非破损及半破损检测

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1、第七章 混凝土非破损检 测n分类：n混凝土强度检测n非破损检测：表面压痕法、回弹法、超声脉冲法、 回弹超声法、振动法、射线法等。n局部破损检测：钻芯法、拔出法、拔脱法、扳折法 、射击法等。n混凝土内部缺陷检测 一、回弹法检测混凝土强 度 n（一）基本原理n1.回弹仪的构造原理见图6-1所示。2.工作原理n一个标准质量的重锤，在标准 弹簧力带动下，冲击一个与混 凝土表面接触的弹击杆，由于 回弹力的作用重锤又回跳一定 距离，并带动滑动指针在刻度 上指出回弹值。可用下式表示 ：nX弹击弹簧的初始拉伸长度；nl重锤回弹时弹簧的拉伸长度。弹击前弹击时弹击后图5-2 回弹原理示意图X l2.工作原理n混凝

2、土的强度越高，表面硬度越大，值也 越大，通过事先建立的混凝土强度与回弹 值关系曲线即可从回弹值求得混凝土强度 值。n现行规程：回弹法检测混凝土抗压强度技术 规程JGJ/T23-2011。（二）测试技术1.测区要求每一试样的测区数应不少于10个，对某一方向尺寸小于4.5m且另一 方向尺寸小于0.3m的构件，其测区数量可适当减少，但不应少于5 个；相邻两测区的间距应控制在2m以内，测区离端部或施工缝边缘的距 离不宜大于0.5m，且不宜小于0.2m；测区的面积不宜大于0.04m2；测区应选在使回弹仪处于水平方向检测混凝土浇筑侧面；测区宜选在构件的两个对称可测面上，也可选在一个可测面上，且 应均匀分布

3、。在构件的重要部位及薄弱部位必须布置测区，并应避 开预埋件；检测面应清洁、平整，不应有疏松层、浮浆、油垢、涂层以及蜂窝 、麻面，必要时可用砂轮清除疏松层和杂物，且不应有残留的粉末 或碎屑。（二）测试技术n2.回弹值测量n检测时，回弹仪的轴线应始终垂直于结构或构件的 混凝土检测面，缓慢施压，准确读数，快速复位。n测点宜在测区范围内均匀分布，相邻两测点的净距 不宜小于20mm；测点距外露钢筋、预埋件的距离不 宜小于30mm。测点不应在气孔或外露石子上，同一 测点只应弹击一次。每一测区应记取16个回弹值， 每一测点的回弹值读数估读至1。3.碳化深度值测量(1)测点数量回弹值测量完毕后，在有代表性的位

4、置上测量碳化 深度值，测点数不应少于构件测区数的30%，取其 平均值为该构件每测区的碳化深度值。 (2)测量方法可采用适当的工具在测区表面形成直径约为15mm 的孔洞，其深度应大于混凝土的碳化深度。除净孔 洞中的粉末和碎屑，并不得用水擦洗。用浓度为1% 的酚酞酒精溶液滴在孔洞内壁的边缘处，用深度测 量工具测量已碳化与未碳化混凝土交界面到混凝土 表面的垂直距离，测量不应少于3次，取其平均值。 每次读数精确至0.5mm。（三）数据整理n1.回弹值计算n当回弹仪水平方向测试混凝土浇筑侧面时，应从 测区的16个回弹值中分别剔除3个最大值和3个 最小值，然后将余下的10个回弹值按下列公式 计算测区平均回

5、弹值：n 式（5-1）n式中： 测区平均回弹值，精确至0.1；n 第i个测点的回弹值（测读至1）。 2.回弹值修正 （1）非水平状态检测时的回弹值修正 当回弹仪非水平方向检测混凝土浇筑侧面时，应 根据回弹仪轴线与水平方向的角度时，将测得的 数据按（5-1）计算出测区平均回弹值，再按下 式换算为水平方向测试时的测区平均回弹值： 式（5-2） 式中： 回弹仪与水平方向成角测试时测区 的平均回弹值计算至0.1； 不同测试角度的回弹值修正值，计 算至0.1。 （2）不同浇筑面的回弹值修正值 当回弹仪水平方向测试混凝土浇筑表面或 底面时，应将测得的数据参照式（5-1）求 出测区平均回弹值，再按下式换算为

