1、混凝土打擊試驗(yàn)裝置Concrete Test & Surveyor CTS-02V4,三聯(lián)科技 鄭印呈,大綱,非破壞檢測(cè)基本概念何謂反彈錘 (Schmidt Hammer)CTS之概要應(yīng)用範(fàn)圍結(jié)語(yǔ),非破壞性檢測(cè)之基本概念,非破壞性檢測(cè)(Nondestructive Testing, NDT)顧名思義是以不會(huì)破壞結(jié)構(gòu)體之方式來(lái)檢測(cè)結(jié)構(gòu)物內(nèi)部之劣化現(xiàn)象及程度之一種檢測(cè)方式，其原理是藉著某種媒介物(Medium)，例如聲、

2、光、電、磁等媒介進(jìn)行間接之檢測(cè)，較其他一般直接檢測(cè)方式，例如機(jī)械量規(guī)、敲擊探傷等更具靈敏與快速的特性。,非破壞性檢測(cè)之基本概念,近年來(lái)非破壞性檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展已趨成熟，且廣泛應(yīng)用在醫(yī)療及工業(yè)檢驗(yàn)方面，例如超音波檢驗(yàn)、X光檢查、斷層掃描等都是非破壞性檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用。,基樁完整性檢測(cè),監(jiān)測(cè)？檢測(cè)？,當(dāng)山坡地社區(qū)經(jīng)目視檢查發(fā)現(xiàn)其擋土設(shè)施或坡面有開(kāi)裂、變形等異常情形發(fā)生時(shí)，居民的第一個(gè)反應(yīng)常是：「我的房子安不安全？有沒(méi)有立即的危險(xiǎn)？需不需要立即處

3、理？」；即便沒(méi)有異常現(xiàn)象，基於『居安思?！坏男膽B(tài)，我們也會(huì)想到：「這些擋土設(shè)施有沒(méi)有老化?還能夠撐多久?」,,,,,,,擋土牆非破壞性檢測(cè)方法,一、擋土牆及基地土層調(diào)查--透地雷達(dá)利用透地雷達(dá)掃描，可以測(cè)出擋土牆厚度、鋼筋位置及數(shù)量，研判擋土牆裂縫深度及牆背後是否有空洞等狀況。 二、裂縫深度測(cè)量--敲擊回音法 所謂敲擊回音法顧名思義即是利用「聲波」當(dāng)作介質(zhì)，來(lái)偵測(cè)混凝土裂縫深度及內(nèi)部瑕疵的一種檢驗(yàn)方式。 三、混凝土強(qiáng)度檢測(cè)

4、--反彈錘試驗(yàn)法 反彈錘(施密特錘)試驗(yàn)的概念主要是利用混凝土表面的硬度來(lái)推測(cè)混凝土的抗壓強(qiáng)度。 四、鋼筋腐蝕檢測(cè) 利用鋼筋腐蝕偵測(cè)儀來(lái)確定鋼筋銹蝕範(fàn)圍，其量測(cè)原理是利用電位差來(lái)評(píng)估鋼筋鏽蝕,儀器檢測(cè)項(xiàng)目－混凝土,混凝土檢測(cè)－反彈錘,衝錘法(Rebound Hammer Method)又稱(chēng)為反彈錘法，此法係由瑞士工程師Schmidt於1948年所研發(fā)出來(lái)的，為目前較常用於測(cè)定混凝土強(qiáng)度的表面硬度法，且此法已被列入CNS國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)

5、中。如圖所示，反彈錘的構(gòu)造主要有四部份：（1）外殼（2）衝擊桿（3）鎚塊（4）彈簧,外殼,,衝擊桿,彈簧,錘塊,,,,混凝土檢測(cè)－反彈錘強(qiáng)度檢測(cè),原理：利用反彈錘撞擊混凝土表面的反彈數(shù)(ReboundNumber)來(lái)求得混凝土表面的硬度，並來(lái)推測(cè)其抗壓強(qiáng)度,混凝土檢測(cè)－反彈錘強(qiáng)度檢測(cè),施作方式：每一處待測(cè)表面至少撞擊10次以上，撞擊點(diǎn)之間須至少間隔2.5cm，每一處取平均作為該處檢測(cè)值。異常數(shù)據(jù)之排除：過(guò)大或過(guò)小之?dāng)?shù)據(jù)(超過(guò)平均值20

