“非侵入性技术合格的钢筋混凝土结构

文摘

近年来,很多研究构建遗产强调需要使用适当的技术来评估结构在设计一个干预的现状。钢筋混凝土建筑的研究侧重于恢复,开始显示出衰变和恶化的迹象。来验证构建的状态,可以使用“破坏性”的方法(需要局部切除材料)和“无损”测试。合并后的结果从不同的“无损”测试是评估混凝土强度非常有趣的工具。这种方法论的方法可以帮助减少可能的错误当单独使用硬度计和超声波测试;通过这种方式,结合的方法称为“SonReb”(声波+反弹)。本文将强调重要性对文化遗产建筑和研究结构,为开发工程策略来维护和修复。上述定义方法一直在测试一个战后建筑位于Gravina普利亚(意大利):“Centrone”剧院;它使用一个混合结构,也就是说,钢筋混凝土和砌体轴承由当地的石头。直到1990年代使用的建筑,现在是抛弃了。 The analysis and qualification of the masonry structures of built heritage show how this approach is useful for classifying the pathological events on each building and to implement the innovative solutions to improve the durability of a restoration intervention.

1。介绍

在过去的几十年里,建筑遗产的现代运动似乎比其他任何时期更危险。这建立继承体现了动态工业时代的精神。在1980年代末,许多现代杰作已经被拆除或发生了翻天覆地的变化。这主要是由于这样的事实,许多没有被认为是传统的元素,其原始功能大大改变了,他们的技术创新并不总是忍受长期的压力。

构建遗产的深入研究使理解进化的设计原理和潜在的文化含义和消息,艺术和功能品质和工程成果。详细了解建筑材料、施工技术、环境服务,内部和外部的影响,影响使用或停用协助识别影响建筑物的问题和定义一个方法的方法干预措施。

这项研究的目标是提供新的定性信息建筑的钢筋混凝土结构的强度通过使用创新的,非侵入性的测试技术。的案例研究“Centrone”剧院在Gravina普利亚(意大利)。

当地建筑风格的融合(方言和学术)和新兴的审美观的钢筋混凝土是大纲中,影响了建筑设计。

研究方法包括(a)的背景下建筑设计,(b)他们的历史,(c)建筑技术,(d)钢筋混凝土结构的非侵入性的测试,(e)的分析测试结果,并(f)的结论。

测试方法可能是“破坏性的”,因为他们需要一个当地的材料,或“无损”,也就是说,它们不影响结构。硬度计测试,超声波测试及其组合使用,称为SonReb(声波+反弹)对钢筋混凝土“无损”测试。合并后的测试是一个非常有用的方法来评估混凝土强度和减少发生错误的可能性,如果测试不结合,因为它已经注意到一个结构元素的湿度会影响硬度计指数和超声速度(1]。合并后的方法需要较短的时间获得结果。

2。一个“关键”建筑修复方法

历史建筑保护干预,无论其建筑和/或艺术价值,通常是更合适的如果信息在其建设,发展到目前为止,材料,施工工艺和结构。建立保护遗产突出了不同的问题,如大量的建筑应注意和紧急情况下,必须解决有限的经济资源和时间。

进行适当的干预,必须回答三个问题:是否在哪里,以及如何恢复。第四个问题可以添加,占主导地位的经济方面:何时恢复。能够充分应对这些问题,有必要通过开发规范进行一步一步,从整个建筑的详细知识,水平和退化的原因,通过完成“操作”的描述提出干预措施。

在初步数据采集阶段,建筑特点和条件的直接调查和任何注意到变化的映射是伴随着研究项目文档和事件,影响了整个建筑结构在其建设和生活。

这些方法,往往伴随着生活条件转化为客观的参数模型的规范和标准,阻碍了干预措施,诸如“简单”维护或修复或产生结果,不是逻辑上相关的结构,类型,功能和技术特点的文物。