6、测试 混凝土浇筑侧面的测区平均回弹值 式（5-3） 式中： 回弹仪测试混凝土浇筑表面 或底面时的测区平均回弹值，计算至0.1 不同浇筑面的回弹值，计算 至0.1。（3）碳化深度修正n碳化深度修正的原因：由于受到大气中二氧化碳的 作用，使混凝土中一部分未碳化的氢氧化钙逐渐形 成碳酸钙而变硬，因而测得的回弹值偏高，应予以 修正。n测区的平均碳化深度值的计算：n 式（5-4）n式中： 测区的平均碳化深度值（mm），计算 至0.5mm;n 第i次测量的碳化深度值（mm）；n n测区的碳化深度值测量次数。（三）混凝土强度评定n1结构或构件混凝土强度平均值应按下式计算：n 式（5-5）n式中： 试样混凝土

7、强度平均值（MPa），精确 至 0.1MPa；n n对于单个评定的结构或构件，取一个试样的 区数，对于抽样评定的结构或构件，取各抽检试样测区 数之和；n 试样第i个测区混凝土强度值，根据平均回 弹值及平均碳化深度 查表（测区混凝土强度值换算表 ）得出。 当测区数不少于10个时，应计算混凝土强 度标准差，见式5-6。 式（5-6） 式中： 结构或构件混凝土强度标 准差（MPa），精确至0.01MPa； 2结构或构件混凝土强度 推定值的计算和确定n（1）当结构或构件测区数少于10个以 及单个构件检测时n 式（5-7 ） 式中： 构件中最小的测区混凝土强 度换算值。n当结构或构件的测区混凝土强度值中

8、出 现小于10.0 MPa时 （2）当结构或构件测区数不少于10个或按 批量检测时 式（5-8） 对按批量检测的构件，当该批构件混凝土 强度标准差出现下列情况之一时，该批构 件应全部按单个构件检测与评定： A当该批构件混凝土强度平均值小于 25MPa和标准差 时。 B当该批构件混凝土强度平均值大于等于 25MPa和标准差 时。二、超声法检测混凝土强 度 n（一）超声法检测混凝土强度的原理n超声波脉冲实质是超声检测仪的高频电振荡 激励仪器换能器中的压电晶体由压电效应产 生的机械振动发出的声波在介质中传播，混 凝土强度愈高，相应的超声声速也愈大，通 过试验建立的混凝土强度等级与声速的关系 曲线或经

9、验公式得到混凝土强度等级。n目前常用的相关关系表达式有：指数函数方 程、幂函数方程和抛物线方程。 （二）测试技术n单个构件的测区数应不少于10个（构件长度不足2， 也不得少于3个），测区的面积为200mm200mm 。如果对同批构件按抽样检测，数应不少于同批构 件数的30%，且不少于4个。同样测区数应不少于10 个。n测区应布置在构件混凝土浇筑方向的侧面，测区的 间距不宜大于2m；测区宜避开钢筋密集区和预埋铁 件；测试面应清洁、平整、干燥、无缺陷和无饰面 层，如有杂物粉尘应清除，测区应标明编号。n每一测区内应在相对测试面上对应布置三个测点， 每对测点的收发探头应在同一轴线进行对测。测试 时必须

