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1、结构混凝土无损检测作业指导书第一节 概述一、非破损检测方法的定义和分类在不破坏混凝土结构和使用性能的情况下,利用动能、光、声、电、热、磁和射线等方法,测定有关混凝土性能方面的物理量,推定混凝土强度、缺陷等的测试方法,统称为混凝土非破损检测方法。混凝土非破损检测方法可分为两大类: 混凝土强度检测方法; 混凝土内部缺陷等强度以外的检测方法。强度检测可分为非破损检测和局部破损检测。前者以回弹法、超声法等为主,后者主要是钻芯法、拔出法、贯入阻力法等。除此以外,还有综合法,如超声回弹法、回弹钻芯法等。强度以外的非破损检测方法,主要有超声法、声发射法、电磁波法(雷达法) 、电磁感应法、射线法、红外线法、电
2、位法等。二、试验方法的选择试验方法的选择是由多种综合因素决定的。例如,检测方法的可靠性、适用性、方便性、检测费用等因素。尽管可选择的非破损检测方法有很多种,但是,还没有一种方法可以在任何情况下都能提供可靠的试验数据,必须采用两种以上方法综合检测,建立校准关系,提高检测数据的可信度。试验结果的精确度,主要取决于校准关系的可靠性。例如,回弹取芯综合法,芯样与相对应的回弹测区的强度修正关系尤为重要。三、非破损检测部位和测点数量1测点数量测点数量的合理选择和确定主要从保证检测指标的精确度、试件的尺寸和数量以及试验费用等因素综合考虑。一个标准取芯试验相对比的各种试验方法的相对试验数量如表1所示。各种试验
3、方法相对比的测点数量 表11-1试验方法标准芯样小直径芯样回弹法超声法拔出法贯入阻力法相对测点数量1310153英国学者JH邦奇研究认为,对于标准取芯试验来说,95 %可信度限值误差为(12/) % , n 为结构等位置上的取芯数量。因此如果采用取芯法试验直接给定强度指标或作为其他检测方法的标准试验时,就必须采取足够的取芯数量来保证总的检测精度。因此,对各种非破损检测方法,各国规程都明确规定了最少测点数量。2检测部位的选择对于非破损检测部位,应尽量避开构件顶部的弱区混凝土。梁、柱、墙的试验,应接近它的中部,楼板试验必须在板底进行。如果一定要在板表面进行时,要除掉表层混凝土(50mm厚) 。这主
4、要考虑现场构件混凝土的变异性。四、混凝土非破损检测方法的评价1非破损检测与破坏试验方法的关系所有非破损检测方法是通过破坏试验或局部破坏试验来验证,并由破坏试验方法取得大量数据来确定相关关系的。这两种试验方法的关系是相互补充的,两种方法都有各自的优点和不足,不能相互代替。例如:采用破损试验方法确定混凝土强度,各国均采用从所浇筑混凝土中取样,制成标准试块,进行破坏试验来确定。但由于浇筑条件和养护条件的不同,试块的强度与现场实际结构混凝土强度存在很大差异。因此,我国在制定钻芯法检测混凝土强度技术规程CECS03的编制说明中,对结构中的混凝土强度和标准试块强度的关系作了这样的说明:根据国内外的试验结果
5、,由于受施工、养护等条件的影响,结构中的混凝土强度一般仅为标准试块强度的75 %85 %。对旧建筑物用非破损方法检测所得强度只是结构混凝土的推定强度值,并不是以强度等级来表达的。必须指出所谓强度推定值是指相应于强度核算值总体分布中保证率不低于95 %的强度值,强度推定值是根据非破损方法检测参数与破坏试验方法所得强度的相关关系换算而得的相当于标准立方试块的强度值。所以强度推定值与强度等级存在着一定差别。2对各种非破损检测方法的评价非破损检测方法最大的弱点是测试结果误差大,精度不高。例如,对混凝土的推定强度可用测定值的变异系数和强度推定误差进行评价。各种方法的测定值变异系数和强度推定误差如表2所示
