结构现场无损检测ppt-道路与桥梁实验教学中心.ppt

结构现场无损检测技术,重庆交通大学 道路与桥梁实验教学中心,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 特点：无损、间接测量、统计推定,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 组织情况，判断结构质量,混凝土无损检测的方法 1、混凝土强度 2、混凝土内部缺陷 3、基桩连续性以及质量 4、裂缝深度 5、钢筋定位以及锈蚀,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,混凝土强度非破损检测 混凝土强度局部破损检测 超声法检测混凝土缺陷 钢筋位置和钢筋锈蚀检测,混凝土强度非破损检测,一、混凝土结构回弹测强 （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 重锤弹击混凝土表面反弹高度R推定混凝土强度,1、回弹曲线分类 全国、地区、专用 2、回弹曲线的表示 (1) 回弹测强曲线（表格）,（二）回弹仪,1、回弹仪分类 2、回弹仪的标定,（三）回弹测强曲线,HT225中型回弹仪,回弹仪构造图,（四）检测方法和数据处理 方法：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 依据：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 尽量选择混凝土浇注侧面进行水平方向测试 一般要求每一结构或构件测区不少于10个 测区一般为2020cm，每区布置16个测点 检测面并应清洁、平整,构件上回弹测区的布置示意图,2、回弹操作要点 垂直对准测面，用力均匀缓慢， 避开钢筋、石子、麻面 测点不能重复单击,3、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 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 (3)检测方法 a、利用酚酞酒精遇到碱性物质变色 的化学原理 b、数量：不少于30%测区数,各区检 测13处，取平均值，如各区炭 化深度离散性大，则应检测所有 测区,4、回弹值计算 剔除各测区16个测点中三个最大和三个最小值，余下10个测值 取均值作为该测区平均回弹值：,5、回弹值修正 (1)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 (3)先进行弹击角度修正，后再进行侧面修正,6. 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fccu,i (2)计算构件强度均值和标准差,(3)构件砼强度推定值确定 当测区数少于10个时 按测区数不少于10个或批量检测时 测区中出现强度小于10MPa时,7、回弹测强的局限性 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,（一）非金属超声检测仪 1、超声波 2、仪器组成 脉冲发生器、探头、接受放大器、处理电路、显示装置组成 3、换能器（探头） (1) 工作原理：压电晶体的压电逆效应 (2) 分类 (3) 换能器与构件的耦合 4、声学参数 (1) 声速 (2) 声时 (3) 振幅 (4) 波形,混凝土超声检测原理图,（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 (1) 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 (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 抗压强度超声波传播速度 高 快 低 慢 f-V 经验公式： 指数函数方程 幂函数方程 抛物线方程,（三）检测方法 测区不少于10个，每区测点不少于3点,超声法混凝土强度检测测点布置,声速计算 测试面为混凝土表面及底面时，对声速修正(修正系数为1.034) 评定: 由实测声速，根据率定的强度V曲线，求测区强度，推定构件砼强度,三、超声回弹法检测混凝土强度 （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 2、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，提高精度 （二）检测方法 1、回弹测强：方法同前(不需测量炭化深度) 2、超声测强 (1)测区确定 a、每构件一般少于10，间距小于2m，均匀分布 b、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 (2)测试方法 a、每个测区测量3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1.034）,（三）混凝土强度推定 依据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,1、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,一、钻芯法检测混凝土强度 （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 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 （三）混凝土强度推定,二、拔出法检测混凝土强度 技术标准：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，测试其拔出时的拉力，通过相关标准确定混凝土强度,一、概述 1、砼结构缺陷类型 不连续、不密实、孔洞、冻伤、烧伤、裂缝 2、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陷区域声波参数比较，进行缺陷检测和判定 3、波形变化 有缺陷时：声时(声速)，波幅(接受能量), 频率,波形畸变,超声法检测混凝土缺陷,无缺波形,有缺波形,二、混凝土浅裂缝(dc500mm)测量 1、平测法 (1)原理 (2)检测方法 a 、在完好部位测定混凝土声速V和声时ti b 、将探头对称布置在裂缝两侧，测量声波跨缝传递的时间ti0 c、 根据几何关系，计算裂缝深度： d 、用不同跨缝距离L=100，150mm，以均值作为裂缝深度代表值,三、混凝土深裂缝(dc 500mm)测量,1、钻孔法,幅值,L一般为2000mm,孔深,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 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,2、利用两平行侧面测量裂缝深度,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,两对平行测试面,一对平行测试面,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,(一)基桩测试方法 1、静力加载试验 2、反射波法 3、机械阻抗法 4、声波透射法,(二)声波透射法检测混凝土基桩检测,1、检测依据：公路工程基桩动测技术规 JTG/TF81-01-2004 基桩低应变动力检测规程 JGJ/T93-95 2、检测内容：连续性、完整性 3、检测方法和原理 4、检测仪器（同步电机、换能器） 5、声测管埋设 6、耦合 7、检测（平测，斜测） 8、判据: PSD判据: 接受波幅： 声 速：,AB剖面,BC剖面,CA剖面,声速判据(临界值)： ，S为声速标准差,首波振幅判据（临界值）：,PSD（ ）曲线,钢筋位置和钢筋锈蚀检测,一、钢筋位置,1、目的：确定钢筋位置、布筋、保护层厚度 2、原理：利用电磁感应原理，钢筋距探头越近，钢筋直径越粗， 磁感应强度越大，输出越大 3、测试试件要求：配筋稀疏，保护层较薄，钢筋布置在同一平面 或在不同平面内距离较大,钢筋位置测定仪工作原理,钢筋保护层测试仪(瑞士),二、钢筋锈蚀检测,1、目的 确定钢筋锈蚀情况，考察混凝土结构耐久性 2、原理 混凝土碱性材料钢筋不锈蚀 混凝土开裂钢筋锈蚀 钢筋锈蚀钢筋有效截面积减小、砼胀裂剥落 钢筋锈蚀电化学过程腐蚀电流电位差变化 钢筋表面与探头之间的电位差越大，锈蚀越