1、混凝土非破损检测,1、混凝土非破损检测定义,在不破坏构件和结构使用性能的情况下， 利用声、光、热、电、磁和射线等方法，测定 有关材料、构件和结构的性能，统称为工程建 筑无损检测技术。,2、特点,（1）不破坏（或小破坏）建筑物的结构，不 影响使用性能,简便快速,可连续、反复检测,可进行非接触检测； （2）直接、全面、真实反映材料、结构的质量和力学性能； （3）能获得破坏试验不能获得的信息，如缺陷信息包括空洞、疏松、开裂等； （4）既可以对新工程又可以对旧工程应用； （5）受影响因素较多，精度要差些。,3、分类,（）强度测试：回弹法、超声法、拨出法、钻芯法、综合法； （）强度以外的测试：自然电位法
2、（锈蚀）、透气法（渗透性)、超声法、摄影法、红外法（缺陷）、核能法（成分）,扫描型钢筋位置测定仪,钢筋锈蚀测定仪,超声波仪,回弹法检测砼强度；超声回弹综合法检测砼强度；超声波检测砼缺陷；,4、课程主讲内容,JGJ/T23-2001回弹法检测混凝土抗压强度技术规程； CECS02-2005超声回弹综合法检测混凝土强度技术规程。,第一章 回弹法检测混凝土强度,作为检测已有建筑物的承载力及耐久性的依据. 二、试验原理依据砼强度与其表面硬度之间存在着表面硬度大砼强度高，硬度大回弹值高的关系；从而使用回弹仪弹击砼表面，建立回弹值与抗压强度校准的相关关系，用回弹值推算砼的抗压强度。,一、试验目的,回弹仪的
3、构造及分类,构造：,分类：分重型、中型、轻型,磁砖回弹仪,砖回弹仪,三、测试技术,1、试样选择,用于抽样推定的结构或构件，随机抽取的数量不少于结构或构件总数的30%，且不少于10件。,2、测区选择,(1)每一测区的大小一般约为400cm2；从每一个测区测取16个回弹值，剔除3个最大值和3个最小值，计算余下的10个回弹值的平均值作为测区平均回弹值Rm。,(3)相邻两测区的间距不宜2m，相邻两测点的间距一般不2cm，测点距结构或构件边缘或外露钢筋、铁件的距离一般不3cm。(4)测区表面平整、干燥、清洁，在测区上均匀分布测点，同一测点只允许弹击一次。,(2)长度不小于3m的每一试样的测区数应不少于1
4、0个，长度小于3m且高度低于0.5m的试件，其测区数不应少于5个。测区宜选在混凝土浇筑的侧面，且在两相对侧面交错对称布置。,3、回弹值的修正,测试时回弹仪应是水平方向且弹击面为混凝土的浇筑侧面，否则，应对回弹值先进行角度修正，然后再进行浇筑面的修正。,角度修正：,测试面修正：,见表,见表,4、碳化深度修正,混凝土的碳化是指大气中的二氧化碳与混凝土中的Ca(OH)2起化学反应，生成中性的碳酸盐CaCO3。混凝土中钢筋保持纯化状态的最低碱度是PH11.5，而碳化结果可使PH值低于9，甚至更低。钢筋的锈蚀将不可避免。,4、碳化深度修正,碳化深度的测定：用浓度1%的酚酞溶液及钢卡尺来测定碳化深度dm值
5、。,修正： (1)当dm=6mm，按6mm处理；,四、砼强度推定,试样砼强度平均值及标准差：,；,结构或构件的砼强度推定值的确定：,(1)当按单个构件检测时，单个构件的砼强度推定值 取该构件各测区中最小的 。,(2)当按批抽样检测时，保证率要达到95%：,五、如何提高回弹法检测混凝土强度质量,回弹法检测混凝土抗压强度在我国使用已达四十余年,因其简便、灵活、准确、可靠、快速、经济等特点而倍受施工单位及工程检测单位的青睐,是我国目前工程检测中应用最为广泛的检测混凝土抗压强度方法之一。但回弹法在使用过程中还是出现了较多的操作不规范、随意性大、计算方法不当等问题,造成了较大的测试误差。,五、如何提高回
