混凝土的非破损检验PPT课件.ppt

混凝土结构的非破损检测 主讲人 姜宝龙组员 薛梅段佳利朱静怡姜宝龙祝小凯谢海兵郭建军高晓威魏刚毅陈强刘伟季呈 1 概述 定义 研究对象 工程背景 研究目的 研究内容 2 背景 定义 目的 内容 在不破坏结构构件的条件下 在构件原位对结构材料性能以及结构内部缺陷进行直接定量检测的技术 需要获得表征结构性能的相关参数而不对结构造成损伤 或者鉴定已建结构的可靠度 1 验证工程质量 处理工程质量事故 评估新结构 材料 工艺的应用 2 评估已建结构对的安全性和可靠性 1 混凝土强度及内部缺陷的检测2 钢筋直径和混凝土保护层厚度检测3 钢筋锈蚀检测 3 混凝土强度检测 混凝土内部质量检测 回弹法 超声法 超声脉冲法 综合法 钻心法 雷达法 电磁法 半电池法 拔出法 混凝土结构的非破损检测 注意 各种方法的适应范围和比较其优缺点 4 利用回弹仪检测混凝土结构构件中混凝土抗压强度的方法 是混凝土结构现场检测中常用的一种非破损试验方法 用回弹仪弹击混凝土表面时 由仪器重锤回弹能量的变化 反映混凝土的弹性和塑性性质 评定混凝土的抗压强度 是各种表面硬度法较好的一种方法 回弹值 定义 工作原理 一回弹法 5 回弹法检测混凝土抗压强度技术规程 JGJ T23 2001 1 要同时测量混凝土的碳化深度 以修正混凝土强度推定值 每个测区采用1 的酚酞酒精检测 不呈现紫红色的厚度为碳化深度 2 回弹仪与水平方向的夹角不同 会影响回弹值 故需修正回弹值 3 混凝土表面硬度分布不均匀 应多次回弹取平均值 注意事项 6 1 不宜检测龄期超过3年的老混凝土 2 不能检测超过C60的混凝土强度 3 混凝土表层与内部质量有明显差异时 不能使用 4 薄壁小构件不宜采用 5 潮湿的混凝土应处理后检测 回弹值与混凝土强度的关系统一测强曲线地区测强曲线专用测强曲线应按专用测强曲线 地区测强曲线 统一测强曲线的次序选用 限制条件 回弹法测强曲线 7 测区数一般6 10个 相邻测区间距在2m内 测区面积不宜大于0 04m2 每个测区回弹16次 去掉3个最大值和3个最小值 取余下10个的平均值作为该测区回弹值 根据测强曲线 由每一测区的回弹值得到混凝土强度换算值 由此推定混凝土强度 测区数大于10个时 按95 保证率确定 测区数小于10个时 取最小值 一般情况下 结构或构件由于制作 养护等原因 其强度值要低于同条件试件强度值 数据处理 8 不受构件形状 大小的限制 检测灵活 方便快速 费用低廉 数显回弹仪 检测现场 优点 9 结构混凝土的抗压强度与超声波在混凝土中的传播参数 声速 衰减等 之间的相关关系是超声脉冲检测混凝土强度方法的基础 1 超声波检测主要是测量超声波在混凝土当中的传播速度 2 超声波在介质中传播时 遇到不同界面 将产生反射 折射 绕射 衰减等现象 从而使传播的声时 波形 频率等发生相应变化 测定这些规律的变化 便可得到材料的某些性质与内部构造情况 定义 工作原理 二超声脉冲法 10 超声波探伤仪 超声波测厚仪 声时距离声速波形 11 压电效应 12 计算公式 对于混凝土 其密度和泊松比通常不会随其强度而明显变化 如果已知超声波传播的速度 可以利用上式推断混凝土的弹性模量 再通过混凝土弹性模量与混凝土强度的关系 就可以对混凝土的强度性能做出评价 13 1 测区超声波传播速度v l tm其中tm t1 t2 t3 3式中 v为测区声速值 l为超声测距 t为声时值 