“适当”恢复应该计划建造的重用遗产,旨在实现建筑性能与新建筑。重用的干预措施应结合保护,而不是强加的。

上述方法强调的方法可能有助于病理事件的分类在一个应用程序的构建和创新的解决方案来提高耐久性修复干预措施。

3所示。调查具体的技术

调查具体的技术也在两个分类定义macrocategories(“破坏性”和“无损”)。前者是基于具体的提取样品进行抗压试验和代表最可靠的工具评估混凝土的力学性能。第二个调查类型学,无损检测,可以进一步细分:真的“无损”调查,调查“部分破坏性”。后者包括(a)渗透测试与温莎枪(ASTM C 83)使识别混凝土的抗压强度测量的深度渗透的特殊金属别针与温莎枪成具体的预计,(b)提取试验(抗拔)(UNI 10157: 1992 - ASTM C 900 - 06)使混凝土抗压强度的评估测量力中提取一个特殊的液压千斤顶使用的插头插入混凝土。

真正无损调查包括等(a)内窥镜检查,使形式和外观的直接观察的调查对象,(b)温度记录,协助识别潜在的结构性异常通过材料来传递热量的能力,(c)磁力测定使本土化金属棒在钢筋混凝土中,(d)地质雷达(GPR),尤其是内部钢筋的调查,(e)的电势测量混凝土使定义混凝土的腐蚀金属的增援,(f)超声波混凝土电阻的调查,使定性评估使用的容量具体组件传输超声波,(g)划痕测试评估混凝土电阻通过阅读反弹的结果,最后,(h)所谓“SonReb”(声波+反弹),使评估混凝土电阻结合超声波的速度和表面反弹指数通过协同使用两次调查。

3.1。的“SonReb”确定混凝土的电阻的方法

SonReb方法,正如上面提到的,允许一个定性测定混凝土的电阻(2)通过质证的超声波的速度值和划痕反弹的值。这种调查方法标准化是RILEM推荐(3]43 CND-EN 13791: 2007年,欧盟监管1 - 2010单EN 12504 - 2: 2001年,ASTM C597, UNI EN 12504 - 4: 2005年,69年测试报告CUR, UNI标准7997,大学9524,83308大学。

该方法用于评估混凝土的电阻,使消除错误,至少在一定程度上,这两种调查方法分别应用时出现。事实上,这种方法可以减少错误当划痕和超声波测试分别进行(4]。

已经注意到,例如,湿度导致划痕的低估指数和以成反比的方式导致的过高的超声波速度;同样,划痕指数上涨直接成比例的增加混凝土的年龄(1),而超声波速度成反比地减少(5]。

事实上,风险,可以单独使用的划痕和/或超声波测试相关,例如,机会自然聚集的位置与调查的组成部分的外表面;硬度计可以很容易地拍打一大块聚合,可能获得更高的价值指数反弹年代与打击时返回的一个同质混凝土表面(图上执行1)。

作为一个例子,超声波测试(图2)同样可以影响性格的机会自然聚集在水泥混合骨料间的缝隙排列的方式引发的崛起孔隙指数;在这种情况下,波传播的速度减少的价值,将获得的波通过一个地区传播“同质”混凝土。

“SonReb”方法的应用要求评估(6当地的超声波速度值)和反弹指数从中可以获得混凝土的电阻通过表达式如: 在科学文献中这个公式已经假定不同的形式,每一个表达实验直接进行现场或在实验室标准化样本。

例如:(我)Gasparik [7)(1992) (2)RILEM (1993) (24)无损检测 (3)迪里奥和帕斯卡尔6)(1994) 中:(我) 是一个立方体的阻力下压缩(N /毫米吗²];(2) 是划痕指数;(3) 是超声速度(米/秒)。

这个公式描述了相关曲线应用于案例研究调查。在表达MPa和超声波速度米/秒;这种关系与一个标准的混凝土,其属性是描述RILEM 43-CND。当一个不同类型的混凝土采用以下关系是适用的8]: 在哪里获得价值(1),而(水泥类型),(水泥含量),(聚合类型),(罚款)的比例,(最大骨料大小),(错误)系数允许扩展的影响非标准情况下的混凝土(如上所述)。

因此,如果混凝土有相同特征的实验曲线,图中直接提供了估计混凝土的电阻。否则,通常会发生,当混凝土有不同成分的曲线,提出的修正系数,考虑水泥的类型和剂量相关,骨料的性质和尺寸,需要应用和潜在的添加剂来获得一个大约的真实估计混凝土电阻(1]。

