第八章 非破损检测技术

1、8 结构非破损检测与可靠性鉴定结构非破损检测与可靠性鉴定 8.1 概述 1. 非破损检测技术：在不破坏（或微破损）结构构件材料内部 结构、不影响结构整体工作性能和不危及结构安全的情况下， 利用和依据物理学的力、声、电、磁和射线等原理、技术和 方法，测定与结构材料性能有关的各种物理量，并以此推定 结构构件材料强度和检测内部缺陷的一种测试技术。 2. 检测目的：评定结构构件的质量、控制施工进度和质量、诊 断已建结构构件的承载能力和耐久性，评定已建结构的可靠 度等级和估算剩余寿命 3. 非破损检测方法 混凝土结构：材料强度采用 回弹法、超声法和回弹超声综合 法（非破损）、钻芯法（微破损） 、拔出法；

2、内部缺陷采用 超声法。 砌体结构： （1）检测砌体抗压强度：扁顶法扁顶法、原位轴压法 （2）检测砌体工作应力、弹性模量：扁顶法 （3）检测砌体抗剪强度：原位单剪法、原位单砖双剪法双剪法 （4）检测砌筑砂浆强度：推出法推出法、筒压法、砂浆片剪切法、回回 弹法弹法、点荷法点荷法和射钉法、贯入法。 钢结构 钢材强度检测：表面硬度计法； 材料缺陷检测：超声法。 8.2 混凝土结构的非破损检测混凝土结构的非破损检测 8.2.1 砼强度的非破损检测 一、回弹法（JGJ/T 23-92） 1948年瑞士斯密特（ESchmidt）发明回弹仪。 1. 基本原理 使用回弹仪的弹击拉簧驱动仪器内的弹击重锤，通过中心

3、 导杆，弹击混凝土的表面，并测得重锤反弹的距离，以反弹距 离与弹簧初始长度之比为回弹值R，由它与混凝土强度的相关 关系来推定混凝土强度。 2回弹仪的构造和率定 构造。 率定：使用前应在洛氏硬度HRC为60士2的钢砧上，在室温 （20士5）度的条件下进行率定。取连续弹击三次的稳定回 弹值进行平均，其值在80士2。 3. 回弹法检测混凝土强度的影响因素 回弹仪测试角度：非水平方向测试时，重力作用影响测试结 果 混凝土不同浇筑面：分层泌水现象影响砼局部强度。非侧面 龄期和碳化的影响：CO2=氢氧化钙=碳酸钙。 养护方法和温度：自然养护的回弹值高于标准的回弹值。尽 可能采用干燥状态的混凝土进行测试，以

4、减小湿度对回弹值 的影响。 4. 回弹法的检测技术和测区布置 1）测区的选择与布置 选择：主要受力部位、薄弱部位以及易产生缺陷的部位，测 区表面应清洁、平整、干燥、结实。 布置：一个构件不少于10个，大小200X200mm，16个测点/ 区，测区间距2m。（长度小于3m，高度低于0.6m的结构 或构件，其测区数量可适当减少，但不应少于5个） 2）回弹值测量 回弹值量测时，回弹仅应始终垂直于结构或构件的检测面， 测点不应在气孔或外露石子上，共测16个值。 3）碳化深度测量 选择不少于构件的30测区进行。在直径约为15mm并有 一定深度的孔洞，滴入浓度为1的酚酞酒精溶液，测试表面 至不变色处的深度

5、，即碳化深度。 5. 回弹值的数据处理 1）回弹值的计算 从该测区的16个测点的回弹值中分别剔除3个最大值和3个 最小值，然后按余下的10个回弹值取平均值。 2）修正值的计算 非浇筑侧面、非水平测试方向、碳化修正（dm0.5mm时不 修正） 6. 结构或构件强度计算 1）测区混凝土强度值的确定 根据平均回弹值Rm及平均碳化深度dm，由规程附录表 E查得或当地专用测强曲线查的。 2）结构或构件混凝土强度平均值和强度标准差计算 3）结构或构件混凝土强度推定值 单个构件检测时，以构件最小测区强度值作为该构件的混凝 土强度推定值： 批量检测时，按下列两式计算并取其中较大者为该批构件 混凝土强度推定值：