当在试件混凝土的浇筑顶面或底面测试时 声速值应作修正 即vu v其中 为超声测试面修正系数 在混凝土浇灌顶面及底面测试时 1 034 在混凝土侧面测试时 1 0 2 由试验量测的声速 按fcu v曲线求得混凝土强度换算值 利用超声声速对混凝土强度进行大致判断的参考数据 数据处理 14 3 2 4 5 1 检测过程无损于材料和结构构件的性能 重复或复核检测方便 检测方法具有良好的重复性 具有检测混凝土均匀性和内部缺陷的功能 可以将混凝土的强度评定和内部缺陷评定有机的结合 直接在结构物上进行检测并推定其实际的强度 在有些情况下 其他非破损检测方法无法获取混凝土的质量和强度信息 超声法有其特殊性 特点 15 1 开始测试前 利用标准棒对仪器进行校准 2 通常在50 100kHz范围内选择超声波发射频率 3 测试时必须保持换能器与被测混凝土表面有良好的耦合 防止空气进入 并利用黄油或凡士林等耦合剂 以减少声能的反射损失 4 一般尽可能选择在构件的侧面选择测区 避免浇筑面的不平整 5 每一试件上相邻测区间距不大于2m 6 每个测区内应在相对测试面上对应布置三个测点 相对面上对应的辐射和接受换能器应在同一轴线上 7 必须要对超声检测结果进行标定 也即是必须预先建立超声声速与混凝土强度的关系 8 超声法一般不单独用来检测混凝土的强度 注意事项 16 超声回弹综合法是建立在超声传播速度和回弹值与混凝土抗压强度之间相互关系的基础上的 以声速和回弹值综合反映混凝土抗压强度的一种非破损检测方法 采用两种或两种以上的方法 获取多种物理参量 并建立强度与多项物理量的综合相关关系 综合评价混凝土的强度 三超声回弹综合法 定义 基本原理 17 对侧法 角测法 平测法 仪器选定现场测区布设测试前准备工作先回弹测试 再超声波测试数据处理和混凝土强度推定 检测方法 检测要点 18 粗骨料为卵石 粗骨料为碎石 i测区砼强度值 0 1MPa i测区修正后声速值 0 01km s i测区修正后回弹值 0 1 数据处理 19 减少混凝土龄期和含水率的影响较全面的反应混凝土的实际质量超声回弹综合法的测量精度优于超声法和回弹法增加了检测工作量 特别是与单一的回弹法相比 不在具有简便快速的优势 优 缺点 20 钻芯法试验是使用专用的取芯钻机及配套机具 从被检测的结构或构件上直接钻取圆柱形的混凝土芯样 并根据芯样的抗压强度推定混凝土的立方体抗压强度 芯样制作 定义 四钻心法 21 1 不宜用于混凝土强度等级低于C10的结构 2 芯样应在结构或构件受力较小的部位和混凝土强度质量具有代表性的部位 3 避开主筋 预埋件和管线的位置 4 每个芯样内最多只允许含有两根直径小于10mm的钢筋 且钢筋应与芯样轴线基本垂直并不得露出端面 5 对于单个构件检测时 钻芯数量不应小于3个 对于较小的构件 可取2个 6 当与其他非破损方法综合检测时 钻芯位置应与该方法的测点布置在同一测区 7 钻取的芯样试件宜在与被检测结构或构件的混凝土干湿度基本一致的条件下进行抗压试验 8 钻孔取芯后结构上留下的孔洞必须及时修补 9 钻芯法不宜普遍使用 更不宜在一个受力区域内集中钻孔取芯 注意事项 22 1 不需要建立混凝土的某种物理量与强度之间的换算关系 即测强曲线 是一种较为直观 准确 可靠的检测混凝土强度的方法2 可以同时检测混凝土内部缺陷 如裂缝 受火或受冻混凝土的损伤深度等 需要结构构件上取样 对原结构有局部损伤 是一种能反映混凝土实际状态的现场检测的半破损试验方法 