结构实体混凝土强度检测

1、结构实体混凝土强度检测结构实体混凝土强度检测 福建省建筑科学研究院 陈松 主要内容 前言-混凝土无损检测技术 第一部分 回弹法检测混凝土强度 第二部分 钻芯法检测混凝土强度 前言-混凝土无损检测技术 混凝土无损检测技术是以电子学、物理学、 计算机技术为基础的测试仪器，直接在材 料试体或结构物上，非破损地测量与材料 物理、力学、结构质量有关的物理量，藉 材料学、应用力学、数理统计和信息分析 处理等方法，确定和评价材料和结构的弹 性、强度、均匀性与密实度等的一种新兴 的测试方法。 结构混凝土无损检测技术工程应用，主要 有结构混凝土的强度、缺陷和损伤的诊断 测试，而钢筋的位置、直径和保护层厚度， 以

2、及钢结构焊缝质量检测也得到比较广泛 的应用，随着新技术的开发，结构水渗漏、 气密性和保温性能、钢筋腐蚀程度的检测 也日益得到重视。 无损检测技术的应用，已遍及建筑、交通、 水利、电力、地矿、铁道等系统的建设工 程质量检测与评估，正如国际上权威人士 早就预言的“混凝土工程应用无损检测技术 程度，是标志着一个国家对结构工程验收 和质量检测技术的高低”，正说明了发展无 损检测技术的必要性和实际意义。 无损检测技术的特点 无损于材料、结构的组织和使用性能； 可以直接在试体或结构上，对质量或强度进行 重复、全面的检测，弥补了因各种因素影响造成 材料试件与结构物质量差别的缺点； 选用不同的方法，检测和判别

3、结构表层和内部 的质量或损伤，操作简便、迅速； 随着信息处理技术的发展，有利于实现在线检 测和生产自动化。 结构混凝土强度非破损检测 非破损检测混凝土强度的方法，是以检测 的物理量与混凝土标准强度之间的相关性 为基本依据，按相关的数学关系式推定结 构混凝土的实际强度或现场强度。目前， 我国已制订的技术规程有回弹法、超声回 弹综合法、钻芯法和拔出法，上述技术已 得到了推广使用。 第一部分 回弹法检测混凝土强度 回弹法的发展历程 回弹法的基本原理 回弹仪的类型、构造及工作原理 回弹仪的操作、保养及检定 检测技术及数据处理 结构或构件混凝土强度的计算 回弹法检测混凝土强度的影响因素 新版回弹法标准简

4、介 回弹法的发展历程 1945年瑞士施米特(E.Schmidt)发明了回弹仪 我国自50 年代中期开始采用回弹法测定现场混 凝土抗压强度 ，1966年3月出版了混凝土强 度的回弹仪检测技术一书 。 1985年颁布了回弹法评定混凝土抗压强度技 术规程(JGJ23-85)，1992年修订为行业标准： 回弹法检测混凝土抗压强度技术规程 (JGJ/T23-92) ，现行版本号为JGJ/T23-2011。 回弹法的基本原理 回弹法是用一弹簧驱动的重锤，通过弹击 杆（传力杆），弹击混凝土表面，并测出 重锤被反弹回来的距离，以回弹值（反弹 距离与弹簧初始长度之比）作为与强度相 关的指标，来推定混凝土强度的一

5、种方法。 由于测量在混凝土表面进行，所以应属于 一种表面硬度法，是基于混凝土表面硬度 和强度之间存在相关性而建立的一种检测 方法 。 回弹法的原理示意图 x l 混凝土受冲击后产生瞬时弹性变形，其恢 复力使重锤弹回，当重锤被弹回到x位置 时所具有的势能ex为： 2 2 1 lEe s 当重锤被拉到冲击前的起始状态时，若 重锤的质量等于，则这时重锤所具有 的势能e为： 2 2 1 xEe sx 所以重锤在弹击过程中，所消耗的能量 e为： )(1 22 2 22 l x e xElE e ss l令 R=x/l ，在回弹仪中，l为定值，所以R 与x成正比，称为回弹值。将R代入上式 得： EeEeR

6、 x /1 从上式中可知，回弹值R等于重锤冲击混 凝土表面后剩余的势能与原有势能之比 的平方根。简而言之，回弹值R是重锤冲 击过程中能量损失的反映。 能量主要损失在以下三个方面： 混凝土受冲击后产生塑性变形所吸收 的能量； 混凝土受冲击后产生振动所消耗的能 量； 回弹仪各机构之间的摩擦所消耗的能 量。 在具体的检测中，上述两项应尽可 能使其固定于某一统一的条件，例如， 试体应有足够的厚度，或对较薄的试体 予以加固，以减少振动；回弹仪应进行 统一的计量率定，使冲击能量与仪器内 摩擦损耗尽量保持统一等。因此，第一 项是主要的。 根据以上分析可以认为，回弹值通过重 锤在弹击混凝土的前后能 量变化，既

7、反 映了混凝土的弹性性能，也反映了混凝 土的塑性性能。 回弹仪的类型、构造及工作原理 类型名 称 冲击能量 主要用途 小型 L型0.735J 小型构件及刚度稍差的混 凝土或胶凝制品 、烧结 材料和陶瓷 中型 N型2.207J 普通混凝土构件 高强4.5J或5.5J 或9.8J 强度等级6090MPa的普 通混凝土 摆式P型0.883J 轻质建筑材料、砂浆、饰 面等、低强胶凝制品 大型 M型29.40J 大型实心块体、机场跑道 及公路面的混凝土 目前普遍应用 于混凝土强度 检测的中型回 弹仪是一种指 针直读的直射 锤击式仪器， 其构造如图所 示。 仪器工作时，随着对回弹仪施压，弹击 杆徐徐向机壳

