非破损检测技术.ppt

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1、4 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4.1 概述概述1、非破损检测技术、非破损检测技术：在不破坏（或微破损）结构构件材料内部：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，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。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

2、的检测目的：评定结构构件的质量、控制施工进度和质量、诊：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度等级和估算剩余寿命3、非破损检测方法、非破损检测方法混凝土结构：材料强度采用混凝土结构：材料强度采用 回弹法、超声法和回弹超声综合回弹法、超声法和回弹超声综合法（非破损）、钻芯法（微破损）法（非破损）、钻芯法（微破损）、拔出法；内部缺陷采用、拔出法；内部缺陷采用超声法。超声法。砌体结构：砌体结构：（1）检测砌体抗压强度：）检测砌体抗压强度：扁顶法扁顶法、原位轴压法、原位轴压

3、法（2）检测砌体工作应力、弹性模量：）检测砌体工作应力、弹性模量：扁顶法扁顶法（3）检测砌体抗剪强度：原位单剪法、原位单砖）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、筒压法、砂浆片剪切法、）检测砌筑砂浆强度：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、和射钉法、贯入法贯入法。钢结构钢结构 钢材强度检测：表面硬度计法；钢材强度检测：表面硬度计法；材料缺陷检测：超声法。材料缺陷检测：超声法。4.2 混凝土结构的非破损检测混凝土结构的非破损检测 砼强度的非破损检测一、回弹法（一、回弹法（JGJ/T 23-92）1948年瑞士斯密特（年瑞

4、士斯密特（ESchmidt）发明回弹仪。）发明回弹仪。1、基本原理、基本原理 使用回弹仪的弹击拉簧驱动仪器内的弹击重锤，通过中心使用回弹仪的弹击拉簧驱动仪器内的弹击重锤，通过中心导杆，弹击混凝土的表面，并测得重锤反弹的距离，以反弹距导杆，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，由它与混凝土强度的相关关系来推定混凝土强度。关系来推定混凝土强度。2回弹仪的构造和率定回弹仪的构造和率定构造。构造。率定：使用前应在洛氏硬度率定：使用前应在洛氏硬度HRC为为60士士2的钢砧上，在室温的钢砧上，在室温（20士士5）

5、度的条件下进行率定。取连续弹击三次的稳定回）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，其值在弹值进行平均，其值在80士士2。3、回弹法检测混凝土强度的影响因素、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：龄期和碳化的影响：CO2=氢氧化钙氢氧化钙=碳酸钙。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

6、能采用干燥状态的混凝土进行测试，以减小湿度对回弹值可能采用干燥状态的混凝土进行测试，以减小湿度对回弹值的影响。的影响。4、回弹法的检测技术和测区布置、回弹法的检测技术和测区布置1）测区的选择与布置）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。区表面应清洁、平整、干燥、结实。布置：一个构件不少于布置：一个构件不少于10个，大小个，大小200X200mm，16个测点个测点/区，测区间距区，测区间距2m。（长度小于。（长度小于3m，高度低于，高度低于0.6m的结构的结构或构件，其测区数量可适当

7、减少，但不应少于或构件，其测区数量可适当减少，但不应少于5个）个）2）回弹值测量）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，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，共测测点不应在气孔或外露石子上，共测16个值。个值。3）碳化深度测量）碳化深度测量 选择不少于构件的选择不少于构件的30测区进行。在直径约为测区进行。在直径约为15mm并有并有一定深度的孔洞，滴入浓度为一定深度的孔洞，滴入浓度为1的酚酞酒精溶液，测试表面的酚酞酒精溶液，测试表面至不变色处的深度，即碳化深度。至不变色处的深度，即碳化深度。5、回弹值的数据处理、回弹值的数据处

8、理1）回弹值的计算）回弹值的计算 从该测区的从该测区的16个测点的回弹值中分别剔除个测点的回弹值中分别剔除3个最大值和个最大值和3个个最小值，然后按余下的最小值，然后按余下的10个回弹值取平均值。个回弹值取平均值。2）修正值的计算）修正值的计算 非浇筑侧面、非水平测试方向、碳化修正（非浇筑侧面、非水平测试方向、碳化修正（dm0.5mm时时不修正）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）测区混凝土强度值的确定根据平均回弹值根据平均回弹值Rm及平均碳化深度及平均碳化深度dm，由规程附录表，由规程附录表E查得或当地专用测强曲线查的。查得或当地专用测强曲线查的。2）结构或构件混凝土强

9、度平均值和强度标准差计算）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）结构或构件混凝土强度推定值 单个构件检测时，以构件单个构件检测时，以构件最小最小测区强度值作为该构件的混凝测区强度值作为该构件的混凝土强度推定值：土强度推定值：批量检测时，按下列两式计算并取其中批量检测时，按下列两式计算并取其中较大者较大者为该批构件为该批构件混凝土强度推定值：混凝土强度推定值：对于批量检测构件，当该批构件混凝土强度标准差出现对于批量检测构件，当该批构件混凝土强度标准差出现下列情况之一时，下列情况之一时，按单个构件检测推定按单个构件检测推定：(1)平均值小于平均值小于25MPa，

10、且标准差，且标准差4.5MPa；(2)平均值等于或大于平均值等于或大于 25MPa，且标准差，且标准差5.5MPa。二、超声法1、原理、原理 混凝土的抗压强度混凝土的抗压强度fcu与超声波在混凝土中的传播速度与超声波在混凝土中的传播速度v之之间的关系。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：不少于单个构件检测：不少于10个测区，测区