6、弹法检测混凝土强度质量,1、注意回弹法检测的适用条件 按回弹法检测混凝土抗压强度技术规程(JGJ/T23-2001) 进行检测。必须注意按此规程进行回弹的使用前题是仅适用于普通混凝土抗压强度的检测，不包括特殊成型工艺，且要求被测混凝土的内外质量基本一致,当混凝土表层与内部质量有明显差异,如遭受化学腐蚀、火灾、冻伤,或内部存在缺陷时,不能直接采用回弹法检测混凝土强度。,五、如何提高回弹法检测混凝土强度质量,2、回弹仪的率定测试前必须进行回弹仪的率定试验，回弹仪的质量及测试性能直接影响混凝土强度推定的准确性,只有性能良好的回弹仪才能保证测试结果的可靠性。回弹仪的标准状态应是在洛氏硬度HRC 为60
7、 2 的标准钢砧上,垂直向下弹击三次,其平均率定值应为80 2 ,否则回弹仪必须进行调整或校验。,五、如何提高回弹法检测混凝土强度质量,2、回弹仪的率定在单个构件检测中,一般只需测试前进行率定即可,但在大批量检测时,由于受现场灰粉及回弹仪自身稳定性等因素的影响,随着工作时间的延长,回弹仪的工作状态逐渐低于标准状态。在大批量检测时,应随身携带标准钢砧,以便随时进行率定检测,适时更换,从而保证检测结果的精确性。,五、如何提高回弹法检测混凝土强度质量,3、测区选择要正确 相邻两测区的间距应控制在2m以内,测区离构件端部或施工缝边缘的距离不宜小于0.2m;测区尽量选在使回弹仪处于水平方向检测, 要分布
8、均匀, 并应避开预埋件。用于回弹检测的混凝土构件,表面应清洁、平整,不应有疏松层、浮浆、油垢、蜂窝、麻面。测区的布置应该避免以上薄弱部位。,五、如何提高回弹法检测混凝土强度质量,4、测试过程要规范,切忌随意操作 回弹法本身是一种科学的操作方法, 工程检测的人员应通过主管部门认可的专业培训，并持有相应的资格证书,不容许操作人员随意操作，因为回弹的精度也取决于操作人员用力是否合适和均匀,是否垂直于结构或构件的表面,是否规范操作。,五、如何提高回弹法检测混凝土强度质量,5、消除测试面因素的影响 在检测时经常遇到麻面或有浮浆的构件,回弹前必须有砂轮磨平,否则结果偏低。在测试面达到清洁、平整的前提下,还
9、需注意混凝土表层是否干燥,混凝土的含水率会影响其表面的硬度,混凝土在水泡之后会导致其表面硬度降低。建议采用自然干燥的方式。禁止采用热火、电源强制干燥,以防混凝土面层被灼伤,影响检测精度。,五、如何提高回弹法检测混凝土强度质量,6、注意碳化深度的测量 碳化深度值的测量准确度直接影响推定混凝土强度的精度。碳化深度应为垂直距离,而非孔洞中呈现的非垂直距离。测量碳化深度值时最好用专用测量仪器,不能采用目测方法。注意已用粉刷砂浆覆盖的构件碳化深度,由于测试面受水泥砂浆的充填渗透影响,其表层含碱量较高, 易使人产生视觉误差,认为其碳化深度值很小。此时应认真观察测试孔,确定混凝土实际的碳化深度。,五、如何提
10、高回弹法检测混凝土强度质量,7、建立本地区的专用测强曲线 规程中虽给出了全国通用回弹法检测的测强曲线及强度值换算表,但仅综合考虑到全国各地的原材料使用情况,没有把碎、卵石普通混凝土区分开来,而实际上回弹法检测碎、卵石普通混凝土强度是有很大差异的。因此,建立本地区的专用测强曲线, 充分考虑本地区的混凝土原材料、气候条件和成型养护工艺,通过试验、校核、修正所建立的曲线，能有效地提高回弹法的检测精度。,第二章 超声-回弹综合法检测砼强度,超声回弹综合法检测混凝土强度是 目前我国使用较广的一种结构中混凝土强 度非破损检测方法。它较之单一的超声或 回弹非破损检测方法具有精度高、适用范 围广等优点。,第二