8、内推进，弹击拉簧被拉伸， 使联接弹击拉簧的弹击锤获得恒定的冲 击的能量e，当仪器水平状态工作时，其 冲击能量e可由下式计算： JlEe s 207. 21000/75785. 0 2 1 2 1 22 回弹仪工作状态 弹击锤脱钩后的状态 61.5mm 弹击锤脱钩前的状态 75mm 2、影响回弹仪检测性能的主要因素 机芯主要零件的装配尺寸 机芯主要装配尺寸是指：弹击拉簧的工作长度 L0，弹击锤的冲击长度Lp以及弹击锤的起跳位 置。 弹击拉簧的工作长度L0 拉簧座后端沿口至弹击锤挂簧孔边缘大面间的 距离。 L061.5mm，回弹值偏高；L075mm，回弹值略偏低；Lp75mm， 回弹值略偏高；但对

9、钢砧率定值的影 响不大 。 弹击锤的起跳位置 弹击锤的起跳位置通过回弹仪检定器检查，其 起跳位置与脱钩点密切相关，即起跳点应位于 刻度尺上的“0”处，此时弹击锤的脱钩点应位 于刻度尺上的“100”处。弹击锤起跳位置的变 化，是由于拉簧的拉伸长度或弹击锤的冲击长 度的变化所引起的。试验表明，当回弹值较低 的时候，对起跳点的变化不敏感，而当回弹值 较高时，则对起跳点的变化比较敏感。 起跳点的变化对钢砧率定值的影响比较大。 机芯三个装配尺寸对回弹值变化的定性关系 仪器 状态 机芯装配尺寸仪器工作时的状态 回弹 值变 化 L0Lp脱钩点 弹击 拉簧 LLp起跳点 标准61.575 “100 ” 自由7

10、575“0”标准 L0 75 75“0” 偏低 61.5冲压75偏高 Lp61.5 75 “100 ” 冲拉 75 “0”偏高 75冲压75“0”偏低 脱钩 位置 61.575 “100 ” 冲拉75 75 “100 ” 冲压75“0”偏高 主要零件的参数 拉簧刚度 根据冲击能量为2.207J的要求，拉簧刚 度应为785.0N/m。试验表明，随着拉簧 刚度的增加，其混凝土上的回弹值降低， 原因在于拉簧刚度增加后，弹击锤的冲 击能量也增大，作用于混凝土表面后使 得混凝土塑性变形的能量增加，反而导 致混凝土回弹值下降。但对钢砧的率定 值影响较小。 弹击杆前端的球面半径 弹击杆前端的球面半径标准值r

11、=25mm。随着r 的增大，在混凝土表面的回弹值相应增加，并 且对于表面硬度较高的混凝土影响更大。这是 因为，当弹击杆前端球面半径越大，则弹击杆 的弹击端面越平，其作用于混凝土的单位面积 越大，从而使得冲击能量作用于混凝土表面时 混凝土产生的塑性变形越小而弹性变形越大， 回弹值因此增大。 由于回弹仪弹击在钢砧上产生的主要是弹性变 形，因此弹击杆前端球面半径的变化对钢砧率 定值的影响较小。 指针长度和摩擦力 指针上示值刻线应位于指针块的正中， 示值刻线至指针片端部的水平投影距离 应为20mm。 指针摩擦力是指在机壳刻度槽中指针块 在指针导杆上推动时的摩擦力f，要求 f=0.5N0.8N。如果指针

12、摩擦力过小， 回弹时指针出现滑动，使回弹值偏高； 如果摩擦力过大，影响弹击锤的回弹， 使回弹值偏小。 影响弹击锤起跳位置的有关零件 缓冲压簧。缓冲压簧位于弹击杆和中心导杆之 间，可通过它来调节弹击锤的冲击长度。同时， 由于缓冲压簧的存在，使得弹击拉簧在拉长时， 缓冲压簧受到压力，会被压缩。为了保证弹击 锤的冲击长度等于75mm，必须保证缓冲压簧 的压缩长度。缓冲压簧的压缩长度主要取决于： 缓冲压簧的刚度、复位压簧的刚度、弹击拉簧 的刚度以及脱钩时挂钩与弹击锤挂钩处的摩擦 力。 弹击锤脱钩时，挂钩尾部与导向法兰上平面之 间孔隙的大小也影响弹击锤的起跳点。应使脱 钩尾部与法兰上表面的孔隙最小且保持

13、一致。 机芯装配质量 调零螺钉 调节尾盖上的调零螺钉，使得弹击锤脱钩的瞬 间，指针块位于刻度尺上的“100”处。该调零 螺钉一旦调整好后，应紧固，不得松动。 固定弹击拉簧 弹击拉簧的一端固定于拉簧座上，另一端固定 于弹击锤上，拉簧座、拉簧和弹击锤形成一个 整体称之为“三连件”。三连件安装于中心导 杆后不得有歪斜偏心现象，否则会影响仪器的 性能。 机芯同轴度 机芯同轴度是指弹击杆和弹击锤与中心 导杆工作时，是否在同一轴线上。机芯 同轴度好的仪器，弹击锤与弹击杆的冲 击面碰撞时，声音清脆，在钢砧上能测 得较高而稳定的回弹值。反之则声音沉 闷，率定值不稳定且较低。 3、钢砧率定的作用 规范规定的率定

