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1、结构现场无损检测技术结构现场无损检测技术重庆交通大学重庆交通大学道路与桥梁实验教学中心道路与桥梁实验教学中心概述概述砼强度测试裂缝深度内部缺陷局部破损砼强度测试内容：材料强度、内部缺陷、耐久性内容：材料强度、内部缺陷、耐久性特点：无损、间接测量、统计推定特点：无损、间接测量、统计推定 无损检测无损检测无损检测无损检测：不损伤结构前提下，检测结构材料的某些性能、内部：不损伤结构前提下，检测结构材料的某些性能、内部：不损伤结构前提下，检测结构材料的某些性能、内部：不损伤结构前提下，检测结构材料的某些性能、内部 组织情况，判断结构质量组织情况，判断结构质量组织情况，判断结构质量组织情况，判断结构质量
2、混凝土无损检测的方法混凝土无损检测的方法 1 1、混凝土强度、混凝土强度 2 2、混凝土内部缺陷、混凝土内部缺陷 3 3、基桩连续性以及质量、基桩连续性以及质量 4 4、裂缝深度、裂缝深度 5 5、钢筋定位以及锈蚀、钢筋定位以及锈蚀方法与规范方法与规范检测规范回弹法检测混凝土抗压强度技术规程JGJ/T23-2001超声回弹综合法检测混凝土强度技术规程CECS02:2005超声法检测混凝土缺陷技术规程CECS21:2000混凝土结构现场检测与评定混凝土结构现场检测与评定混凝土强度非破损检测混凝土强度非破损检测混凝土强度局部破损检测混凝土强度局部破损检测超声法检测混凝土缺陷超声法检测混凝土缺陷钢筋
3、位置和钢筋锈蚀检测钢筋位置和钢筋锈蚀检测混凝土强度非破损检测混凝土强度非破损检测一、混凝土结构回弹测强一、混凝土结构回弹测强（一）基本原理（一）基本原理 回弹仪弹击锤通过弹击杆，弹击砼表面，弹击锤反弹距离与回弹仪弹击锤通过弹击杆，弹击砼表面，弹击锤反弹距离与砼表面硬度相关，砼强度与其表面硬度相关，利用测强曲线砼表面硬度相关，砼强度与其表面硬度相关，利用测强曲线推定砼强度推定砼强度 重锤弹击混凝土表面重锤弹击混凝土表面反弹高度反弹高度R R推定混凝土强度推定混凝土强度1、回弹曲线分类、回弹曲线分类 全国、地区、专用全国、地区、专用2、回弹曲线的表示、回弹曲线的表示 (1) 回弹测强曲线（表格）回
4、弹测强曲线（表格）（二）回弹仪（二）回弹仪 1、回弹仪分类、回弹仪分类 2、回弹仪的标定、回弹仪的标定（三）回弹测强曲线（三）回弹测强曲线HT225中型回弹仪中型回弹仪回弹仪构造图回弹仪构造图（四）检测方法和数据处理四）检测方法和数据处理 方法：方法：根据实测回弹值、碳化深度，由测弹曲线根据实测回弹值、碳化深度，由测弹曲线及统计方法推定砼强度及统计方法推定砼强度 依据：依据：回弹法检测混凝土抗压强度技术规程回弹法检测混凝土抗压强度技术规程 JGJ/T23-2001 1、测区、测点布置、测区、测点布置 尽量选择混凝土浇注侧面进行水平方向测试尽量选择混凝土浇注侧面进行水平方向测试 一般要求每一结构
5、或构件测区不少于一般要求每一结构或构件测区不少于10个个 测区一般为测区一般为2020cm，每区布置，每区布置16个测点个测点 检测面并应清洁、平整检测面并应清洁、平整L3mL3m 2m 2m20cm20cm 20mm 20mm构件上回弹测区的布置示意图构件上回弹测区的布置示意图2、回弹操作要点、回弹操作要点 垂直对准测面，用力均匀缓慢，垂直对准测面，用力均匀缓慢， 避开钢筋、石子、麻面避开钢筋、石子、麻面 测点不能重复单击测点不能重复单击 3、炭化深度测量、炭化深度测量 (1)碳化：砼表面在大空中二氧化碳和水分的作用下，表层的氢氧碳化：砼表面在大空中二氧化碳和水分的作用下，表层的氢氧化钙转化