6、%以上)應(yīng)排除或補(bǔ)作。,反彈錘之優(yōu)缺點(diǎn),優(yōu)點(diǎn)：1. 試驗(yàn)快速、簡(jiǎn)便，試驗(yàn)費(fèi)用便宜。2. 不會(huì)對(duì)試體造成很大的破壞。3. 由於衝錘的重量很輕，因此衝錘法同時(shí)適合在試驗(yàn)室及工地上的試驗(yàn)之用。缺點(diǎn)：1.試驗(yàn)表面光滑度或老化程度。2.混凝土溼度對(duì)衝錘的測(cè)試結(jié)果有影響。3. 老舊結(jié)構(gòu)物由於受週遭環(huán)境之影響。4. 衝錘與試體表面間之夾角會(huì)導(dǎo)致估算混凝土強(qiáng)度時(shí)的誤差。,混凝土檢測(cè)－ CTS,裝置之概要 混凝土測(cè)定器(Concre

7、te Test and Surveyor Type2 Version 4)是混凝土之壓縮強(qiáng)度推定用之非破壞檢查裝置。 本裝置是混凝土構(gòu)造物之壓縮強(qiáng)度推定和表面附近之劣化、剝離等健全性之檢查使用。,基本規(guī)格,各部之名稱(chēng)(主體),,,,各部之名稱(chēng)(鎚),CTS測(cè)量原理,CTS-02V4之鎚頭內(nèi)藏有加速度計(jì)，依此加速度計(jì)可測(cè)量打擊力波形，如下圖是表示實(shí)際打擊RC構(gòu)造物時(shí)得到打擊力波形。,基本原理,假設(shè)混凝土為完全彈性體，思考質(zhì)量M之鎚以

8、任意速度V予彈簧係數(shù)K之混凝土表面作衝撞，如(圖3-1)?；炷林畯椥宰冃问怯涉m之能量所造成鎚之衝撞而產(chǎn)生的混凝土之變異為x時(shí)，根據(jù)能量守恆定律,,基本原理,根據(jù)能量守恆定律可得到上式(3.1)表示。此外，F(xiàn)代表力量，由Hook法則綜合上述二式，可將式(3.2)對(duì)x max 做解析代入式(3.1)整理後可得上式，在此　　　　　為機(jī)械阻抗值。是由發(fā)生力的最大值除以鎚速度之最大值(衝撞時(shí)之初速度)而得知。彈

9、簧係數(shù)K是相當(dāng)於混凝土表面的彈性係數(shù)指標(biāo)，故得知彈性係數(shù)和壓縮強(qiáng)度間有相關(guān)關(guān)係CTS-02V4即是利用此作壓縮強(qiáng)度的推定。,,,CTS-02V4主要特點(diǎn),一、同時(shí)量測(cè)出3指標(biāo)值CTS-02V4是從打擊力波形計(jì)算下列3個(gè)指標(biāo)值後於螢?zāi)伙@示，做為判斷RC構(gòu)造物好壞的依據(jù)。1.STR（Strength）值=強(qiáng)度指標(biāo)值計(jì)算時(shí)，使用機(jī)械阻抗值和彈簧係數(shù)2種方法換算。2.INDX（Index）值=表面劣化指標(biāo)值鎚敲擊混凝土?xí)r的初速度和反

10、彈時(shí)初速度的速度比。3.STAT （Status）值=剝離指標(biāo)值混凝土表面附近有骨材剝離存在時(shí)，會(huì)發(fā)生數(shù)次局部高峰值的測(cè)量之打擊力波形,強(qiáng)度判定基準(zhǔn),（1）機(jī)械阻抗法測(cè)量之STR值依散發(fā)之換算表，推算其壓縮強(qiáng)度。（2）彈簧係數(shù)法測(cè)量之STR值來(lái)直接推定其壓縮強(qiáng)度。（3）INDX值0.9～1.25之範(fàn)圍內(nèi)的STR值用為壓縮強(qiáng)度推定。（4）INDX 值＞1.25（舊有RC構(gòu)造物為多）時(shí)，將表面研磨處理實(shí)施後之STR值來(lái)推定（

