第八章非破損檢測技術(shù)

1、8 結(jié)構(gòu)非破損檢測與可靠性鑒定結(jié)構(gòu)非破損檢測與可靠性鑒定8.1 概述1. 非破損檢測技術(shù)：在不破壞（或微破損）結(jié)構(gòu)構(gòu)件材料內(nèi)部結(jié)構(gòu)、不影響結(jié)構(gòu)整體工作性能和不危及結(jié)構(gòu)安全的情況下，利用和依據(jù)物理學的力、聲、電、磁和射線等原理、技術(shù)和方法，測定與結(jié)構(gòu)材料性能有關(guān)的各種物理量，并以此推定結(jié)構(gòu)構(gòu)件材料強度和檢測內(nèi)部缺陷的一種測試技術(shù)。2. 檢測目的：評定結(jié)構(gòu)構(gòu)件的質(zhì)量、控制施工進度和質(zhì)量、診斷已建結(jié)構(gòu)構(gòu)件的承載能力和耐久性，評定已建結(jié)構(gòu)的可靠度等級和估算剩余壽命3. 非破損檢測方法混凝土結(jié)構(gòu)：材料強度采用 回彈法、超聲法和回彈超聲綜合法（非破損）、鉆芯法（微破損） 、拔出法；內(nèi)部缺陷采用超聲法。砌體

2、結(jié)構(gòu)： （1）檢測砌體抗壓強度：扁頂法扁頂法、原位軸壓法（2）檢測砌體工作應(yīng)力、彈性模量：扁頂法（3）檢測砌體抗剪強度：原位單剪法、原位單磚雙剪法雙剪法（4）檢測砌筑砂漿強度：推出法推出法、筒壓法、砂漿片剪切法、回回 彈法彈法、點荷法點荷法和射釘法、貫入法。鋼結(jié)構(gòu) 鋼材強度檢測：表面硬度計法； 材料缺陷檢測：超聲法。8.2 混凝土結(jié)構(gòu)的非破損檢測混凝土結(jié)構(gòu)的非破損檢測8.2.1 砼強度的非破損檢測一、回彈法（JGJ/T 23-92） 1948年瑞士斯密特（ESchmidt）發(fā)明回彈儀。1. 基本原理 使用回彈儀的彈擊拉簧驅(qū)動儀器內(nèi)的彈擊重錘，通過中心導桿，彈擊混凝土的表面，并測得重錘反彈的距離

3、，以反彈距離與彈簧初始長度之比為回彈值R，由它與混凝土強度的相關(guān)關(guān)系來推定混凝土強度。2回彈儀的構(gòu)造和率定構(gòu)造。率定：使用前應(yīng)在洛氏硬度HRC為60士2的鋼砧上，在室溫（20士5）度的條件下進行率定。取連續(xù)彈擊三次的穩(wěn)定回彈值進行平均，其值在80士2。3. 回彈法檢測混凝土強度的影響因素回彈儀測試角度：非水平方向測試時，重力作用影響測試結(jié)果混凝土不同澆筑面：分層泌水現(xiàn)象影響砼局部強度。非側(cè)面齡期和碳化的影響：CO2=氫氧化鈣=碳酸鈣。養(yǎng)護方法和溫度：自然養(yǎng)護的回彈值高于標準的回彈值。盡可能采用干燥狀態(tài)的混凝土進行測試，以減小濕度對回彈值的影響。4. 回彈法的檢測技術(shù)和測區(qū)布置1）測區(qū)的選擇與布

4、置選擇：主要受力部位、薄弱部位以及易產(chǎn)生缺陷的部位，測區(qū)表面應(yīng)清潔、平整、干燥、結(jié)實。布置：一個構(gòu)件不少于10個，大小200X200mm，16個測點/區(qū)，測區(qū)間距2m。（長度小于3m，高度低于0.6m的結(jié)構(gòu)或構(gòu)件，其測區(qū)數(shù)量可適當減少，但不應(yīng)少于5個）2）回彈值測量 回彈值量測時，回彈僅應(yīng)始終垂直于結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的檢測面，測點不應(yīng)在氣孔或外露石子上，共測16個值。3）碳化深度測量 選擇不少于構(gòu)件的30測區(qū)進行。在直徑約為15mm并有一定深度的孔洞，滴入濃度為1的酚酞酒精溶液，測試表面至不變色處的深度，即碳化深度。5. 回彈值的數(shù)據(jù)處理1）回彈值的計算 從該測區(qū)的16個測點的回彈值中分別剔除3個最大

5、值和3個最小值，然后按余下的10個回彈值取平均值。2）修正值的計算 非澆筑側(cè)面、非水平測試方向、碳化修正（dm0.5mm時不修正）6. 結(jié)構(gòu)或構(gòu)件強度計算1）測區(qū)混凝土強度值的確定根據(jù)平均回彈值Rm及平均碳化深度dm，由規(guī)程附錄表E查得或當?shù)貙Ｓ脺y強曲線查的。2）結(jié)構(gòu)或構(gòu)件混凝土強度平均值和強度標準差計算3）結(jié)構(gòu)或構(gòu)件混凝土強度推定值 單個構(gòu)件檢測時，以構(gòu)件最小測區(qū)強度值作為該構(gòu)件的混凝土強度推定值：批量檢測時，按下列兩式計算并取其中較大者為該批構(gòu)件混凝土強度推定值： 對于批量檢測構(gòu)件，當該批構(gòu)件混凝土強度標準差出現(xiàn)下列情況之一時，按單個構(gòu)件檢測推定： (1) 平均值小于25MPa，且標準差4