6、成碳酸钙硬壳化钙转化成碳酸钙硬壳 (2)碳化影响：砼强度相同，回弹值随碳化深度增大而增大碳化影响：砼强度相同，回弹值随碳化深度增大而增大 (3)检测方法检测方法 a、利用酚酞酒精遇到碱性物质变色、利用酚酞酒精遇到碱性物质变色 的化学原理的化学原理 b、数量：不少于、数量：不少于30%测区数测区数,各区检各区检 测测13处，取平均值，如各区炭处，取平均值，如各区炭 化深度离散性大，则应检测所有化深度离散性大，则应检测所有 测区测区d dm m4、回弹值计算、回弹值计算 剔除各测区剔除各测区16个测点中三个最大和三个最小值，余下个测点中三个最大和三个最小值，余下10个测值个测值取均值作为该测区平均
7、回弹值：取均值作为该测区平均回弹值：5、回弹值修正、回弹值修正 (1)非水平方向弹击时，进行角度修正非水平方向弹击时，进行角度修正 (2)在顶表面和底面弹击时，进行测试面修正在顶表面和底面弹击时，进行测试面修正 (3)先进行弹击角度修正，后再进行侧面修正先进行弹击角度修正，后再进行侧面修正6. 强度推定强度推定 (1)由各区实测回弹和炭化深度，查表得到测区强度值由各区实测回弹和炭化深度，查表得到测区强度值fccu,i (2)计算构件强度均值和标准差计算构件强度均值和标准差 (3)构件砼强度推定值确定构件砼强度推定值确定 当测区数少于当测区数少于10个时个时 按测区数不少于按测区数不少于10个或
8、批量检测时个或批量检测时 测区中出现强度小于测区中出现强度小于10MPa时时 7、回弹测强的局限性、回弹测强的局限性 间接测量，精度较低，不能用于仲裁间接测量，精度较低，不能用于仲裁二、超声法检测混凝土强度二、超声法检测混凝土强度（一）非金属超声检测仪（一）非金属超声检测仪 1、超声波、超声波 2、仪器组成、仪器组成 脉冲发生器、探头、接受放大器、处脉冲发生器、探头、接受放大器、处理电路、显示装置组成理电路、显示装置组成 3、换能器（探头）、换能器（探头） (1) 工作原理：压电晶体的压电逆效应工作原理：压电晶体的压电逆效应 (2) 分类分类 (3) 换能器与构件的耦合换能器与构件的耦合 4、
9、声学参数、声学参数 (1) 声速声速 (2) 声时声时 (3) 振幅振幅 (4) 波形波形电源开关电源开关精调精调细调细调扫描宽度扫描宽度粗调粗调微调微调调零调零手动手动自动自动收收发发增增 益益发射电压发射电压0 1 2 3 4 5 6 7 8 9010203040506070衰减衰减dB0.5发射波发射波数码显示数码显示(传输时间传输时间 s)计数计数 s0.5接收波接收波光标光标混凝土超声检测原理图混凝土超声检测原理图（二）超声测强原理（二）超声测强原理 利用超声波传播速度与砼强度之间相关性，通过声速测量砼强度利用超声波传播速度与砼强度之间相关性，通过声速测量砼强度 (1) 波速与砼弹性
10、性能、密实度等参数相关波速与砼弹性性能、密实度等参数相关 (2) 弹性性能、密实度反映砼强度，声速高，弹性性能好，强度越高弹性性能、密实度反映砼强度，声速高，弹性性能好，强度越高 (3) 用标准试件，建立波速与砼强度相关性，由实测声速推定砼强度用标准试件，建立波速与砼强度相关性，由实测声速推定砼强度 抗压强度抗压强度超声波传播速度超声波传播速度 高高 快快 低低 慢慢 f-V 经验公式：经验公式： 指数函数方程指数函数方程 幂函数方程幂函数方程 抛物线方程抛物线方程（三）检测方法（三）检测方法 测区不少于测区不少于10个，每区测点不少于个，每区测点不少于3点点超声法混凝土强度检测测点布置声速计
11、算声速计算 测试面为混凝土表面及底面时，对声速修正测试面为混凝土表面及底面时，对声速修正(修正系数为修正系数为1.034) 评定评定: 由实测声速，根据率定的强度由实测声速，根据率定的强度V曲线，求测区强度，推曲线，求测区强度，推定构件砼强度定构件砼强度 2m 2m20cm20cm三、超声回弹法检测混凝土强度三、超声回弹法检测混凝土强度（一）综合法特点（一）综合法特点 1、回弹法反映砼表层强度及表层的弹性、塑性性能、回弹法反映砼表层强度及表层的弹性、塑性性能 2、超声法反映砼内部强度及弹性性能和内部状况、超声法反映砼内部强度及弹性性能和内部状况 3、两种方法取长补短，较全面地反映混凝土强度信息
