua bê tông phát đầu thu, phải có nối âm. .. (tham khảo) Phương pháp xác định hệ số chuyển đổi vận tốc xung xác định theo phương pháp gián tiếp sang vận tốc xung xác định phương pháp trực tiếp Phụ lục B (Tham khảo) Phương pháp xây dựng đường