6、.5MPa； (2) 平均值等于或大于 25MPa，且標準差5.5MPa 。二、超聲法1. 原理 混凝土的抗壓強度fcu與超聲波在混凝土中的傳播速度v之間的關(guān)系。混凝土強度愈高，相應(yīng)超聲波波速愈大。通過試驗可建立混凝土強度與聲速的關(guān)系曲線或經(jīng)驗公式。目前常用的相關(guān)關(guān)系表達式有冪函數(shù)方程:2. 超聲法的檢測技術(shù)和測區(qū)選擇l單個構(gòu)件檢測：不少于10個測區(qū)，測區(qū)面積為200X200mm。測區(qū)間距不大于2m。l批量抽樣檢測：抽樣數(shù)應(yīng)不少于同批構(gòu)件的30，且不少于4個，每個構(gòu)件測區(qū)數(shù)不少于10個。測試面應(yīng)清潔平整，無缺陷。3. 強度推定 當在試件混凝土的澆筑頂面或底面測試時，聲速值應(yīng)乘以1.034修正。

7、2）強度推定：由試驗量測的經(jīng)修正后的聲速，按fcuva曲線求得混凝土的強度換算值。三、超聲回彈綜合法(CES02:88) 超聲回彈綜合法實質(zhì)上就是超聲法和回彈法兩種單一測強方法的綜合測試，可以提高測量的精度。測量時，應(yīng)嚴格遵照超聲回彈綜合法檢測混凝土強度技術(shù)規(guī)程（CES02:88)。 每一測區(qū)的混凝土強度是根據(jù)該區(qū)實測的波速及回彈平均值，按事先建立的fcuVRm關(guān)系曲線推定的。測區(qū)測點：超聲的測點和回彈的測點布置在同一測試面上。宜先進行回彈測試，然后進行超聲測試。同時注意，只有同一個測區(qū)內(nèi)所測得的回彈值和聲速值才能作為推算該測區(qū)混凝土強度的綜合參數(shù)，不通測區(qū)的測量值不能混用。四、鉆芯法( CE

8、S03：88）鉆芯法試驗是使用專用的取芯鉆機，從被檢測的結(jié)構(gòu)或構(gòu)件上直接鉆取圓柱形的混凝土芯樣，并根據(jù)芯樣的抗壓試驗由抗壓強度推定混凝土的立方抗壓強度。準確性較高。1. 取樣位置：鉆取芯樣應(yīng)在結(jié)構(gòu)或構(gòu)件受力較小的部位和強度質(zhì)量具有代表性的部位。芯樣試件內(nèi)不應(yīng)含有鋼筋。如不能滿足，每個芯樣內(nèi)最多只允許含有二根直徑小于10mm的鋼筋，且鋼筋應(yīng)與芯樣軸線基本垂直。大小與數(shù)量：鉆芯數(shù)量不應(yīng)少于3個，小構(gòu)件可取2個。芯樣直徑不宜小于骨料最大粒徑的3倍，一般為100 mm或 150 mm，芯樣高度為直徑的12倍。芯樣端面必須進行加工磨平。也可用水泥砂漿或硫磺膠泥在專用補平裝置上補平。2. 芯樣抗壓試驗和混

9、凝土強度推定 1）抗壓試驗芯樣試件宜在與被檢測結(jié)構(gòu)或構(gòu)件混凝土于濕度基本一致的條件下進行抗壓試驗。芯樣試件的混凝土強度換算值為：五、拔出法（CES69:94)1. 原理 用一金屬錨固件預(yù)埋入凝土內(nèi)（預(yù)裝發(fā)）或在構(gòu)件上鉆孔埋人一金屬錨固件（后裝法），然后測試錨固件從混凝土中被拔出時的拉力，并由此推算混凝土的抗壓強度。（與極限抗拔力F之間具有良好的線性關(guān)系）,抗拔強度fp(=ft)2. 后裝拔出法1）適用=10MPa砼 試驗裝置：小粒徑40大粒徑3mm時，取3.0mm。根據(jù)該測位的平均值和平均碳化深度值，計算第i測區(qū)第j個測位的砂漿強度換算值。二、推出法二、推出法1. 原理：利用推出儀從磚砌體中推出單塊丁磚，測得水平推力及推出丁磚下部的砂漿飽滿度，利用砂漿抗壓強度與水平灰縫砂漿抗剪強度、砂漿飽滿度之間的相關(guān)關(guān)系，推算砌筑砂漿的抗壓強度。該方法適用于推定240mm厚普通磚墻中強度等級為M1M15的砂漿強度。2. 檢測技