10、保持换能器与被测混凝土表面有良好的耦合 ，以减少声能的反射损失。 （三）结构或构件混凝土 强度的推定n由试验量测的声速，可按曲线求得测区 混凝土的强度值，并推定结构混凝土的 强度。 三、超声回弹综合法检测 混凝土强度 n（一）基本原理n砼强度换算值同超声仪声速和回弹仪回 弹值之间存在着正相关关系，砼的强度 越高，相应的超声声速也越高，回弹值 也越高。回弹值反映砼表层23cm深 度的质量情况，声速反映砼内部密实度 和弹性性质，采用综合法可以全面地、 由表及里地反映砼的质量情况。 （二）检测技术n每个构件上的测区数不应少于10个，对于长度小于或等于2mm构件， 其测区数量可适当减少，但不应少于3个

11、。n测区布置在构件砼浇灌方向的侧面两侧，两侧对称布置，均匀分布。 相邻两侧区的间距不宜大于2m，避开钢筋密集区和预埋件，尺寸为 200mm200mm，测试面应清洁、平整、干燥，不应有接缝、饰面层 、浮浆和油垢，并避开蜂窝，麻面部位，必要时可用砂轮片清除杂物 和磨平不平整处，并擦净残留粉尘。回弹仪应水平方向测试。n每一测区的两个相对测试面各弹击8点（每一测区16个回弹测点）， 测点在测区范围内宜均匀分布，相邻两侧点的间距一般不小于30mm 。测点距构件边缘的距离不小于50mm，且同一测点只允许弹击一次 。n每一测区内3个超声测点，每对测点的收发探头应在同一轴线进行对 测，宜先回弹测试后进行超声测

12、试。 （三）结构或构件的混凝 土强度推定n1回弹值的测量与计算；n从测区16个回弹值中，剔除3个最大值 和3个最小值，然后将余下的10个回弹 值 计算平均值。n2计算测区平均声速n3砼强度推定四、钻芯法检测混凝土强 度 n（一）基本概念n钻芯法是在结构混凝土上直接钻取芯样，将 芯样加工后进行抗压强度试验，需专门的取 芯钻机。芯样要有代表性，并尽量在结构的 次要受力部位取芯，避开受力钢筋、预埋件 和管线的位置。取芯方法和技术操作、芯样 加工要求、抗压试验和强度计算等均应符合 相关规程要求。 （二）取芯的技术要求n钻芯法适用于混凝土强度大于C10的结构或构件；n取芯前应探测钢筋位置，芯样内不应含有

13、钢筋，实在无法 避开时，芯样内最多允许含有二根直径小于10mm的钢筋 ；n单个构件检测时，其芯样数量不应少于3个；n芯样直径一般不应小于骨料最大粒径的3倍，在任何情况 下不得小于2倍。直径100mm或150mm、高径比12的 芯样为标准芯样，高径比大于1的芯样要考虑尺寸修正系 数对强度的修正。n端面要磨平，防止不平整导致应力集中而影响实测强度；n取芯后留下的孔洞采用比原混凝土强度高一等级的微膨胀 混凝土进行修补。 （三）芯样抗压试验和混 凝土强度推定n芯样宜在被测结构或构件混凝土干湿度 基本一致的条件下进行抗压试验。n如结构工作条件比较干燥，芯样在室内自然干燥3天 进行试验。如比较潮湿，则应在

14、205的清水中 浸泡4048小时后进行试验。n芯样试件的混凝土强度换算值按下式计 算： 式（5-9） 式中： 芯样试件混凝土强度换算值（MPa ），精确至0.1MPa；芯样试件抗压试验所得的最大压力（ N）；芯样试件平均直径（mm）；不同的高度与直径比其芯样试件混凝 土强度换算的修正系数。 取芯样试件混凝土换算强度中的最小值作为代表 值推定结构的混凝土强度。 五、拔出法检测混凝土强 度n原理n拔出法试验是用金属锚固件预埋入未硬化的 混凝土浇筑构件内，或在已硬化的混凝土构 件上钻孔埋入一膨胀螺栓，然后测试锚固件 或膨胀螺栓被拔出时的拉力，由被拔出的锥 台形混凝土块的投影面积，确定混凝土的拔 出强度，并由此推算混凝土的立方抗压强度 。分为前装法和后装法。n单个构件检测时，至少进行三点拔出试验。