14、方法是，率定时，钢砧应稳固 地平放在刚度大的物体上。测定回弹值时，取 连续向下弹击三次的稳定回弹平均值。率定试 验应分四个方向进行，每个方向弹击前弹击杆 旋转90，每个方向的回弹平均值应为802。 率定用钢砧每2年送检。 如前所述，影响仪器测试性能的主要因素，有 些对钢砧率定值却无显著影响。因此，仅以钢 砧率定值作为检验仪器合格与否是错误的。 钢砧率定的作用 当仪器处于标准状态时，检验仪器的冲击能 量是否等于或接近于2.207J，此时钢砧上的率 定值应为802； 能较灵活地反映出弹击杆、中心导杆和弹击 锤的加工精度以及工作时三者是否在同一轴线 上。 转动呈标准状态回弹仪的弹击杆在中心导杆 的位

15、置，可检验仪器本身测试的稳定性。当各 个方向在钢砧上的率定值均为802时，即表 示仪器的测试性能是稳定的。 在仪器其它条件符合要求的情况下， 用来检验仪器经过使用后内部零部件有 无损坏或出现某些障碍(包括传动部位及 冲击面有无污物等)，出现上述情况时率 定值偏低且稳定性差。 因此，只有在仪器三个装配尺寸和主要 零部件质量检定合格的前提下，钢砧率 定值才能作为检定仪器是否合格的一项 标准。 只要率定值不在标准范围内，就应该进 行保养或检修、检定。 各种回弹仪 自动记录回弹仪 浙江舟山博远 回弹仪的操作、保养及检定 操作： 将弹击杆顶住混凝土的表面，轻压仪器， 松开按钮，弹击杆徐徐伸出。使仪器垂直

16、对 混凝土表面缓慢均匀施压，待弹击锤脱钩冲 击弹击杆后即回弹，带动指针向后移动并停 留在某一位置上，即为回弹值。继续顶住混 凝土表面并在读取和记录回弹值后，逐渐对 仪器减压，使弹击杆自仪器内伸出，重复进 行上述操作，即可测得被测构件或结构的回 弹值。操作中注意仪器的轴线应始终垂直于 构件混凝土的表面。 保养 仪器使用完毕后，要及时清除伸出仪器外壳 的弹击杆、刻度尺表面及外壳上的污垢和尘土， 当测试次数较多、对测试值有怀疑时，应将仪 器拆卸，并用清洗剂清洗机芯的主要零件及其 内孔，然后在中心导杆上抹一层薄薄的钟表油， 其他零部件不得抹油。要注意检查尾盖的调零 螺丝有无松动，弹击拉簧前端是否钩入拉

17、簧座 的原孔位内，否则应送检定单位检定。 对于数字式回弹仪，还要按产品要求的维护程 序进行维护。 常规保养的意义 按照要求进行常规保养，能有效降低仪器的损耗，延 长仪器使用寿命，及时发现仪器故障，保证仪器性能 稳定可靠，最终确保检测数据准确可靠。 清除仪器内部的灰尘、污垢，减轻使用过程中机械 部件的磨损； 在拆洗仪器的过程中，便于及时发现仪器零部件是 否偏离正常状态，以便及时采取措施，避免造成仪器 带病工作； 检查指针摩擦力、在中心导杆抹油等操作，保证了 仪器在检定有效期内正常使用过程中，其内部的摩阻 力处于标准状态； 钢砧率定值是仪器在检定有效期内处于标准状态的 证据。 检定 根据计量认证的

18、规定，即使是新的有 出厂合格证的仪器，也需送检定单位检 定。此外，当仪器超过检定有效期限； 仪器遭受撞击、损害；经保养后在钢砧 上率定值不合格；数字式回弹仪数字显 示的回弹值与指针直读示值相差大于1等 情况皆应送检定单位按国家计量检定规 程回弹仪JJG817进行检定。 检定合格的仪器应符合下列标准状态 水平弹击时，弹击锤脱钩的瞬间，仪器的标称动能 应为2.207J，此时在钢砧上的率定值应为802； 弹击拉簧的工作长度应为61.5mm，弹击锤的冲击长 度（拉簧的拉伸长度）应为75mm，弹击锤在刻度尺 上的“100”处脱钩，此时弹击锤与弹击杆碰撞的瞬间， 弹击拉簧应处于自由状态。弹击锤起跳点应在相

19、应于 刻尺上推算的“0”处； 指针块上的指示线至指针片端部的水平距离为 20mm，指针块在指针轴全长上的摩擦力为0.50.8N； 弹击杆前端的曲率半径为25mm，后端的冲击面为 平面； 操作轻便、脱钩灵活。 数字式回弹仪数字显示的回弹值与指针直读示值相 差不大于1。 检测技术及数据处理 检测准备 凡需要回弹法检测的混凝土结构或构 件，往往是缺乏同条件试块或标准试块 数量不足；试块的质量缺乏代表性；试 块的试压结果不符合现行标准、规范、 规程所规定的要求，并对该结果持有怀 疑。所以检测前应全面的、正确的了解 被测结构或构件的情况。 检测前，一般需要了解工程名称、设计、施工 和建设单位名称；结构或

20、构件名称、外形尺寸、 数量及混凝土设计强度等级；水泥品种、安定 性、标号、厂名；砂、石种类、粒径；外加剂 或掺合料品种、掺量；施工时材料计量情况等， 模板、浇筑及养护情况等，成型日期；配筋及 预应力情况；结构或构件所处环境条件及存在 的问题。其中以了解水泥的安定性合格与否最 为重要，若水泥的安定性不合格，则不能采用 回弹法检测。 回弹法检测中为什么要了解水泥安定性？ 水泥浆硬化后体积变化的均匀性称为水泥体 积安定性，即在水泥加水以后，逐渐水化硬 化，水泥硬化浆体能保持一定形状、不开裂、 不变形、不溃散的性质。如果水泥的安定性 不合格，会造成混凝土硬化以后，内部的游 离氧化钙、氧化镁、三氧化硫等