很明显,上述方程不可能普遍有效性的价值除了事实和取决于混凝土的特点,即使在特定指标的局限性适用性失踪。

然而,定性评价混凝土的抵抗甚至可以通过使用图表(图3),显示一系列isoresistance曲线在平面上- - - - - -(从上面的分析表达式),指的是在标准化样品在实验室进行测试。

虽然看起来绝对必要的分析更广泛的情况下,上述方法调查方法,根据描述的两个测试活动的比较分析,提出一些重要的考虑因素,包括调查和解释结果的形态,展示需要建立普查标准:超过定义严格的方式都应该进行测试的数量,这将是必要预设水平的意义。

4所示。的案例研究:“Centrone”剧院在Gravina普利亚(意大利)

上述定义方法一直在测试一个战后建筑位于Gravina普利亚(意大利):“Centrone”剧院;它使用一个混合结构,也就是说,钢筋混凝土和砌体轴承由当地的石头。

建筑不是很旧,但它是非常有趣的当地民间历史;事实上,它代表了不同的值。值,设置在不同的卷从建筑的生命和旋转插入的周边环境。

历史价值与建筑的历史发展和方面的重要性,表达当地公民的历史;社会价值,与城市的社会发展;文化价值与文化发展的社会;的身份价值的建筑物理学和形而上学属于一个地方然后;但并非最不重要的;再利用的经济价值与能力建设重新适应新的需求。

这座建筑是在1946年和1948年之间建造的;基础是建立在柱子和金库(图4使用铁)和斜屋顶桁架(图5)。

建筑是一个矩形块(图6),三个层次上开发和使用石膏和石头覆盖;主要的正面是对称的,三方遵循地面倾斜;对面的建筑显示了两个投影多边形元素实现使用当地的石头。

在建筑的核心部分;大约10米宽;位于入口,所反映出的大量存在两个支持凉廊的多利安式列。建筑是组织在不同的空间:中央部分,地面有门厅入口处和售票处,在一楼房间“意大利”(图7),其中包含110个席位;在二楼有三个公寓剧院的经理。邮件里包含的摊位800个席位(一个大空间长32.5米,宽21米);这部分是由一个阳台(第一级)300个席位和一个画廊在二级300个席位。

感兴趣的病态建筑并不是特别严重,因为它以任何方式不影响结构的静态系统和非侵入性的干预措施很容易解决。内没有检测到严重的和显化疾病,除了一些水从屋顶的渗透,决心彩色变化和石膏超然。

柱子的状况通常是可以接受的,因为他们没有显示出明显的病态;然而,您应该注意一些保存状态不好的石膏由于水分,造成了严重的肿胀,内腔和一个明显的表面均匀性差。

4.1。现场测试:配方

组织的基本要素进行调查活动组件的选择将检查(必须是代表整个结构),将使用的调查方法,调查点的数量和位置;事实上,这些需求是基本保证一定程度的“可靠性”的结果,“诚信”对定性指标与材料的特性有关。在“Centrone”剧院的情况下,组件的识别调查是由选择的结构组成的内部核心承载结构,有两个原因:(1)因为他们使调查具体的状态(即“自然衰老”。不考虑积极的大气代理,可以修改材料的条件)和(2)从容的选择测试点。整个建筑的结构由一个双重结构组件的类型:那些插入外部织物(因此很难调查)和位于建筑物内。

选择调查的位置(图8)是随机的(目的是保证调查的代表性为整个结构);此外,“同质”地区(1)(有相同的特征)指出,认为通过结果“定性”和代表的所有组件显示相同的特性;另一个条件是选择的表面不显示任何明显的降解条件。用于进行测试的方法是专门选择的可能性进行测试。关于划痕测试,他们由放置仪器总是垂直的关系调查表面;偏好是直接调查的方法。的considered reference (in terms of the number of tests with the aim to guarantee the reliability of the results) for the investigation campaign was taken from the framework of the Italian investigation procedures.