11、章 超声-回弹综合法检测砼强度,上世纪六十年代罗马尼亚率先采用超声回 弹综合法测强，我国1988年制订了超声回 弹综合法检测混凝土强度技术规程。2005年 由中国建筑科学研究院会同有关单位再次修订 了规程，并于2005年12月1日执行。简称 综合法。,一、基本原理 1、超声波超声波是指频率为超过20kHz的声波， 超声波的发生：利用压电晶体的压电效应，在仪器产生的高频交变电压作用下，压电晶体在厚度上产生胀缩现象，既机械振荡，成为超声波的声源，该振动引起临近介质形成疏密相间的波，即超声波。,一、基本原理 1、超声波 超声波的接收：当回声信号作用于压电晶体上，相当于对其施加一外力（机械能），压电晶
12、体两边将产生携带回声信息的微弱电压信号，将这种电压信号经过放大、处理之后，即能产生在荧屏上显示出用于诊断的声像图。,一、基本原理 2、超声测强的原理 混凝土抗压强度 与超声波在其内部传播时的速度有一定的相关性，这就是超声法检测混凝土强度的基本原理。混凝土强度越高，超声波在混凝土中传播的波速也越大，反之波速就小。,一、基本原理 3、超声回弹综合法检测混凝土强度原理 超声回弹综合法是利用超声法和回弹法两种独立的检测手段联合进行检测建筑结构和构件混凝土的抗压强度，它较之单一检测方法具有检测精度高、适用范围广和测试结果可信度高等优点，因此，在混凝土构件的质量控制及检测结构和构件混凝土强度中得到广泛的应
13、用。,一、基本原理,相关数学关系式为：,式中：a,b,c-为试验系数。,二、测试技术,1、测点布置,(1)超声测点布置在回弹测试的同一测区内，先进行回弹测试，然后再进行超声测试。,(2)在每个测区内的相对测试面上，各布置三个超声测点，且发射和接收换能器的轴线在同一轴线上。,2、测区声速计算,；,超声测距(mm)；,测区声速值(km/s)；,测区平均声时值( ),测试面修正：,为顶、底面时：,为侧面时：,3、传播时间计算,钢筋轴线垂直于测试方向：,钢筋轴线平行于测试方向：,即超声测量线离开钢筋轴线(1/6-1/8)L时，可以不考虑钢筋的影响。,三、砼强度推定,1、优先采用专用或地区测强曲线推定
14、2、也可按下列公式计算：,粗骨料为卵石：,粗骨料为碎石：,砼强度推定值确定方法与回弹法基本相同。,四、超声测强的主要影响因素,1、原材料及配合比的影响 1) 水泥品种的影响。早龄期的混凝土,不同的水泥强度发展规律并不一致,有的水泥早期强度高,有的后期强度高。2) 矿物细掺料的影响。高强或高性能混凝土掺加矿物细料,矿物细料（如：硅灰）提高了超声声速值,主要原因是硅灰仅是水泥颗粒直径的1/ 100 ,具有高度的分散性,可以充分地填充在水化水泥颗粒之间,提高浆体硬化后的密实度。,四、超声测强的主要影响因素,1、原材料及配合比的影响 3) 粗骨料的品种和含量影响。石子品种的影响并不显著, 但是,由于碎
15、石表面粗糙,有利于水泥石和骨料的粘结,强度要比卵石高。4) 砂率的影响。合理的砂率,使混凝土密实度增加,粘聚性较好,另一方面,砂率的变化导致粗骨料含量的变化,虽然砂率的变化对强度影响不是很大,但是对声速的影响是不容忽略的。,四、超声测强的主要影响因素,1、原材料及配合比的影响 5) 配合比的影响。配合比不同,超声声速存在显著的差异,各种材料相同的混凝土,由于配合比的不同,各种原材料的用量在同体积的混凝土中并不相同,如粗骨料偏多的混凝土,超声波传播的速度就要比粗骨料含量少的混凝土传播快,水灰比W/C大的混凝土,由于水分蒸发较多,孔隙多,使声速偏低;相反,W/C小的混凝土,内部密实,水分蒸发后留下
16、的孔隙少,超声波传播速度快。,四、超声测强的主要影响因素,2、外部条件的影响1) 龄期的影响。在早龄期的混凝土中,声速值的增加大于混凝土强度的增加,随着龄期增加,声速的增加要小于强度的增加。2) 养护方法的影响。水养比空气中养护水化充分,水化产物增加填充了毛细孔,毛细孔孔隙率减少,使声速值有所提高。3) 温度和含水率的影响。温度在2040影响不大,当温度超过50时,声速随温度的升高而降低。声速随孔隙被水填满而逐渐增高。,四、超声测强的主要影响因素,3、其他条件的影响1) 结构中钢筋的影响和修正。超声波在钢筋中的传播速度比在混凝土中高1.2 1.9倍,因此,在检测含有钢筋的混凝土时,所得的声速值
