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第5章结构非破损检测与鉴定 主要内容 5 1概述5 2混凝土的非破损检测5 3钢结构检测5 4砌体结构非破损检测5 5结构现场荷载试验5 6结构可靠性鉴定 1 非破损检测的定义 5 1概述 在被测结构或构件不被物理破坏的条件下 通过有效的检测方法获取表征结构 材料 性能的相关物理力学参数 以此推定结构或构件强度和完整性 其内部是否有缺陷 的一种检测技术 也称为无损检测 已建工程结构或构件 1 新建结构 2 服役结构 xxTHEINSTITUTEOFSEISMICENGINEERINGRESEARCH 2 非破损检测的对象 3 非破损检测的应用 1 评定结构或构件的质量 特别是评定新建的工程结构混凝土的施工质量 2 评估 鉴定已建工程结构的安全性和可靠性 3 为处理工程质量事故 维修改造或加固处理提供依据等 xxTHEINSTITUTEOFSEISMICENGINEERINGRESEARCH 1 混凝土结构 回弹法 超声法 回弹 超声综合法三种 2 钢结构 检测钢材与焊缝缺陷 超声法 磁粉探伤法 检测焊缝缺陷 X射线探伤法 5 1概述 4 常用非破损检测方法 5 混凝土的半破损检测方法 1 钻芯取样法 2 拔出法 5 2混凝土的非破损检测 5 2 1回弹法检测混凝土强度 由于混凝土表面的硬度与混凝土强度之间存在直接关系 回弹法是通过使用回弹仪弹击混凝土表面 测得回弹值 根据回弹值与混凝土抗压强度之间存在关系曲线 换算表 用修正后的回弹值间接推定混凝土强度 xxTHEINSTITUTEOFSEISMICENGINEERINGRESEARCH 1 回弹法原理 xxTHEINSTITUTEOFSEISMICENGINEERINGRESEARCH 5 2混凝土的非破损检测 2 回弹仪 1 构造 如图 2 工作原理l 弹簧的初始拉伸长度x 回弹锤的反弹距离 xxTHEINSTITUTEOFSEISMICENGINEERINGRESEARCH 3 回弹仪的分类 按冲击能量分 重型回弹仪30N m 大型结构物中型回弹仪2 25N m 10 80CM厚普通混凝土构件轻型回弹仪0 75N m 轻质 低标号 薄壁混凝土 5 2混凝土的非破损检测 xxTHEINSTITUTEOFSEISMICENGINEERINGRESEARCH 5 2混凝土的非破损检测 4 回弹值与混凝土抗压强度回弹值与表面硬度有关 而表面硬度反映了混凝土抗压强度的大小 3 回弹值计算与修正 常用方法 查表法 5 2混凝土的非破损检测 1 回弹方向与水平方向呈夹角时的修正方法通常情况下 回弹仪应呈水平状弹击混凝土构件浇筑的侧面 否则即要修正 回弹仪呈水平方向时该测区的平均回值 回弹仪与水平方向呈夹角时该测区的平均回弹值 回弹仪与水平方向呈夹角时该测区的平均回弹值的修正值 xxTHEINSTITUTEOFSEISMICENGINEERINGRESEARCH 修正值见下表 5 2混凝土的非破损检测 2 回弹非浇筑的侧面时的修正 回弹浇筑顶面时 回弹浇筑底面时 5 2混凝土的非破损检测 修正值见下表 xxTHEINSTITUTEOFSEISMICENGINEERINGRESEARCH 5 2混凝土的非破损检测 4 回弹构件数 测区 测点的选定 1 构件的批量抽检抽检的数量不得少于该批构件总数的30 且不少于10件 2 测区对每一构件 长度 3m 取至少10个测区 长度 3m 且高度 0 6m的构件取至少5个测区 测区应在混凝土浇筑侧面 且安排在相对的两个侧面交错位置 每个测区一般为20 