土木工程无损检测

建设工程无损检测技术无损检测方法的分类和特点按检测目的，无损检测方法分为四类：1、检测结构、构件混凝土强度值；2、检测结构、构件混凝土内部缺陷（如裂缝、孔洞和不密实区、结合面质量、损伤层等）；3、检测几何尺寸（如钢筋位置、保护层厚度、板面或墙面厚度等）；4、结构混凝土强度质量的匀质性检测和控制；按检测对结构、构件是否造成破损分为：1、非破损检测方法如回弹法、超声法、超声-回弹综合法、磁测法、电测法、电磁法等。2、半破损检测方法如钻芯法、拔出法、射钉法、拔脱法等。强度检测非破损检测方法回弹法检测混凝土强度超声－回弹综合法检测混凝土强度半破损检测方法钻芯法检测混凝土强度拔出法检测混凝土强度回弹法检测混凝土抗压强度1、回弹法的定义：利用回弹仪检测普通混凝土结构、构件抗压强度的方法简称为回弹法。2、回弹法检测混凝土抗压强度的特点：仪器简单、操作方便、经济迅速和具有一定的测试精度；但回弹仪所测得的回弹值只代表混凝土表层的质量，所以回弹法要求混凝土构件的表面质量与内部质量一致。3、回弹法在国外的应用现状：（1）、只作为混凝土均匀性的判断及个构件质量的相对比较用，不作强度推算用（如美国）；（2）、以一定数量的试件来标定，求出强度与回弹值的关系后作为判断强度的辅助手段（如日本、欧共体等）；（3）、以一定数量的试件来标定，求得相关关系后可作为推算强度的手段（如英国、德国等）。4、回弹法在我国的应用现状：通过对仪器测试性能、测强影响因素、现场测试技术、数据处理方法和构件强度推定方法等的研究，提出了具有我国特色的回弹仪标准状态和考虑混凝土碳化深度的测强曲线，测强相对误差基本控制在±15%以内。现行技术规程：《回弹法检测混凝土抗压强度技术规程》（JGJ/T23-2001)《混凝土回弹仪》（JJG817-93）回弹仪回弹仪的分类：按冲击能量大小分为重型回弹仪、中型回弹仪和轻型回弹仪；按示值系统的读数方式分为指针直读式、数显式、自动记录式等；回弹仪的构造及工作原理：E=1/2×KL2K—弹击弹簧的刚度785.0N/m；L—弹击拉簧工作时拉伸长度0.075m。R=L’/L×100R—回弹值；L’—弹击锤向后弹回的距离；L—冲击前弹击锤距弹击杆的距离。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1、弹击拉簧的工作长度L0(L0=61.5mm）L061.5mm时，回弹值偏高；L061.5mm时，回弹值偏低。2、弹击锤的冲击长度Lp(Lp=75mm)Lp=L(拉伸长度）3、弹击锤的起跳位置主要零件的质量1、拉簧的刚度拉簧的刚度应为785.0N/m(0.8kgf/cm)2、弹击杆前端的球面半径弹击杆前端的球面半径r=25mm3、指针长度和摩擦力指针长度=20mm摩擦力f=0.60N(0.5~0.8N)4、影响弹击锤起跳位置的有关零件缓冲压簧的刚度、压簧的刚度、弹击拉簧的刚度和脱钩时挂钩与弹击锤挂钩处的摩擦力。机芯装配质量1、调零螺丝使弹击锤脱钩瞬间，指针块上的示值为“100”，不得有松动和位移现象。2、固定弹击拉簧三连件（拉簧座、弹击拉簧和弹击锤）装入中心导杆不得有歪斜偏心现象。3、机芯同轴度弹击杆、弹击锤与中心导杆工作时应在同一轴心上。钢砧率定的作用仅以钢砧率定检验回弹仪合格与否是错误的。钢砧率定的作用1、当仪器为标准状态时，检验仪器的冲击能量是否等于或接近2.207J；2、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；3、检验仪器本身测试的稳定性；4、检验仪器经使用后内部零件有无损坏或出现某些障碍。回弹仪检测混凝土强度的影响因素原材料1、水泥用于普通混凝土的五大水泥品种及同一水泥品种不同强度等级、不同水泥用量对回弹法影响，在考虑了碳化深度的影响条件下，可以不考虑。2、细骨料符合（JGJ52)规定的细骨料对回弹法测强没有显著影响。3、粗骨料国外一般认为粗骨料品种、粒径及产地均有影响；国内看法尚不统一，有人认为石子的品种有影响。