6、 对于批量检测构件，当该批构件混凝土强度标准差出现 下列情况之一时，按单个构件检测推定： (1) 平均值小于25MPa，且标准差4.5MPa； (2) 平均值等于或大于 25MPa，且标准差5.5MPa 。 二、超声法 1. 原理 混凝土的抗压强度fcu与超声波在混凝土中的传播速度v之 间的关系。混凝土强度愈高，相应超声波波速愈大。通过试验 可建立混凝土强度与声速的关系曲线或经验公式。目前常用的 相关关系表达式有幂函数方程: 2. 超声法的检测技术和测区选择 l单个构件检测：不少于10个测区，测区面积为200X200mm。测 区间距不大于2m。 l批量抽样检测：抽样数应不少于同批构件的30，且

7、不少于4个， 每个构件测区数不少于10个。测试面应清洁平整，无缺陷。 3. 强度推定 当在试件混凝土的浇筑顶面或底面测试时，声速值应乘以 1.034修正。 2）强度推定：由试验量测的经修正后的声速，按fcuva曲 线求得混凝土的强度换算值。 三、超声回弹综合法(CES02:88) 超声回弹综合法实质上就是超声法和回弹法两种单一测强 方法的综合测试，可以提高测量的精度。测量时，应严格遵照 超声回弹综合法检测混凝土强度技术规程（CES02:88)。 每一测区的混凝土强度是根据该区实测的波速及回弹平均 值，按事先建立的fcuVRm关系曲线推定的。 测区测点：超声的测点和回弹的测点布置在同一测试面上。

8、 宜先进行回弹测试，然后进行超声测试。同时注意，只有同 一个测区内所测得的回弹值和声速值才能作为推算该测区混 凝土强度的综合参数，不通测区的测量值不能混用。 四、钻芯法( CES03：88） 钻芯法试验是使用专用的取芯钻机，从被检测的结构或构件上 直接钻取圆柱形的混凝土芯样，并根据芯样的抗压试验由抗压 强度推定混凝土的立方抗压强度。准确性较高。 1. 取样 位置：钻取芯样应在结构或构件受力较小的部位和强度质量具 有代表性的部位。芯样试件内不应含有钢筋。如不能满足，每 个芯样内最多只允许含有二根直径小于10mm的钢筋，且钢筋 应与芯样轴线基本垂直。 大小与数量：钻芯数量不应少于3个，小构件可取2

9、个。芯样直 径不宜小于骨料最大粒径的3倍，一般为100 mm或 150 mm， 芯样高度为直径的12倍。芯样端面必须进行加工磨平。也可 用水泥砂浆或硫磺胶泥在专用补平装置上补平。 2. 芯样抗压试验和混凝土强度推定 1）抗压试验 芯样试件宜在与被检测结构或构件混凝土于湿度基本一致的条 件下进行抗压试验。芯样试件的混凝土强度换算值为： 五、拔出法（CES69:94) 1. 原理 用一金属锚固件预 埋入凝土内（预装发） 或在构件上钻孔埋人一 金属锚固件（后装法）， 然后测试锚固件从混凝 土中被拔出时的拉力， 并由此推算混凝土的抗 压强度。（与极限抗拔 力F之间具有良好的线 性关系）,抗拔强度fp(=ft) 2. 后装拔出法 1）适用=10MPa砼 试验装置： 小粒径40大粒径3mm时，取3.0mm。 根据该测位的平均值和平均碳化深度值，计算第i测区第j个测 位的砂浆强度换算值。 二、推出法二、推出法 1. 原理：利用推出仪从砖砌体中推出单块丁砖，测得水平推力 及推出丁砖下部的砂浆饱满度，利用砂浆抗压强度与水平 灰缝砂浆抗剪强度、砂浆饱满度之间的相关关系，推算砌 筑砂浆的抗压强度。该方法适用于推定240mm厚普通砖墙 中强度等级为M1M15的砂浆强度。 2. 检测技术