6、。各种非破损检测法的测定值变异系数和强度推定误差 表11-2(保证率95%)检测方法取芯法回弹法超声法拔出法折断法贯入阻力法综合法100mm100mm变异系数10%15%4%2.5%7%10%4%10%推定误差6%18%25%20%10%20%20%10%各种非破损检测方法大都是间接推定强度,不确定的影响因素甚多。所以检测具体对象时,应结合现场实际结构混凝土情况,充分考虑所选择检测方法的精度,才有可能保证检测数据的可信度。第二节 回弹法检测混凝土强度技术回弹法是采用回弹仪进行混凝土强度测定，属于表面硬度法的一种。其原理是回弹仪中运动的重锤以一定冲击动能撞机顶在混凝土表面的冲击杆后，测出重锤被反
7、弹回来的距离，以回弹值作为与强度相关的指标，从而推定混凝土强度的一种方法。混凝土表面硬度值随强度的增大而提高，而回弹值与混凝土表面硬度也有相关关系。所以，混凝土强度与回弹值存在相关关系。回弹法操作简便、经济快速，在国内外得到广泛应用。回弹法适用于在现场对水泥混凝土路面及其它构筑物的普通混凝土抗压强度的快速评定，所试验的水泥混凝土厚度不得小于100mm，温度应不低于10摄氏度。回弹法试验可作为试块强度的参考，不得用于代替混凝土的强度评定，不适于作为仲裁试验或工程验收的最终依据。一、试验方法1当了解被检测的混凝土构件情况后，需要在构件上选择及布置测区。如取一个构件混凝土作为评定混凝土强度的最小单元
8、，至少取10个测区。但对长度小于3m，宽度小于0.6m的构件，其测区数量可适当减少，但不应少于5个。测区的大小以能容纳16个回弹测点为宜，一般选取测区尺寸为200mm*200mm。2测区表面应清洁、平整、干燥，不应有接缝、饰面层、粉刷层、浮浆、油垢、蜂窝麻面等。必要时可采用砂轮清除表面杂物和不平整处。3测区宜均匀布置在构件或结构的检测面上，相邻测区间距不宜过大，当混凝土浇筑质量比较均匀时可酌情增大间距，但不宜大于2m。4测试时回弹仪应始终与测试面相垂直，并避开气孔和外露石子上。每一测区回弹仪各弹击16点。同一测点只允许弹击一次，测点宜在测试面范围内均匀分布，相邻两测区的净距一般不小于200mm
9、，测点距构件边缘或外露钢筋、钢板的间距不得小于20mm。5每弹击一次，回弹仪自动记录数据。根据设定的弹击次数，回弹仪自动停止，并转向下一测区试验。6回弹完后即测量构件的碳化深度，用用冲击钻在测区表面钻取直径为15mm、深度为10mm的孔洞。清除洞中的粉末和碎屑后（不能用液体清孔），然后立即用10%的酚酞酒精溶液喷在孔洞内壁及边缘处，碳化部分的砼不变色，而未碳化部分的砼会变成紫红色，然后用钢尺测量出碳化深度值，精确值0.5mm。7一般一个测区选择13处测量混凝土的碳化深度值，当相邻测区的混凝土质量或回弹值与它基本相同时，那么该测区的碳化深度值也可代表相邻测区的碳化深度值，一般应选不少于构件的30
10、%测区数测量碳化深度值。二、数据处理1计算测区平均回弹值时，应从该测区两个相对测试面的16个回弹值中，剔除3个最大值和最小值，然后将余下的10个回弹值按下列公式计算：式中：Rm测区平均回弹值,计算至0.1 Ri第i个测点的回弹值2非水平状态测得的回弹值, 应按下列公式修正:式中 Ra-修正后的测区回弹值; Ra-测试角度为的回弹修正值, 按表1选用。3由混凝土浇灌方向的顶面或底面测得的回弹值，应按下列公式修正：式中：Rat -测顶面时的回弹修正值，按表1选用； Rab -测底面时的回弹修正值，按表1选用。表11-3 非水平状态测得的回弹修正值Ra 测试 角度 向 上 向 下+90+60+45+