20 正方形 测区与测区之间的距离不得超过2m 靠近构件的测区与构件边缘或外露钢筋之距离一般要不小于3 xxTHEINSTITUTEOFSEISMICENGINEERINGRESEARCH 3 测点在每个测区内均匀弹击16个测点 测点之间距离不小于2 通常为四个测点一排 共四排 5 2混凝土的非破损检测 xxTHEINSTITUTEOFSEISMICENGINEERINGRESEARCH 5 2混凝土的非破损检测 5 回弹仪测试中注意的问题 1 回弹仪的工作状态校准 在标准钢砧上 将仪器垂直向下率定 以其平均率定值为80 2作为回弹法检测时回弹仪的标准状态 否则回弹仪必须进行调整或校验 精度 在现场检测操作时 应准备两台以上校验至标准状态的回弹仪 以备检测过程中适时更换回弹仪 保证测试系统的精度 xxTHEINSTITUTEOFSEISMICENGINEERINGRESEARCH 5 2混凝土的非破损检测 要求测试面清洁 平整 干燥 密实 测区面积约为400cm2 每测区测点不小于16个 分别剔除最大和最小3个值 取平均值 测区宜选在浇注侧面 测点在相对侧面上交错布置 测点间距不小于2cm 3 碳化深度 由于回弹法是以混凝土表面硬度的回弹值来推定混凝土强度值的 因此必须考虑影响混凝土表面硬度的碳化深度 混凝土表面的氢氧化钙和空气中的二氧化碳会生成的碳酸钙 龄期越长碳化深度越深 但碳化虽深度增加逐渐减缓 2 测试面 xxTHEINSTITUTEOFSEISMICENGINEERINGRESEARCH 5 2混凝土的非破损检测 碳化深度测定 在每个测区旁凿一个 15mm 深度5 6mm孔 用1 酚酞溶液 游标卡尺三次量深取均值 混凝土强度推定值 由回弹值且同时考虑碳化深度值查表 6 回弹法混凝土强度的评定 1 测区平均回弹值 对测区的16个测点 去掉三个最大和三个最小的回弹值 并求出其平均回弹值 4 回弹法应用的受限制条件 混凝土强度 C60时 不能采用 混凝土龄期 3年 薄壁 潮湿状态的结构构件均不宜采用 xxTHEINSTITUTEOFSEISMICENGINEERINGRESEARCH 5 2混凝土的非破损检测 2 测区强度换算值 由该测区回弹平均值及碳化深度值查 回弹法检测混凝土抗压强度技术规程 JGJ T23 2011 附录A得到 3 测区强度换算值的平均值及标准差 测区强度换算值的平均值 测区强度换算值的标准差 当构件的测区数不少于10个或是批量构件检测时构件混凝土强度推定值 当构件的测区强度中出现小于10 0MPa时 构件的混凝土强度推定值为 xxTHEINSTITUTEOFSEISMICENGINEERINGRESEARCH 5 2混凝土的非破损检测 4 构件混凝土强度推定值 当构件的测区少于10个以及单个构件时 以构件中最小的测区强度值作为该构件的混凝土强度推定值 xxTHEINSTITUTEOFSEISMICENGINEERINGRESEARCH 5 2混凝土的非破损检测 1 剔除3个最大 3个最小 取平均回弹值Rm2 查表得对应碳化深度 回弹值的混凝土强度3 取各测区最小混凝土强度换算值为构件混凝土强度推定值 例 由下表求某梁构件的混凝土强度 xxTHEINSTITUTEOFSEISMICENGINEERINGRESEARCH 5 2混凝土的非破损检测 5 2 2超声脉冲法 声波均源于物体振动 属于机械波 根据人的声感分为以下三种 声波人可听感 频率16 2000Hz 次声波频率2000Hz以上 人不能听感 其具有良好的传播指向性 穿透性 1 超声法测混凝土强度 1 声波 