21、二次水化、 体积膨胀，造成混凝土开裂，强度下降，危 害结构安全。但水泥安定性对混凝土的早期 强度影响不显著，并且无法通过回弹法检测 出来。为了结构安全，在进行回弹法检测时， 宜了解水泥的安定性。 例题 1、处于标准状态的回弹仪中，下列哪个参数 的值为61.5mm( B ) A、回弹仪的长度 B、弹击拉簧的工作长度 C、弹击锤的冲击长度 D、弹击拉簧的长度 2、以下的零配件在回弹仪的“机芯”上( A、 D、E ) A、弹击拉簧 B、复位压簧 C、指针滑块 D、弹击锤 E、弹击杆 例题 3、以下的零配件不在回弹仪的“机芯”上(B、 C) A、弹击拉簧 B、复位压簧 C、指针滑块 D、弹击锤 E、弹

22、击杆 4、回弹仪机芯主要零件的装配尺寸是( A、B、 C ) A、弹击锤的冲击长度 B、弹击锤的起 跳位置 C、弹击拉簧的工作长度 D、弹击拉簧的 刚度 例题 5、钢砧率定值偏低，原因可能有(A、B、D ) A、弹击杆冲击面有污物 B、指针滑块摩擦力太大 C、L0略小于61.5mm D、尾盖调零螺钉伸出长度 太长 6、回弹测试时，弹击锤脱钩、回弹以后，立即按下按 钮锁住机芯，则回弹仪处于(C、E)状态。 A、弹击杆伸长，指针指示出回弹值 B、弹击杆缩进机壳，弹击拉簧被拉长 C、弹击杆缩进机壳，导向法兰被锁定 D、弹击锤被锁定，指针指示出回弹值 E、弹击拉簧、弹击锤处于自由状态，复位压簧被压缩

23、例题 7、仪器不用时，应(C、D) A、将弹击杆伸出机壳，按下按钮锁住机芯 B、将弹击杆压入机壳，立即按下按钮锁住机芯 C、将弹击杆压入机壳，经弹击后按下按钮锁住机芯 D、将仪器装入仪器箱，平放在干燥阴凉处。 8、下列因素中(A、C、D)会造成构件混凝土的回弹值 偏低 A、指针摩擦力为1.0N B、脱钩点大于“100” C、弹击拉簧刚度较大 D、弹击杆前端球面半径小 于25mm 例题 9、回弹仪各零部件的质量、状态中，下列因 素对仪器钢砧率定值没有显著影响(ABD) A、弹击拉簧工作长度 B、弹击拉簧刚度 C、尾盖调零螺钉的长度 D、弹击杆前端 球面半径 10、回弹仪的“三连件”包括(A、C

24、) A、弹击拉簧 B、缓冲压簧 C、弹击锤 D、弹击杆 单个构件检测和批量检测 单个构件检测主要用于对混凝土强度质量有怀疑的独 立结构（如现浇整体的壳体、烟囱、水塔、隧道、连 续墙等）、单独构件（如结构物中的柱、梁、屋架、 板、基础等）和有明显质量问题的某些结构或构件。 批量检测主要用于在相同的生产工艺条件下，强度等 级相同、原材料和配合比基本一致且龄期相近的一批 同类构件。应随机抽取不少于构件总数的30%且不宜 少于10件。当检验批构件数量大于30个时，抽样构件 数量可适当调整，并不得少于国家现行有关标准规定 的最少抽样数量。 具体的抽样方法，一般由建设单位、施工单位、监督 单位、检测单位等

25、各有关部门共同商定。 建筑结构检测技术标准 GB/T50344-2004相关规定 表表3.3.13 建筑结构抽样检测的最小样本容量建筑结构抽样检测的最小样本容量 检测批 的容量 检测类别和样本最小容量 检测批 的容量 检测类别和样本最小容量 ABCABC 2-8 9-15 16-25 26-50 51-90 91-150 151-280 281-500 2 2 3 5 5 8 13 20 2 3 5 8 13 20 32 50 3 5 8 13 20 32 50 80 501-1200 1201-3200 3201-10000 10001-35000 35001-150000 150001-5

26、00000 500000 - 32 50 80 125 200 315 500 - 80 125 200 315 500 800 1250 - 125 200 315 500 800 1250 2000 - 注：检测类别A适用于一般施工质量的检测，检测类别B适用于结构质量或性 能的检测，检测类别C适用于结构质量或性能的严格检测或复检。 对于计量抽样检测批来说，表3.3.13的限制值可 以是构件也可以是取得测试数据代表值的测区。 例如对于混凝土构件强度检测来说，可以以构 件总数作为检测批的容量，抽检构件的数量满 足表3.3.13中最小样本容量的要求；在每个构件 上布置若干个测区，取得测区测试数据

27、的代表 值。用所有测区测试数据代表值构成数据样本， 按本标准第3.3.15条和第3.3.16条的规定确定推 定区间。例如，砌筑块材强度的检测，可以以 墙体的数量作为检测批的容量，抽样墙体数量 满足表3.3.13中样本最小容量的要求，在每道抽 检墙体上进行若干块砌筑块材强度的检测，取 每个块材的测试数据作为代表值，形成数据样 本，确定推定区间；也可以以砌筑块材总数作 为检测批的容量，使抽样检测块材的总数满足 表3.3.13样本最小容量的要求。 (3.3.19)检测批的标准差为未知时，计量抽样 检测批均值（0.5分位值）的推定区间上限值 和下限值可按下式计算。 1 = m + ks 2 = m k

