第七章混凝土非破损检测第七章混凝土非破损检测n分类：n混凝土强度混凝土强度检测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混凝土内部缺陷混凝土内部缺陷检测 一、回弹法检测混凝土强度一、回弹法检测混凝土强度 n（一）基本原理（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Xl2.工作原理n混凝土的强度越高，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（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。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（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（三）数据整理n1.回弹值计算回弹值计算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.回弹值修正回弹值修正（1）非水平状态检测时的回弹值修正）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）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）碳化深度修正n碳化深度修正的原因：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）；nn测区的碳化深度值测量次数。（三）混凝土强度评定（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：试样混凝土强度平均值（MPa），精确至 0.1MPa；nn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（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（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（三）结构或构件混凝土强度的推定的推定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三、超声回弹综合法检测混凝土强度土强度 n（一）基本原理（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（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。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试。 （三）结构或构件的混凝土强（三）结构或构件的混凝土强度推定度推定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四、钻芯法检测混凝土强度 n（一）基本概念（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。