11、30-30-45-60-9020-6.0-5.0-4.0-3.0+2.5+3.0+3.5+4.030-5.0-4.0-3.5-2.5+2.0+2.5+3.0+3.540-4.0-3.5-3.0-2.0+1.5+2.0+2.5+3.050-3.5-3.0-2.5-1.5+1.0+1.5+2.0+2.5注：1. 当测试角度=0时,修正值为0; 2. 表中未列数值,可用内插法求得.表11-4 由混凝土浇灌的顶面或底面测得的回弹修正值Rat、Rab测试面 Rm顶 面底 面20+2.5-3.025+2.0-2.530+1.5-2.035+1.0-1.540+0.5-1.0450-0.55000注：1、在
12、侧面测试时，修正值为0； 2、表中未列数值，可用内插法求得。4在测试时，如仪器处于非水平状态，同时构件测区又非混凝土的浇灌侧面，则应对测得的回弹值先进行角度修正，然后进行顶面或底面修正。5结构或构件的混凝土强度推定值，可按下列条件确定：1）当按单个构件检测时，单个构件的混凝土强度推定值fcu,c，取该构件各测区中最小的混凝土强度换算值。2）当该结构或构件的测区强度值中出现小于10.0MPa时：3）当按批抽样检测时，该批构件的混凝土强度推定值应按下列公式计算：式中的各测区混凝土强度换算值的平均值及标准差，应按下列公式计算：4）当同批测区混凝土强度换算值标准差过大时，批构件的混凝土强度推定值也可按
13、下列公式计算：式中 该批每个构件中最小的测区混凝土强度换算值的平均值，MPa； 第j个构件中的最小测区混凝土强度换算值，MPa； m批中抽取的构件数。6当属同批构件按批抽样检测时，若全部测区强度的标准差出现下列情况时，则该批构件应全部按单个构件检测：1）当混凝土强度等级低于或等于C20时：4.5Mpa；2）当混凝土强度等级高于C20时：5.5Mpa。三、注意事项回弹仪弹击过程中，切记施压时用力过猛，并始终保持仪器中轴线与侧面垂直和不晃动。第三节 后装拔出法检测混凝土强度技术一、一般规定1后装拔出法适用于表面与内部质量无明显差异的工程结构混凝土抗压强度的检测。2采用后装拔出法检测前，应通过专门试
14、验规定建立后装拔出法测强曲线，其允许相对标准差不应大于12%。3后装拔出法检测前，对钻孔机、磨槽机、拔出仪的工作状态均应检查。4后装拔出法检测混凝土抗压强度可按下列规定分批抽样检测:1） 当混凝土检验批的试块抗压强度不能满足要求时，应在试块代表的结构相应部位抽样检测;2） 对铁路工程结构混凝土抗压强度有怀疑时，可按单个结构或同批结构分批抽样检测;3） 对既有铁路工程结构需要检测棍疑土抗压强度时，可按同批结构分批抽样检测。5测点布置应符合下列规定:1） 对被抽样的结构相应部位或单个结构进行后装拔出法检测混凝土抗压强度时，应在同一母体混凝土范围内至少设置5个测点。2） 当同批结构按批抽样检测时，抽检数量应不少于同批结构总数的50%，且不少于2个，每个结构不应少于5个测点;3） 测点相互之间距离不应小于200m m;测点距结构混凝土边缘距离不应小于100 mm;测点位置处的结构混凝土厚度不应小于80 mm;4） 测点宜布置在结构混凝土的浇筑侧面，如不能满足这一要求时，可布置在结构混凝土的浇筑顶面或底面;5） 测点应避开接缝、蜂窝、麻面部位和结构混凝土表层的钢筋、预埋件等;6） 测 点 表面应平整、