28、s 式中 1均值（0.5分位值）推定区间的上限 值； 2均值（0.5分位值）推定区间的下限值； m 样本均值； s 样本标准差； k 推定系数，取值见表3.3.19。 (3.3.20)检测批的标准差为未知时，计量抽样 检测批具有95%保证率的标准值(0.05分位值)x k的推定区间上限值和下限值可按下式计算。 x k，1 = m - k1 s x k，2 = m - k2 s 式中：x k，1 标准值（0.05分位值）推定区间 的上限值； x k，2 标准值（0.05分位值）推定区间的 下限值； m 样本均值； s 样本标准差； k1和k2 推定系数，取值见表3.3.19。 (3.3.21)计

29、量抽样检测批的判定，当设计 要求相应数值小于或等于推定上限值时， 可判定为符合设计要求；当设计要求相 应数值大于推定上限值时，可判定为低 于设计要求。 检测方法 在构件上选择及布置测区。 所谓“测区”系指每一试样的测试 区域。每一测区相当于该试样同条件 混凝土的一个试块。 每一结构或构件的测区应符合下列规定 1 对于一般构件，测区数不宜少于10个，对某 一方向尺寸小于4.5m且另一方向尺寸不大于 0.3m的构件,或当受检构件数量大于30个且不 需提供单个构件推定强度时，其测区数量可适 当减少,但不应少于5个； 2 相邻两测区的间距不应大于2m,测区离构件 端部或施工缝边缘的距离不宜大于0.5m

30、,且不 宜小于0.2m； 3 测区宜选在使回弹仪处于水平方向检测混凝 土浇筑侧面。当不能满足这一要求时,也可选在 使回弹仪处于非水平方向的混凝土浇筑表面或 底面； 4 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； 5 测区的面积不宜大于0.04m； 6 检测面应为混凝土原浆面,并应清洁、平整， 不应有疏松层、浮浆、油垢、涂层和蜂窝、麻 面； 7 对弹击时产生颤动的薄壁、小型构件应进行 固定。 测区应标有清晰的编号，并宜在记录纸上绘制 测区布置示意图、描述外观质量情况。 按上述方法选取试样和布置测区后，先测量

31、回 弹值。测试时回弹仪应始终与测面相垂直，并 不得打在气孔和外露石子上。 每一测区应读取16个回弹值，每一测点的回弹 值读数精确至1。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 距构件边缘与外露钢筋、铁件的间距不宜小于 30mm；同一测点只允许弹击一次。 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。 例题 带牛腿的预制构件 碳化深度值测量 回弹值测量完毕后，应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。当碳化深度值极差大于 2.0mm时,应在每一测区测量碳

32、化深度值。 碳化深度值测量，可采用适当的工具在测区表面形成直 径15mm的孔洞，其深度应大于混凝土的碳化深度。孔 洞中的粉末和碎屑应除净，并不得用水擦洗。应采用浓 度为1%2%的酚酞酒精溶液滴在孔洞内壁的边缘处， 当已碳化与未碳化界线清楚时，再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，每次读数精确到0.25mm。取3次测 量的平均值作为检测结果，并精确至0.5mm。 当碳化深度值大于6.0mm时，取6.0mm。 例题 1、某构件10个测区中抽取的3个测区碳化深度 平均值分别为1.5mm、2.0mm、3.5mm，则该 构件碳化深度平均值为( A )

33、 A、2.5mm B、1.5mm C、2.0mm D、 以上都不是 2、某构件10个测区中抽取的3个测区碳化深度 平均值分别为1.5mm、2.5mm、4.0mm，则该 构件碳化深度平均值为( D ) A、3.0mm B、2.5mm C、2.0mm D、 以上都不是 例题 3、某工程同批构件共计26根，按批量抽 检时，抽检数量不得少于( C ) A、8根 B、9根 C、10根 D、11 根 4、某工程同批构件共计31根，按批量抽 检时，根据JGJ/T23-2011的规定，抽检 数量可为( A C )。 A、8根 B、9根 C、10根 D、11 根 例题 5、某根梁高度为300mm，宽度为250m

34、m，长 度为3.1m，进行回弹法检测时，至少应布置 ( B )个测区。 A、6 B、5 C、10 D、8 6、某根柱高度为3.0m，截面尺寸为 400m400mm，进行回弹法检测时，至少应 布置( C )个测区。 A、6 B、5 C、10 D、8 回弹检测的修正 当检测条件与测强曲线的适用条件有较 大差异时，可采用同条件试块或钻取混 凝土芯样进行修正，同条件试块边长应 为150mm，数量不少于6个；对于同一 强度等级的混凝土，芯样数量不应少于6 个，公称直径宜为100mm，高径比应为 1。宜选取有代表性的部位，芯样的钻取 可参照钻芯法检测混凝土强度技术规 程(CECS 03)的有关规定。计算时

35、， 每个测区混凝土强度换算值应加上修正 量。 修正量应按下列公式计算 对于同条件试件： l对于芯样： c mcumcortot ff 0, c mcumcutot ff 0, 建筑结构检测技术标准 GB/T50344-2004的相关规定 (4.3.3)采用钻芯修正法时，宜选用总体修正量的方法。 总体修正量方法中的芯样试件换算抗压强度样本的均 值fcor,m总体修正量tot和相应的修正可按下式计 算： tot = fcor,m fccu,m0 fccu,ifccu,i0+tot 式中 fcor,m 芯样试件换算抗压强度样本的均值； fccu,m0 被修正方法检测得到的换算抗压强度样本的均 值。

36、fccu,i 修正后测区混凝土换算抗压强度； fccu,i0 修正前测区混凝土换算抗压强度。 (4.3.4)当钻芯修正法不能满足第4.3.3条的要求时，可采 用对应样本修正量、对应样本修正系数或一一对应修正 系数的修正方法；此时直径100mm混凝土芯样试件的数 量不应少于6个；现场钻取直径100mm的混凝土芯样确 有困难时，也可采用直径不小于70mm的混凝土芯样， 但芯样试件的数量不应少于9个。一一对应的修正系数， 可按相关技术规程的规定计算。对应样本的修正量loc和 修正系数loc，可按下式计算： loc= fcor,m- fccu,m0,loc loc= fcor,m/ f ccu,m0,

