第八章非破損檢測技術

1、8 結構非破損檢測與可靠性鑒定結構非破損檢測與可靠性鑒定8.1 概述1. 非破損檢測技術：在不破壞（或微破損）結構構件材料內(nèi)部結構、不影響結構整體工作性能和不危及結構安全的情況下，利用和依據(jù)物理學的力、聲、電、磁和射線等原理、技術和方法，測定與結構材料性能有關的各種物理量，并以此推定結構構件材料強度和檢測內(nèi)部缺陷的一種測試技術。2. 檢測目的：評定結構構件的質量、控制施工進度和質量、診斷已建結構構件的承載能力和耐久性，評定已建結構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構：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、結構： （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。鋼結構 鋼材強度檢測：表面硬度計法； 材料缺陷檢測：超聲法。8.2 混凝土結構的非破損檢測混凝土結構的非破損檢測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關系來推定混凝土強度。2回彈儀的構造和率定構造。率定：使用前應在洛氏硬度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)表面應清潔、平整、干燥、結實。布置：一個構件不少于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的結構或構件，其測區(qū)數(shù)量可適當減少，但不應少于5個）2）回彈值測量 回彈值量測時，回彈僅應始終垂直于結構或構件的檢測面，測點不應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 非澆筑側面、非水平測試方向、碳化修正（dm0.5mm時不修正）6. 結構或構件強度計算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）結構或構件混凝土強度平均值和強度標準差計算3）結構或構件混凝土強度推定值 單個構件檢測時，以構件最小測區(qū)強度值作為該構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件混凝土強度推定值： 對于批量檢測構件，當該批構件混凝土強度標準差出現(xiàn)下列情況之一時，按單個構件檢測推定： (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之間的關系。混凝土強度愈高，相應超聲波波速愈大。通過試驗可建立混凝土強度與聲速的關系曲線或經(jīng)驗公式。目前常用的相關關系表達式有冪函數(shù)方程:2. 超聲法的檢測技術和測區(qū)選擇l單個構件檢測：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)應不少于同批構件的30，且不少于4個，每個構件測區(qū)數(shù)不少于10個。測試面應清潔平整，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，應嚴格遵照超聲回彈綜合法檢測混凝土強度技術規(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，從被檢測的結構或構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：鉆取芯樣應在結構或構件受力較小的部位和強度質量具有代表性的部位。芯樣試件內(nèi)不應含有鋼筋。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，且鋼筋應與芯樣軸線基本垂直。大小與數(shù)量：鉆芯數(shù)量不應少于3個，小構件可取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構或構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 用一金屬錨固件預埋入凝土內(nèi)（預裝發(fā)）或在構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關系，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