优缺点比较 优点 缺点 23 拔出法是将安装在混凝土中的锚固件拔出 测出最大拔出力 根据预先建立的拔出力与混凝土强度之间的关系推定混凝土强度的方法 是一种局部微破损检测方法 预埋拔出法 LOK试验 在浇筑混凝土时预埋锚固件的方法 该法常用于工程施工阶段 按事先计划要求布置测点 后装拔出法 CAPO试验 在混凝土硬化后再钻孔埋入特制的膨胀螺栓作为锚固件的方法 该法用于检测混凝土的质量和判断硬化混凝土的现有实际强度 五拔出法 定义 类型及适用范围 24 预埋拔出法 后装拔出法 25 混凝土强度非破损检测方法的比较 26 一超声法检测内部缺陷 5 2 2混凝土内部质量检测 定义 采用同条件下的混凝土超声测试结果对比的方法 通过声时 首波信号等信息 考研判定在发射探头和接收探头之间的路径是否存在缺陷 分类 主要用来检测裂缝深度和混凝土内部的孔洞和密实度 混凝土结构构件的裂缝深度检测混凝土结构的内部缺陷检测 27 混凝土结构构件的体积尺寸较大或者受到测试条件限制 发射探头和接收探头只能安装在结构的同一表面 在无裂缝的部位用平测法得到混凝土的声速v在裂缝部位实测得到的声时为t S vt 计算得到dc 1 混凝土裂缝深度检测 平测法 28 对于混凝土侧面出现裂缝的检查 可以将发射探头和接收探头分别装在梁的两侧 对地下基础的深裂缝 平测法不能有效的检测裂缝深度 可以在裂缝两侧钻孔 采用对侧法检测裂缝深度 采用斜测法检查裂缝深度 如上图所示 共布置5对测点 根据接收信号 就可以判断裂缝达到的深度 斜测法 29 2 混凝土结构的内部缺陷检测 在实际工程中 往往遇到与工程质量有关的混凝土内部缺陷问题 在混凝土构件表面发现蜂窝 孔洞或疏松的缺陷 要求检测缺陷部位在构件内部的分布情况 与检测裂缝深度的问题相似 根据信号的变化 可以判断混凝土内部缺陷 但是只有缺陷部位的尺寸大于探头尺寸时 检测结果才比较准确 30 二雷达法检测内部缺陷和钢筋位置 定义 雷达法是以微波作为传递信号的媒介 依据微波的传播特性 对被测材料的物理性质和内部缺陷做出非破损检测 特点 其常用的频率为1GHz及以上的电磁波 可探测结构及构件混凝土中钢筋的位置 保护层的厚度以及孔洞 酥松层 裂缝等缺陷 31 微波信号源传输线微波探头信号采集处理装置 工作原理 雷达仪 32 雷达波具有很强的穿透能力 检测深度大 速度快 测试结果以断面图形式表示 对混凝土内部缺陷敏感等 探测深度浅 一般为20cm左右 而且钢筋对雷达波有强烈反射作用 使雷达图像的分析 判读存在一定困难 对检测图像的解释需要经验和对比试验的标定结果等 优缺点比较 优点 缺点 33 三电磁法检测钢筋直径和混凝土保护层厚度 背景 利用电磁感应原理获取混凝土内钢筋的信息 定义 对已建混凝土结构作可靠性诊断和对新建混凝土结构施工质量鉴定时 要求确定钢筋位置 布筋情况 正确测量混凝土保护层厚度和估测钢筋直径 原理 检测仪形成的电磁场受到钢筋的影响 线圈产生感应电流 放大的感应电流驱动显示仪器给出测试结果 34 采用两次检测的方法 分别测得钢筋直径和混凝土保护层厚度 CM9型检测仪 35 四半电池法检测钢筋腐蚀 背景 混凝土的碳化和化学介质侵蚀 混凝土中的钢筋可能腐蚀 即生锈 直接被使用的钢筋截面减小钢筋的承载力降低 极限延伸率减少 随着铁锈体积增大 混凝土保护层胀裂 破坏混凝土结构的耐久性 检测方法 目测法 破损法 非破损法 36 对于混凝土内钢筋腐蚀的检测主要基于钢