37、loc 式中式中 fcor,m 芯样试件换算抗压强度样本的均值；芯样试件换算抗压强度样本的均值； fccu,m0,loc被修正方法检测得到的与芯样试件对应测被修正方法检测得到的与芯样试件对应测 区的换算抗压强度样本的均值。区的换算抗压强度样本的均值。 泵送混凝土的检测 省地方标准规定，泵送混凝土制作的结构或构 件的混凝土强度的检测应符合下列规定： 1 当碳化深度值不大于2.0 mm时,每一测区混 凝土强度换算值应按规程DBJ13-71-2006附录 B修正。 2 当碳化深度值大于2.0 mm时,可采用同条件 试件或钻芯法修正。 根据JGJ/T23-2011规定，检测泵送混凝土时， 测区应选在混

38、凝土浇筑侧面，当粗骨料最大公 称粒径不大于31.5mm时，可采用规程提供的 泵送混凝土换算曲线。 数据处理 计算测区平均回弹值,应从该测区的16个 回弹值中剔除3个最大值和3个最小值,余 下的10个回弹值应按下式计算: 10 10 1 i i m R R 非水平、非浇注侧面检测的修正 非水平方向检测混凝土浇筑侧面时,应按 下式修正： amm RRR l水平方向检测混凝土浇筑顶面或底面时,应 按下列公式修正: t a t mm RRR b a b mm RRR l当检测时回弹仪为非水平方向且测试面为 混凝土的非浇筑侧面时,应先按对回弹值进 行角度修正,再对修正后的值进行浇筑面修 正。 测强曲线

39、目前回弹法测定混凝土强度均采用试验 归纳法，建立混凝土强度与回弹值R之 间的一元回归公式，或建立混凝土强度 与回弹值R及主要影响因素（如混凝土 表面的碳化深度d）之间的二元回归公式。 称之为测强曲线。 测强曲线的形式有直线型、幂函数型、 抛物线型等。规程推荐的形式为幂函数。 统一测强曲线：由全国有代表性的材料、 成型养护工艺配制的混凝土试件，通过 试验所建立的曲线； 地区测强曲线：由本地区常用的材料、 成型养护工艺配制的混凝土试件，通过 试验所建立的曲线； 专用测强曲线：由与结构或构件混凝土 相同的的材料、成型养护工艺配制的混 凝土试件，通过试验所建立的曲线。 各种曲线的精度要求 统一测强曲线

40、：平均相对误差()不应大 于15.0%，相对标准差(er)不应大于 18.0%； 地区测强曲线：平均相对误差()不应大 于14.0%，相对标准差(er)不应大于 17.0%； 专用测强曲线：平均相对误差()不应大 于12.0%，相对标准差(er)不应大于 14.0%。 统一和本省测强曲线不适用于： 1 非泵送混凝土粗骨料最大粒径大于60mm； 2 特种成型工艺制作的混凝土； 3 检测部位曲率半径小于250mm； 4 长期处于高温、潮湿或浸水环境的混凝土。 统一泵送混凝土测强曲线不适用于粗骨料最大 公称粒径大于31.5mm的泵送混凝土。 本省回弹法测强曲线 本省回弹法测强曲线于1980年代由福建

41、 省建筑科学研究院为主编制，同时还得 到了省内各大施工单位、其他科研院所 的协助，历时七年，制作了四大批约700 余组、累计4000余块试块的对比试验， 并组织省建公司系统在省内八个地市制 作1830个试块进行验证性试验，使所取 得的试验数据在全省范围内具有较大的 覆盖面和代表性。 本省测强曲线特点 1、我省测强曲线根据混凝土粗集料品种分为 碎石、卵石两条； 2、曲线基本型式为幂函数，同时以复合负指 数方程作为碳化深度影响的修正，比统一曲线 中以简单负指数方程来修正碳化深度更加科学， 且符合碳化深度大于6.0mm以后对回弹法测强 影响趋于稳定的规律。 鉴于当前本省曲线对于泵送混凝土有较大偏差，

42、 已在进行泵送混凝土曲线的制定，在此之前， 建议大家可选用行业标准的泵送混凝土曲线。 本省测强曲线碳化深度值的变化趋势图 0.0 5.0 10.0 15.0 20.0 25.0 30.0 35.0 051015 碳化深度(mm) 混凝土强度换算值(MPa) 卵石-回弹值35 碎石-回弹值35 结构或构件混凝土强度的计算 根据结构或构件测区平均回弹值Rm及平均碳 化深度值dm，通过查表或回归公式计算测区 混凝土强度换算值。 测区混凝土强度换算值:由测区的平均回弹值和 碳化深度值通过测强曲线计算得到的该检测单 元的现龄期混凝土抗压强度值 结构或构件的测区混凝土强度平均值可根据各 测区的混凝土强度换

43、算值计算。当测区数为10 个及以上时,应计算强度标准差。 平均值及标准差应按下列公式计算： n f m n i c icu f c cu 1 , 1 )()( 1 22 , n mnf s n i f c icu f c cu c cu 结构或构件的混凝土强度推定值 指相应于强度换算值总体分布中保证率不低于95%的结 构或构件中的混凝土抗压强度值。 当该结构或构件测区数少于10个或出现测区强度换算 值大于60MPa时： c cuecu ff min, l当该结构或构件测区数不少于10个时,应按下列公式计算: l当该结构或构件的测区强度值中出现小于10.0 MPa时： MPaf ecu 0 .1