17、往往偏大,应根据情况进行修正。2) 混凝土的缺陷与损伤。如果混凝土中含有裂缝,就不能用超声波检测混凝土强度,在检测时,应结合首波形状提高准确度,如果首波形状发生改变,说明混凝土内部存在缺陷,此时就不应继续使用超声声速换算混凝土强度。,第三章 超声波检测结构砼缺陷,一、混凝土裂缝深度检测1、概述混凝土结构由于各种原因普遍存在裂缝。为了确定裂缝的危害性及制定相应的补救措施。很关键的一点就是要测定裂缝的深度。应用超声波检测混凝土裂缝深度是重要的方法之一。,第三篇 超声波检测结构砼缺陷,一、混凝土裂缝深度检测2、超声波检测裂缝深度的方法 单面平测法；双面斜测法；钻空对测法；另有，冲击回波法，负波及首波
18、相位反转法和正波法。在实际工程中更常用的是单面平测法。,第三篇 超声波检测结构砼缺陷,一、混凝土裂缝深度检测3、超声波单面平测法检测原理 不跨缝的声时测量将T和R换能器置于裂缝附近同一侧。以两个换能器内边缘不同问距l 分别读取声时值t0f，以 为纵轴绘、tof为横轴绘制“时一距”坐标 （图1）或用回归分析的方法求出声时与测距之间的回归直线方程；,第三篇 超声波检测结构砼缺陷,一、空洞的检测,二、裂缝的检测,1、贯穿裂缝的检测；,2、未贯穿裂缝的检测,3、垂直裂缝深度的检测；,4、斜裂缝的检测,：无裂缝砼中的传播时间。,：有裂缝砼中的传播时间。,三、表层缺陷的检测,平测法测点布置,则：,；,：超
19、声波在损坏层中的传播速度（m/s)；,：超声波在未损坏层中的传播速度（m/s)；,传播时间与发射、接收探头之间距离的关系曲线,试验四 钻芯法与拔出法检测砼强度,一、钻芯法检测砼强度,(1)钻芯直径：最大骨料粒径的3倍； (2)钻芯高度：为直径的0.952.05倍； (3)养护条件：自然和潮湿； (4)试验方法：标准。,砼强度换算值：,芯样抗压试验测得的最大压力(N)。,不同高径比砼强度换算系数。,技术要求：,二、拔出法,拔出法是用一根螺栓或类似的装置，部分埋入混凝土中，然后拔出，测定其拔出力的大小来评定混凝土的强度。有先装法和钻孔后装法两种。,方法一：钻孔直径为6mm、深度3035mm，楔形胀
20、管插入钻内，由拉拔仪拔出。,方法二：钻孔直径为18mm、深度45mm，25 mm深度处扩直径25mm的环形槽，楔形胀管螺栓插入，由拉拔仪拔出。,钻孔后装法：,胀锚螺栓,钻孔,破裂面,后装法试验装置图,拔出设备：扭矩仪、张拉千斤顶等。,试验五 砌体强度检测方法,主要内容 检测砌体抗压强度：原位轴压法、扁顶法； 检测砌体工作应力、弹性模量：扁顶法； 检测砌体抗剪强度：原位单剪法、原位单砖双剪法； 检测砌筑砂浆强度：推出法、筒压法、砂浆片剪切法、回弹法、点荷法、射钉法。,原位轴压法,砂垫层,扁式千斤顶,反力板,拉杆,原位压力机测试工作状态,1、测点布置,2、压力机安装,七皮砖,3、试验方法,4、数据整理,电位差法检测钢筋的锈蚀程度,钢筋锈蚀电位差测定法,毫伏表,多孔接头,硫酸铜溶液,铜棒电极,钢筋,电磁法检测钢筋的位置、大小及内部缺陷,钢筋位置测定仪工作原理,探头,钢筋,是材料受力或其他作用后，当某个局部点上的应变超过弹性极限，发生错位、滑移、相变、压碎或微裂缝等，被释放出来的动能而形成弹性应力波。它能在材料中传播，并可由传感器接收到。,设备： 声发射探测器、声发射仪。,作用：主要用来检测混凝土结构内部裂缝的产生与发展。,声发射法,射线法,利用射线对各种物质的穿透力来检测物体内部构造或缺陷。主要有X射线， 射线。,