12、，提高精、两种方法取长补短，较全面地反映混凝土强度信息，提高精度度（二）检测方法（二）检测方法 1、回弹测强：方法同前、回弹测强：方法同前(不需测量炭化深度不需测量炭化深度) 2、超声测强、超声测强 (1)测区确定测区确定 a、每构件一般少于、每构件一般少于10，间距小于，间距小于2m，均匀分布，均匀分布 b、尽量选两浇注侧面，定位准确，避开钢筋、尽量选两浇注侧面，定位准确，避开钢筋 c、表面处理，保证良好耦合、表面处理，保证良好耦合 (2)测试方法测试方法 a、每个测区测量、每个测区测量3点，平均处理得到声速点，平均处理得到声速 b、侧面为顶、底面时，进行声速修正（修正系数、侧面为顶、底面时
13、，进行声速修正（修正系数1.034）（三）混凝土强度推定（三）混凝土强度推定 依据依据超声回弹综合法检测混凝土强度技术规程超声回弹综合法检测混凝土强度技术规程CECS02:2005）粗骨料为卵石：粗骨料为碎石：2、强度推定：根据各测区强度值，采用与回弹法相同的方法推定、强度推定：根据各测区强度值，采用与回弹法相同的方法推定 1、根据综合法强度曲线，确定各测区的砼强度值、根据综合法强度曲线，确定各测区的砼强度值fccu,i混凝土强度局部破损检测混凝土强度局部破损检测 一、钻芯法检测混凝土强度一、钻芯法检测混凝土强度 （一）原理（一）原理 在混凝土结构上直接钻取芯样，对芯样进行加工后进行抗压强度在
14、混凝土结构上直接钻取芯样，对芯样进行加工后进行抗压强度试验，是一种直观可靠的检测混凝土强度的试验方法。试验，是一种直观可靠的检测混凝土强度的试验方法。 （二）技术要求（二）技术要求 （三）混凝土强度推定（三）混凝土强度推定 二、拔出法检测混凝土强度二、拔出法检测混凝土强度 技术标准：技术标准：后装拔出法检测混凝土强度技术规程后装拔出法检测混凝土强度技术规程 原理：在砼预埋锚固件或钻孔埋入膨胀螺栓，测试其拔出时的拉原理：在砼预埋锚固件或钻孔埋入膨胀螺栓，测试其拔出时的拉力，通过相关标准确定混凝土强度力，通过相关标准确定混凝土强度 一、概述一、概述 1、砼结构缺陷类型、砼结构缺陷类型 不连续、不密
15、实、孔洞、冻伤、烧伤、裂缝不连续、不密实、孔洞、冻伤、烧伤、裂缝 2、基本原理、基本原理 超声波通过砼中缺陷时产生绕射、反射、能量衰减现象与无缺陷砼相超声波通过砼中缺陷时产生绕射、反射、能量衰减现象与无缺陷砼相比，在同样条件下，接受波形声学参数会发生变化比，在同样条件下，接受波形声学参数会发生变化 通过完好区域与有缺通过完好区域与有缺陷区域声波参数比较，进行缺陷检测和判定陷区域声波参数比较，进行缺陷检测和判定 3、波形变化、波形变化 有缺陷时：声时有缺陷时：声时 (声速声速 )，波幅，波幅(接受能量接受能量) , 频率频率 ,波形畸变波形畸变超声法检测混凝土缺陷超声法检测混凝土缺陷无缺波形无缺
16、波形有缺波形有缺波形二、混凝土浅裂缝二、混凝土浅裂缝(dc 500mm)测量测量1、钻孔法、钻孔法幅值幅值L LL LL LL L一般为一般为2000mm2000mm孔深孔深 两探头以相同高度位置自上而下同步移动两探头以相同高度位置自上而下同步移动 读取接收波首波波幅及声时值读取接收波首波波幅及声时值 当波幅达到最大并基本稳定时对应的深度即为裂缝深度当波幅达到最大并基本稳定时对应的深度即为裂缝深度 声时也作为裂缝深度判据声时也作为裂缝深度判据2、利用两平行侧面测量裂缝深度、利用两平行侧面测量裂缝深度内部缺陷：空洞、不密实区等内部缺陷：空洞、不密实区等观测数据：声时值、首波波幅、频率、波形观测数据：声时值、首波波幅、频率、波形两对平行测试面两对平行测试面一对平行测试面一对平行测试面LtmaxtK四、混凝土内部缺陷检测四、混凝土内部缺陷检测五、应用实例混凝土基桩完整性检测五、应用实例混凝土基桩完整性检测(一一)基桩测试方法基桩测试方法 1、静力加载试验、静力加载试验 2、反射波法、反射波法 3、机械阻抗法、机械阻抗法 4、声波透射法、声波透射法(二二)声波透射法检测混凝土基桩检测声波透射法