44、0 , c cu c cu ff ecu smf645. 1 , l按批量检测时应按下列式计算: c cu c cu ff ecu ksmf , l式中k为推定系数，宜取1.645，当需要进行推定强度区 间时，可按国家现行有关标准的规定取值。 构件混凝土强度推定值计算举例 测区12345678910 强度32.833.731.934.635.933.234.332.737.835.2 l根据上述数据计算得： l强度平均值=34.2MPa l强度标准差=1.76MPa l强度最小值=31.9MPa l强度推定值=平均值-1.645标准差 =34.2-1.6451.76=31.3(MPa) 强度推

45、定值强度最小值 构件混凝土强度推定值计算举例 测区12345678910 强度32.8 33.8 31.9 35.9 38.8 39.6 32.7 40.3 53.7 50.2 l根据上述数据计算得： l强度平均值=39.0MPa l强度标准差=7.52MPa l强度最小值=31.9MPa l强度推定值=平均值-1.645标准差 =39.0-1.6457.52=26.6(MPa) 强度推定值D1 D2D4 钢体一般由无缝钢管车制而成，钻头的胎环是 由钢系、青铜系、钨系等冶金粉末和含(20 40)% 的人造金刚石浇注成型， 胎环的高度为 10mm，金刚石层的浇注高度只有5mm，为了冷 却钻头和排

46、屑畅通， 在胎环上加数个排水槽（称 水口），胎环与钢体之间的连接，可以采用热压 冷压浸渍、无压浸渍、低温电铸或高频焊接等方 法。 钻头与钻机的连接方式有直柄式、螺纹连接式 和胀卡连接式三种，其中螺纹连接适用于中等直 径钻头，而胀卡连接则用于较大直径钻头，钻芯 时需根据钻孔或取芯尺寸选用不同的钻头规格(目 前一般由厂家提供)，也可参照讲义上的表4选用。 第三节第三节 芯样钻取、加工技术和抗压强度计算芯样钻取、加工技术和抗压强度计算 一、基本概念： 1、标准芯样：取芯质量符合要求且芯样公称直 径为100mm、高径比为1：1的混凝土圆柱体试 件叫做标准芯样。 2、有效芯样的要求： 抗压试验的芯样试件

47、宜使用标准芯样试件， 其公称直径不宜小于骨料最大粒径的3倍；也可 采用小直径芯样试件，但其公称直径不应小于 70mm且不得小于骨料最大粒径的2倍。 高径比为0.951.05。 标准芯样试件，每个试件内最多只允许有2根 直径小于10mm的钢筋；公称直径小于100mm的 芯样试件，每个试件内最多只允许有一根直径小 于10mm的钢筋；芯样内的钢筋应与芯样试件的 轴线基本垂直并离开端面10mm以上。 沿芯样试件高度的任一直径与平均直径相差 2mm； 抗压芯样试件端面的不平整度在 100mm长度 内0.1mm； 芯样试件端面与轴线的不垂直度1； 芯样不得有裂缝或其他较大缺陷。 二、芯样钻取 1、采用钻芯

48、法检测结构混凝土强度前，宜具 备下列资料： 工程名称（或代号）及设计、施工、监理、 建设单位名称； 结构或构件种类、外形尺寸及数量； 设计混凝土强度等级； 成型日期，原材料（水泥品种、粗骨料粒径 等）和混凝土试块抗压强度试验报告； 结构或构件质量状况和施工中存在问题的记 录； 有关的结构设计图和施工图等。 2、芯样宜在结构或构件的下列部位钻取： 结构或构件受力较小的部位； 混凝土强度质量具有代表性的部位； 便于钻芯机安放与操作的部位； 避开主筋、预埋件和管线的位置，并 尽量避开其他钢筋； 当采用钻芯法修正无损检测方法时， 钻芯位置应与无损检测方法相应的测区 重合。 3、钻取的芯样数量应符合下列

49、规定： 钻芯确定单个构件的混凝土强度推定值时， 有效芯样试件的数量不应少于3个；对于较小 构件，有效芯样试件的数量不得少于2个。 对构件的局部区域进行检测时，应由要求检 测的单位提出钻芯位置及芯样数量； 按批量检测时，芯样试件的数量应根据检测 批的容量确定。标准芯样试件的最小样本量不 宜小于15个，小直径芯样试件的最小样本量应 适当增加。芯样应从检测批的结构构件中随机 抽取，每个芯样应取自一个构件或结构的局部 部位。 4、钻取的芯样直径一般不宜小于骨料最 大粒径的3倍， 在任何情况下不得小于骨 料最大粒径的2倍，且公称直径不应小于 70mm。 5、钻芯机就位并安放平稳后，应将钻机 固定，以便工

50、作时不致产生位置偏移。固 定的方法应根据钻芯机构造和施工现场的 具体情况，分别采用顶杆支撑、配重、真 空吸附或膨胀螺栓等方法。 6、采用三相电机的钻芯机在未安装钻头 之前，就应先通电检查主轴旋转方向。当 旋转方向为顺时针时，方可安装钻头。钻 芯机主轴的旋转轴线，应调整到与被钻取 芯样的混凝土表面相垂直。 7、钻芯机接通水源、电源后，拨动变速 钮调到所需转速。正向转动操作手柄使钻 头慢慢接触混凝土表面，待钻头刃部入槽 稳定后方可加压。进钻到预定深度后，反 向转动操作手柄，将钻头提升到接近混凝 土表面，然后停电停水。 8、钻芯时用于冷却钻头和排除混凝土料屑的冷 却水流量宜为 3 15L/min，出