11、面积为个测区，测区面积为200X200mm。测区间距不大于测区间距不大于2m。l批量抽样检测：抽样数应不少于同批构件的批量抽样检测：抽样数应不少于同批构件的30，且不少于，且不少于4个，每个构件测区数不少于个，每个构件测区数不少于10个。测试面应清洁平整，无缺陷。个。测试面应清洁平整，无缺陷。3、强度推定1）每区选）每区选3-5各测点，根据测得的声时和两相对探头的距离计各测点，根据测得的声时和两相对探头的距离计算波速，取各测点的平均值作为该区的波速。算波速，取各测点的平均值作为该区的波速。当在试件混凝土的浇筑顶面或底面测试时，声速值应乘以当在试件混凝土的浇筑顶面或底面测试时，声速值应乘以1.0

12、34修正。修正。2）强度推定：由试验量测的经修正后的声速，按）强度推定：由试验量测的经修正后的声速，按fcuva曲曲线求得混凝土的强度换算值。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回弹综合法实质上就是超声法和回弹法超声法和回弹法两种单一测强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（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每一测区的混凝土强度是根据该区实测的波速

13、及回弹平均值，按事先建立的值，按事先建立的fcuVRm关系曲线推定的。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。测区测点：超声的测点和回弹的测点布置在同一测试面上。宜先进行回弹测试，然后进行超声测试。同时注意，只有同宜先进行回弹测试，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。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钻芯法试验是使用专用的取芯

14、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。强度推定混凝土的立方抗压强度。准确性较高准确性较高。1、取样、取样位置：钻取芯样应在结构或构件位置：钻取芯样应在结构或构件受力较小的部位受力较小的部位和强度质量具和强度质量具有代表性的部位。芯样试件内有代表性的部位。芯样试件内不应含有钢筋不应含有钢筋。如不能满足，每。如不能满足，每个芯样内最多只允许含有二根直径小于个芯样内最多只允许含有二根直径小于10mm的钢筋，且钢筋的钢筋，且钢筋应与芯样轴线基本垂直。应与芯样轴线基本垂直。大小

15、与数量：钻芯数量不应少于大小与数量：钻芯数量不应少于3个，小构件可取个，小构件可取2个。芯样直个。芯样直径不宜小于骨料最大粒径的径不宜小于骨料最大粒径的3倍，一般为倍，一般为100 mm或或 150 mm，芯样高度为直径的，芯样高度为直径的12倍。芯样端面必须进行加工磨平。也倍。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。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）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

16、算值为：件下进行抗压试验。芯样试件的混凝土强度换算值为：芯样试件混凝土换算强度的修正系数高径比h/d1.01.11.21.31.41.5系数1.001.041.071.101.131.15高径比h/d1.61.71.81.92.0-系数1.171.191.201.221.24-2）强度推定：对于单个构件或单个构件的局部区域，取）强度推定：对于单个构件或单个构件的局部区域，取芯样试件混凝土换算强度中的最小值作为代表值推定结构芯样试件混凝土换算强度中的最小值作为代表值推定结构的混凝土强度。的混凝土强度。五、拔出法（CES69:94)1、原理、原理 用一金属锚固件预用一金属锚固件预埋入凝土内（预装发

17、）埋入凝土内（预装发）或在构件上钻孔埋人一或在构件上钻孔埋人一金属锚固件（后装法），金属锚固件（后装法），然后测试锚固件从混凝然后测试锚固件从混凝土中被拔出时的拉力，土中被拔出时的拉力，并由此推算混凝土的抗并由此推算混凝土的抗压强度。（与极限抗拔压强度。（与极限抗拔力力F之间具有良好的线之间具有良好的线性关系）性关系）,抗拔强度抗拔强度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，取时，取3.0mm。根据该测位的平均值和平均碳化深度值，计算第根据该测位的平均值和平均碳化深度值，计算第i测区第测区第j个测个测位的砂浆强度换算值。位的砂浆强度换算值。二、推

18、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、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。该方法适用于推定砌筑砂浆的抗压强度。该方法适用于推定240mm厚普通砖厚普通砖墙中强度等级为墙中强度等级为M1M15的砂浆强度。的砂浆强度。2、检测技术、检测技术测点数量：将结构法分为若干个检测单元，每单元随机选择测点数量：将结构法分为若干个检测单元，每单元随

19、机选择6个构件作为个构件作为6个测区。当一个检测单元不足个测区。当一个检测单元不足6个构件时，应个构件时，应将每个构件作为一个测区。每区测点数不应少于将每个构件作为一个测区。每区测点数不应少于5个。个。测点处理：测点处理：测量被推丁砖和砌体之间发生相对位移时，试件达到破坏状测量被推丁砖和砌体之间发生相对位移时，试件达到破坏状态的推出力态的推出力N。取下被推丁砖，用百格网测试砂浆饱满度取下被推丁砖，用百格网测试砂浆饱满度B。测点处理测点处理在在A点钻约点钻约40mm的孔，用锯条自的孔，用锯条自A至至B锯开灰缝，锯开灰缝，用扁铲打入上层灰缝，取出两块顺砖；用锯条切割用扁铲打入上层灰缝，取出两块顺砖；用锯条切割被推丁砖两侧竖向灰缝（图中虚线所示）。在开洞被推丁砖两侧竖向灰缝（图中虚线所示）。在开洞及清理灰缝时，不能扰动被推丁砖。及清理灰缝时，不能扰动被推丁砖。AB试件加工示意图3、数据处理、数据处理