4.2。现场测试:分析和结果

硬度计测试后进行方向包含在UNI EN 12504 - 2 (2001)。使用的仪器是混凝土基模型。在每个支柱识别,进行测量(表101)的价值反弹(为每个测试,十值,平均的值被认为是说明)。


结构元素		硬度计值										平均值
元素的代码	尺寸(厘米)	回弹值										平均值

P1 Dx T	43×43	27	28	26	29日	25	25	31日	26	28	28	28
P2 Dx T	43×43	34	38	36	42	40	36	37	38	41	38	38
P3 Dx T	43×43	32	33	30.	31日	32	32	34	31日	31日	31日	32
P4 Dx T	43×43	35	33	34	30.	36	34	34	34	36	38	38
P5 Dx T	43×43	35	33	34	34	33	32	35	37	34	34	34
P6 Dx T	43×43	35	37	38	38	36	34	35	38	36	36	36

P1 Sx T	43×43	41	37	45	47	37	38	42	39	40	41	41
P2 Sx T	43×43	43	42	42	40	44	42	46	44	44	40	43
P3 Sx T	43×43	34	34	37	35	34	33	34	32	36	35	34
P4 Sx T	43×43	32	28	32	32	34	34	34	34	30.	32	32
P5 Sx T	43×43	30.	28	28	32	30.	28	32	32	30.	30.	30.
P6 Sx T	43×43	34	35	34	36	35	37	38	35	38	35	36

P1 Dx我p	43×43	23	21	21	22	22	25	25	26	24	22	23
P2 p Dx我	43×43	33	32	33	32	30.	30.	30.	33	31日	30.	31日
P3 Dx我p	43×43	37	40	38	41	43	38	38	38	41	38	39
P4 Dx我p	43×43	38	38	38	38	37	39	37	38	39	39	38
P5 Dx我p	43×43	37	39	35	38	37	38	38	40	38	40	38
P6 Dx我p	43×43	36	38	37	37	38	38	37	38	36	38	37

P1 Sx我p	43×43	26	22	24	22	24	20.	23	22	22	22	23
P2 p Sx我	43×43	40	41	37	40	40	39	38	38	37	38	39
P3 Sx我p	43×43	40	37	35	37	36	35	35	35	35	35	36
P4 Sx我p	43×43	35	35	35	37	35	37	36	38	36	38	36
P5 Sx我p	43×43	40	40	37	35	36	35	38	36	36	36	37
P6 Sx我p	43×43	36	38	36	38	38	38	40	40	38	38	38

三个不同的领域被选为每个调查组件;0.70米,1.40米,2.10米的地板上。这个选择,事实上,是出于需要调查列点的主要压力(基地和中部),在假定(1)均匀分布的负载和施加载荷(由于同质结构)和(2)一个同质条件的负载(没有可见的裂缝诱导任何不同的考虑)。

超声波测试是根据大学EN 12504 - 4 (2005)。超声波设备使用超声波UTD的DSP模型1004。在每个支柱识别,进行测量(表102)的价值反弹(为每个测试十值,平均的值被认为是说明)。


P1 Sx T平均超声速度:2862年,9米/秒

高度:0,70米 0,大小46×0,46岁	方向	2039年	2036年	2035年	2038年	2041年
	方向	2032年	2034年	2045年	2048年	2029年
	方向	3656年	3669年	3686年	3676年	3664年
	方向	3668年	3672年	3675年	3663年	3665年
身高:1、40米 0,大小43×0,43岁	方向	2043年	2041年	2042年	2045年	2046年
	方向	2049年	2068年	2061年	2043年	2048年
	方向	3665年	3681年	3687年	3690年	3684年
	方向	3689年	3676年	3679年	3695年	3700年
高度:2、10 m 大小0 0 40×40	方向	2052年	2045年	2049年	2046年	2048年
	方向	2058年	2060年	2039年	2059年	2056年
	方向	3685年	3684年	3682年	3679年	3669年
	方向	3689年	3694年	3692年	3686年	3696年