51、口水温不宜超过 30。 9、从钻孔中取出的芯样在稍微晾干后，应标上 清晰的标记。若所取芯样的高度及质量不能满足 规程的要求，则应重新钻取芯样。 10、芯样在运送前应仔细包装，避免损坏。 11、结构或构件钻芯后所留下的孔洞应及时进 行修补，以保证其正常工作。 12、工作完毕后，应及时对钻芯机和芯样加工 设备进行维修保养。 13、钻孔操作中的安全事项： 由于混凝土钻孔机是高速运转的机电设备，钻 芯工作中应注意安全操作，并做好个人安全防护。 包括：安全接电，注意电压(区分220V还是380V 用电)，操作人员必须穿着不导电且防水的橡胶鞋 以防触电，机器电源应有防触电开关，钻孔操作 过程中应注意防止机

52、器进水，尤其是室外钻孔操 作中应注意钻机上方滴水或落雨的影响。钻筒高 速旋转人员注意安全，不得正面对准旋转钻筒， 同时注意钻筒钻筒排出的冷却水不要飞往钻机电 机中。钻孔操作人员禁止留长发以免头发被卷入 钻机。同时还要注意遵守国家其他安全法规的要 求。 钻孔中还要注意钻机进尺速度，不宜过 快，以免电机负荷过大烧毁，同时还应 注意观察钻机旋转的速度、进尺快慢的 变换、抖动情况、噪音情况，判断是否 遇到钢筋等金属预埋件，以免卡钻。遇 到卡钻，要冷静处理，慢慢退出钻筒。 可以结合敲击、旋转钻筒等操作，逐步 拔出卡住的钻筒。 探测钢筋位置的定位仪，应适用于现场 操作，最大探测深度应不小于60mm，探 测

53、位置偏差不宜大于5mm。 钻机故障原因及排除方法(一) 故障名称原因排除方法 堵芯 钻速过快，杆压太 大 减少杆压、降低钻 速 水量太小，排水不 畅 增大供水流量 钻头内径磨损较大更换钻头 通孔快透时用力过 大 降低钻速增大供水 流量 钻机故障原因及排除方法(二) 故障名称原因排除方法 卡钻 钻机不稳或移位 使钻头对准钻孔， 调整固定装置和底 座螺栓 钻机各部位紧固螺 栓有松动 紧固机内各部位螺 栓 切断钢筋压力过大降低杆压 钻头内部磨损更换钻头 钻机故障原因及排除方法(三) 故障名称原因排除方法 钻机振动 芯样断裂并堵芯排除堵芯 孔底或孔侧有断筋 等异物 排除异物 钻机各部位螺栓未 紧固 紧

54、固各部位螺栓 主轴与钻头不同心更换钻头 钻机故障原因及排除方法(四) 故障名称原因排除方法 钻头振动 钻头未上紧上紧钻头 钻机反向旋转(三 相电才有) 更改电源相线 钻头不同心更换钻头 胀卡未紧固紧固胀卡 钻机故障原因及排除方法(五) 故障名称原因排除方法 过载停机 钻孔孔径过大更换钻头 杆压过大降低杆压 转速过大调整钻速 接触器过载调节太 小 增大安培数 碰到钢筋降低杆压 钻机故障原因及排除方法(六) 故障名称原因排除方法 钻进中声 音异常 钻机变速箱齿轮轴承 损坏 拆修或更换 钻头损坏 提钻排除碎块或 更换钻头 碰到钢筋等异物缓慢进钻 启动后主 轴不转 电源联接不正确纠正 保险丝断更换保险

55、丝 调速杆处于空挡位置 校正调速杆 14、钻孔的修补 混凝土结构经钻孔取芯后，对结构的承载能力会 产生一定影响，应及时进行修补。修补前孔壁应 尽量凿毛，并应清除孔内污物，以保证新老混凝 土的良好结合。在一般情况下可采用合成树脂为 胶结料的细石聚合物混凝土，也可采用微膨胀水 泥细石混凝土，修补的混凝土应比原设计提高一 个强度等级，并应在修补后注意养护。也可采用 预先制作圆柱体试件的办法放入钻孔中，然后用 环氧树脂灌满缝隙。 三、芯样加工及技术要求 1、芯样抗压试件的高度和直径之比应在0.95 1.05的范围内。 2、采用锯切机加工芯样试件时，应将芯样固定， 并使锯切平面垂直于芯样轴线。锯切过程中

56、应冷 却人造金刚石圆锯片和芯样。 3、芯样试件内不应含有钢筋。如不能满足此项 要求，每个试件内最多只允许有2根直径小于 10mm的钢筋；公称直径小于100mm的芯样试 件，每个试件内最多只允许有一根直径小于 10mm的钢筋；芯样内的钢筋应与芯样试件的轴 线基本垂直并离开端面10mm以上。 4、锯切后的芯样，当不能满足平整度及 垂直度要求时，宜采用以下方法进行端面 加工： 在磨平机上磨平； 用环氧胶泥或聚合物水泥砂浆补平；对 于抗压强度低于40MPa的芯样试件，也可 采用水泥砂浆、水泥净浆或聚合物水泥砂 浆补平，补平层厚度不宜大于 5mm；也可 采用硫磺胶泥补平，补平层厚度不宜大于 1.5mm。 补平层应与芯样结合牢固，以使受压时补 平层与芯样的结合面不提前破坏。 5、芯样在试验前应对其几何尺寸作下列测量： 平均直径：用游标卡尺测量芯样中部，在相互垂 直的两个位置上，取其二次测量的算术平均值，精 确至0.5mm； 芯样高度：用钢卷尺或钢板尺进行测量，精确至 1mm； 垂直度：用游标量角器测量两个端面与母线的夹 角，精确至0.1； 平整度：用钢板尺或角尺紧靠在芯样端面上，一 面转动钢板尺，一面用塞尺测量与芯样端面之间的 缝隙，也可采用其它专用设备量测。 6、芯样尺