xxTHEINSTITUTEOFSEISMICENGINEERINGRESEARCH 5 2混凝土的非破损检测 混凝土密实程度与混凝土的强度密切相关 超声波在疏松混凝土中的传播时明显比密实混凝土所化时间要长 故利用超声波在混凝土中的传播速度快慢 依照相关的超声波在混凝土中传播速度与混凝土强度之间的关系曲线即可推定混凝土的强度 为防止换能器与混凝土之间存在缝隙 空气介质 引起的实测传播速度误差 通常在换能器与混凝土接触面之间上涂上黄油 2 超声波检测混凝土强度的原理 原理 xxTHEINSTITUTEOFSEISMICENGINEERINGRESEARCH 5 2混凝土的非破损检测 超声仪它是由一个换能器发出超声波 而被测混凝土的另一面用另一个换能器接受此超声波 非金属超声仪工作频率在 1MHz 通常采用50kHz 100kHz 测区不得少于10个 每个测区沿对角安排三个测点 量得超声波穿过混凝土得厚度 将两换能器保持在一条直线上 换能器与混凝土表面接触面涂上如黄油或浆糊等耦合剂 三个测点则由三个传播时间求取平均值 再由R C曲线得到此测区的混凝土强度得推定值 注意 在混凝土浇筑面或底面测试时 其所测得的声速需乘以1 034 超声检测仪器 xxTHEINSTITUTEOFSEISMICENGINEERINGRESEARCH 5 2混凝土的非破损检测 5 2 2超声 回弹综合法检测混凝土强度 1 基本原理回弹法反映结构混凝土表层强度 超声波反映内部强度 两者内外结合 充分反映结构整体特性 xxTHEINSTITUTEOFSEISMICENGINEERINGRESEARCH 5 2混凝土的非破损检测 1 超声测点应与回弹测点布置在同一测区内 且每个测区具有两个相对的测面 宜先进行回弹测试 然后再进行超声测试 2 有关检测规定 2 每个测区对测3个点 测定超声波声时值 取其算术平均值 在每个测区测定16个回弹值 两个测试面各取8个 依据超声 回弹综合法检测混凝土强度技术规程CECS02 2005 3 测区混凝土强度换算值 对于混凝土粗骨料为卵石 对于混凝土粗骨料为碎石 xxTHEINSTITUTEOFSEISMICENGINEERINGRESEARCH 5 2混凝土的非破损检测 3 钢筋对超声波传播速度的影响 钢筋轴线垂直测试方向 钢筋轴线平行测试方向略 xxTHEINSTITUTEOFSEISMICENGINEERINGRESEARCH 5 2混凝土的非破损检测 混凝土的强度密切相关 故用超声波在混凝土中传播的速度快慢来推定其强度 依照相关的超声波在混凝土中传播的速度与混凝土强度之间的关系曲线即可得到混凝土强度的推定值 此外 为防止换能器与混凝土之间有缝隙即有空气介质致使传播速度减慢影响探测准确度 通常在换能器上涂上黄油或浆糊使其与混凝土之间无空气介质 xxTHEINSTITUTEOFSEISMICENGINEERINGRESEARCH 5 2混凝土的非破损检测 12 2超声 回弹综合法检测混凝土强度 2 超声 回弹综合检测混凝土强度规定超声测点应与回弹测点布置在同一测区内 宜先进行回弹测试 然后再进行超声测试 超声波波速计算 内外结合整体特性超声回弹综合法检测混凝土强度技术规程CECS02 88 xxTHEINSTITUTEOFSEISMICENGINEERINGRESEARCH 5 2混凝土的非破损检测 xxTHEINSTITUTEOFSEISMICENGINEERINGRESEARCH 5 2混凝土的非破损检测 xxTHEINSTITUTEOFSEISMICENGINEERINGRESEARCH 5 2混凝土的非破损检测 xxTHEINSTITUTEOF