P1 Dx T平均超声速度:2873 2 m / s

高度:0,70米 0,大小46×0,46岁	方向	3367年	3355年	3362年	3360年	3355年
	方向	3394年	3397年	3389年	3362年	3392年
	方向	2520年	2521年	2531年	2513年	2512年
	方向	2515年	2510年	2533年	2511年	2525年
身高:1、40米 0,大小43×0,43岁	方向	3250年	3257年	3260年	3252年	3247年
	方向	3302年	3315年	3333年	3341年	3348年
	方向	2490年	2499年	2510年	2512年	2505年
	方向	2496年	2493年	2495年	2491年	2510年
高度:2、10 m 大小0 0 40×40	方向	3322年	3320年	3333年	3327年	3325年
	方向	3139年	3152年	3134年	3152年	3157年
	方向	2526年	2516年	2545年	2544年	2558年
	方向	2556年	2559年	2562年	2568年	2564年

P6 Sx T平均超声速度:2134年,1 m / s

高度:0,70米 0,大小46×0,46岁	方向	2160年	2084年	2053年	2016年	2066年
	方向	2161年	2016年	2103年	2105年	2150年
	方向	2160年	2154年	2111年	2102年	2013年
	方向	2163年	2136年	2165年	2130年	2122年
身高:1、40米 0,大小43×0,43岁	方向	2160年	2136年	2165年	2154年	2155年
	方向	2155年	2153年	2151年	2160年	2165年
	方向	2152年	2154年	2150年	2153年	2103年
	方向	2100年	2155年	2015年	2140年	2150年
高度:2、10 m 大小0 0 40×40	方向	2150年	2099年	2088年	2066年	2200年
	方向	2035年	2150年	2156年	2171年	2015年
	方向	2030年	2105年	2145年	2144年	2014年
	方向	2156年	2148年	2154年	2148年	2154年

P6 Dx T平均超声速度:2560年,9米/秒

高度:0,70米 0,大小46×0,46岁	方向	2562年	2563年	2545年	2568年	2567年
	方向	2575年	2574年	2586年	2544年	2578年
	方向	2543年	2546年	2566年	2564年	2568年
	方向	2545年	2544年	2543年	2549年	2548年
身高:1、40米 0,大小43×0,43岁	方向	2566年	2531年	2533年	2540年	2545年
	方向	2562年	2545年	2565年	2555年	2551年
	方向	2556年	2565年	2559年	2557年	2549年
	方向	2552年	2553年	2545年	2551年	2553年
高度:2、10 m 大小0 0 40×40	方向	2565年	2596年	2586年	2567年	2568年
	方向	2564年	2572年	2575年	2574年	2573年
	方向	2564年	2561年	2563年	2559年	2568年
	方向	2567年	2586年	2584年	2583年	2569年

P1 Sx我p平均超声速度:2582,0 m / s

高度:0,70米 0,大小46×0,46岁	方向	1899年	2130年	2156年	2102年	2105年
	方向	2111年	2182年	2221年	2310年	2229年
	方向	3200年	3180年	3196年	3102年	3104年
	方向	3016年	3038年	3086年	3048年	3062年
身高:1、40米 0,大小43×0,43岁	方向	1700年	1750年	1890年	1806年	1830年
	方向	1834年	1905年	1942年	1972年	1973年
	方向	3109年	3140年	3149年	3131年	3158年
	方向	3160年	3263年	3264年	3285年	3189年
高度:2、10 m 大小0 0 40×40	方向	2005年	2103年	1999年	2150年	2015年
	方向	2060年	2160年	2163年	2184年	2150年
	方向	3005年	3158年	3139年	3190年	3100年
	方向	3089年	3048年	3069年	3099年	3105年

P1 Dx我p平均超声速度:3006,5米/秒

高度:0,70米 0,大小46×0,46岁	方向	3000年	3002年	3005年	3019年	2993年
	方向	3010年	3015年	3019年	2921年	2996年
	方向	3012年	3015年	3018年	3016年	3018年
	方向	3001年	3021年	3029年	3028年	3020年
身高:1、40米 0,大小43×0,43岁	方向	3000年	3052年	3013年	3002年	3015年
	方向	2999年	3050年	3015年	3016年	3019年
	方向	2996年	3047年	3036年	3033年	3031年
	方向	3002年	3052年	3035年	3063年	3043年
高度:2、10 m 大小0 0 40×40	方向	2899年	2915年	3005年	3001年	3045年
	方向	3015年	3062年	3036年	3035年	3046年
	方向	3051年	3015年	3063年	3026年	3033年
	方向	3018年	3017年	3021年	3012年	3026年