11、5）前半部波形及後半部波形之STAT值為0時(shí)之STR值用為壓縮強(qiáng)度之推定。如前半部波形及後半部波形之STAT值為1以上時(shí)，其表面之骨材剝離之可能性。,強(qiáng)度判定基準(zhǔn),,表面劣化與剝離程度之推定,一、表面劣化程度之推定（1） INDX值在0.9～1.30時(shí)，判斷為表面無(wú)劣化。（2） INDX值在1.31～1.49時(shí)，判斷為有表面劣化之可能性。（3） INDX值在1.5以上時(shí)，判斷為表面有劣化。二、表面剝離程度之推定（1） STA

12、T值為0時(shí)，可判斷為表面無(wú)剝離。（2） STAT值為1時(shí)，可判斷為有表面剝離之可能性。,CTS之優(yōu)點(diǎn),1.從普通混凝土至高強(qiáng)度混凝土之壓縮強(qiáng)度之推斷。2.混凝土表面劣化程度之檢測(cè)。3.混凝土表面近傍之剝離、粗糙不密、空洞之檢測(cè)。4.混凝土表面之狀態(tài)檢測(cè)。5.測(cè)量20次後之平均值和±20％界限作自動(dòng)計(jì)算，若超出此範(fàn)圍之Data會(huì)自動(dòng)削除。6.混凝土表面之研磨作業(yè)可免。7.不傷及混凝土表面之下，施行檢測(cè)。8.測(cè)量D

13、ata可直接轉(zhuǎn)送至PC。,檢測(cè)影片,應(yīng)用範(fàn)圍,,應(yīng)用範(fàn)圍,,結(jié)語(yǔ),（1）非破壞檢測(cè)是藉著某種介質(zhì)進(jìn)行的間接檢測(cè)方式，較其他一般方式直接，由於非破壞檢測(cè)所獲得之資料，不能預(yù)測(cè)構(gòu)件所能承受之負(fù)荷及其將來(lái)使用之壽命，只能將目前之品質(zhì)狀況提供出來(lái)，作為改良原始設(shè)計(jì)、材料選擇及製造技術(shù)參考之用。檢測(cè)資料誤差範(fàn)圍尚無(wú)法縮減至如一般結(jié)構(gòu)工程水準(zhǔn)，實(shí)需作進(jìn)一步之探討研究，訂出標(biāo)準(zhǔn)作業(yè)流程。 （2）CTS有別於傳統(tǒng)作法需依賴(lài)測(cè)試人員的經(jīng)驗(yàn)做主觀判斷

14、的檢測(cè)，致力於測(cè)試精準(zhǔn)度及數(shù)據(jù)處理方面等技術(shù)上的突破，不僅能即時(shí)檢測(cè)及定位缺陷，也可將測(cè)試的數(shù)據(jù)記錄下來(lái)做客觀的判斷，有效提升量測(cè)的精準(zhǔn)度。（3）未來(lái)與學(xué)術(shù)單位產(chǎn)學(xué)合作，進(jìn)行實(shí)務(wù)檢測(cè)，期能提高市場(chǎng)公信力及國(guó)內(nèi)檢測(cè)技術(shù)水準(zhǔn)，若技術(shù)能夠通過(guò)CNS、ASTM技術(shù)規(guī)範(fàn)，未來(lái)或許可列入公共工程施工規(guī)範(fàn)品質(zhì)要求項(xiàng)目之一。,參考資料,張奇?zhèn)?，非破壞性檢測(cè)技術(shù)於土木工程之應(yīng)用廖瑞堂（2001），山坡地護(hù)坡工程設(shè)計(jì)李怡先 ，非破壞性檢測(cè)技術(shù)於山