这些数据比较的方法“SonReb”(表3,4,5,6)来改善上述表示的定性解释结果;分析显示令人满意的结果的具体条件,以及重要性比较超声和硬度计测试。


支柱	平均回弹值	平均超声速度

P1 Sx T	41	2862年,9
P2 Sx T	43	3297年,1
P3 Sx T	34	3345年,3
P4 Sx T	32	3181年,2
P5 Sx T	30.	3192年,1
P6 Sx T	36	2134年,1


支柱	平均回弹值	平均超声速度

P1 Dx T	28	2873年,2
P2 Dx T	38	3103年,6
P3 Dx T	32	3199年,3
P4 Dx T	38	3313年,2
P5 Dx T	34	3082年,1
P6 Dx T	36	2560年,9


支柱	平均回弹值	平均超声速度

P1 Sx我p	23	2582年0
P2 p Sx我	39	3476年,1
P3 Sx我p	36	3358年,2
P4 Sx我p	36	3319年,6
P5 Sx我p	37	3450年,3
P6 Sx我p	38	3346年,1


支柱	平均回弹值	平均超声速度

P1 Dx我p	23	3006年,5
P2 p Dx我	31日	3210年,2
P3 Dx我p	39	3120年,9
P4 Dx我p	38	3204年,6
P5 Dx我p	38	3098年,1
P6 Dx我p	37	3301年,5

结果显示明显的同质性度量值在每个调查水平;更准确地说,划痕测试显示平均的值(每一点的十个测量)的反弹指数在表面均匀分布;然而,返回的超声波测试平均值之间的超声波3050 m / s²的最小值和最大值为3660 m / s²。SonReb比较结果通过使用方法,获得了混凝土电阻的值从一个18 MPa的最大值最小值22 MPa,,考虑在一个重要的贡献覆盖的具体条件。

5。结论

进行测试是一个诊断的基础项目可以实施和监督来保证一个更深层次的知识,达到的目标水平的全面了解,旨在“保护和改善”的建筑。

恢复项目,需要特别注意在诊断的方法论的应用阶段,不能没有考虑仔细和及时监测建筑的必要性条件。

进行测试是第一和简单分析定性评估;关于以下需要分类结构整合过程。恢复和保护项目,以及一个“不可或缺的”转换的老建筑,必须评估,可行性和适用性,经济和实践,是一个“合适的选择”的基础复苏的干预,允许取消“取消”的建筑遗产。

引用

a·马西原位拉德拉Stima Resistenza del Calcestruzzo Mediante证明非Distruttive Distruttive eIl Giornale delle证明非Distruttive Monitoraggio Diagnostica没有。1,2005。
43-CND RILEM推荐草案。混凝土无损检测相结合。草案建议结合无损原位测定混凝土强度的方法。没有材料和结构。26日,1993年。
RILEM(国际联盟的测试和研究实验室的材料和结构)是一个组织通过一个国际网络使交流测试工程师、研究人员、学者、教育家和实践者。
f·布拉加,m . Dolce a·马西,d . NigroValutazione delle Caratteristiche Meccaniche一些Calcestruzzi di - Resistenza Mediante证明非DistruttiveL 'Industria Italiana del Cemento没有。3,1992。
p .喷口和美国Cianfrone Le证明非distruttive sulle意大利:una metodologia combinata,”L 'Industria Italiana del Cemento没有。6,1986年。视图:谷歌学术搜索
a . Di狮子座和g·帕斯卡尔证明非Distruttive Sulle意大利在Cemento Armato,Convegno Sistema Qualita e证明非Distruttive / l 'affidabilita e la Sicurezza delle Strutture Civili,博洛尼亚,意大利,1994年。
j . Gasparik证明非Distruttive内尔'edilizia,1992年意大利di布雷西亚。
r . Giochetti和l . Lacquaniti控制非Distruttivi苏Impalcati da桥Calcestruzzo Armato,背板Tecnica 04,意大利degli研究di安科纳Facolta di Ingegneria史di Scienza e Tecnica delle意大利,1980年。

国际地球物理学杂志

非侵入式传感技术2012

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