在制定地区曲线时，可结合具体情况酌定。外加剂普通混凝土中掺与不掺非引气性外加剂对回弹法测强影响不显著。成型方法只要混凝土基本密实，手工插捣与机械振捣对回弹法测强无显著影响。但离心法、真空法、压浆法等成型工艺方法有影响。养护方法及湿度自然养护或蒸汽养护后7天以上无显著差异。表面湿度有显著的影响。测试时表面要求处于风干状态。碳化及龄期碳化对回弹值有显著的影响，而对混凝土的强度则影响不大，因此，碳化对回弹法检测混凝土强度有显著的影响，在我国规程中，考虑了碳化的影响。龄期的影响包括在碳化的影响中。模板符合《混凝土结构工程施工质量验收规范》（GB50204—2002）的模板对回弹法测强没有显著影响。泵送混凝土泵送混凝土掺入了引气型泵送剂、砂率较大、石子粒径较小、坍落度大，对回弹法测强有一定影响，应根据情况加以修正。回弹法检测混凝土强度方法概要一、回弹仪的要求1、宜用指针直读式2、应有产品合格证和检定合格证3、处于标准状态4、使用的环境温度：-4～40℃现场检测的规定完整的资料结构和构件的数量A、单个检测B、批量检测：≥30%且≮10件测区要求：1、≮3m的构件，测区数≮10；测区数最少≮5；2、相邻两测区的间距应控制在2m以内，距边缘不宜大于0.5m，且不小于0.2m；3、测区面积宜控制在0.04m2；4、弹击时会产生颤动的薄壁、小型构件应设置支撑固定；5、测试面的要求。回弹值测量1、测点在测区内均匀分布2、相邻两测点净距不宜小于20mm3、同一测点只应弹击一次4、每一测区记取16个回弹值碳化深度值测量：1、≥30%测区数测碳化深度值2、在测区表面形成15mm的孔洞3、用1%酚酞酒精溶液测定（精确至0.5mm）数据处理回弹值计算：测区平均回弹值非水平方向修正检测面为浇筑表面或底面的修正测强曲线：统一曲线专用曲线地区曲线测区混凝土强度的修正：1、与测强曲线的使用条件差异较大时用同条件试件或混凝土芯样（≥6个）2、泵送混凝土当碳化深度不大于2.0mm时，每测区强度换算值按规程附录B修正。碳化深度大于2.0mm时，按以上方法修正。混凝土强度计算1、计算结构或构件的测区混凝土强度平均值和标准差2、确定结构或构件的混凝土强度推定值3、对按批量检测的构件，当该批构件混凝土强度标准差出现下列情况时，则该批构件应全部按单个构件检测：a、当该批构件混凝土强度平均值小于25Mpa，且标准差大于4.5Mpa时。b、当该批构件混凝土强度平均值不小于25Mpa，且标准差大于5.5Mpa时。超声回弹综合法检测混凝土强度1、超声回弹综合法的定义：利用超声波脉冲速度和回弹值同混凝土强度建立关系，检测混凝土强度的方法。2、超声回弹综合法的特点：与单一的回弹法或超声法相比，超声回弹综合法可减少龄期和含水量的影响，弥补相互不足，提高测试精度。3、现行技术规程《超声回弹综合法检测混凝土强度技术规程》（CECS02:88)《混凝土超声波检测仪》（JG/T5004—92）《混凝土回弹仪》（JJG817-93）超声回弹综合法测量仪器的技术要求超声仪的技术要求：1、声时范围0.5～9999μs，测度精度为0.1μs；2、声时显示调节在20～30μs范围内时，2h内声时显示的漂移不得大于±0.2μs；3、放大器频率响应宜分为10～200kHz，200～500kHz两频段4、仪器应能适用于温度为－10～＋40℃、相对湿度不大于80％、电源电压波动为220±22V的环境中，且能连续4h正常工作回弹仪的技术要求：与回弹法相同。检测技术及混凝土强度的推定测试准备、测区布置、回弹值的测量与计算等与回弹法相同。超声声速的测量1、超声测点应布置在回弹测试的同一测区2、测量超声声时，应保证换能器与混凝土耦合良好3、每一测区内的相对测试面各布置3个测点，且发射和接收换能器在同一轴线上4、超声声时测量一般采用对测法，也可采用单面平测或相邻面角测5、测试的声时应精确至0.1μs。超声测距的测量误差应不大于±1%钻芯法检测混凝土强度钻芯法的定义：钻芯法是利用专用钻机和人造金刚石空心薄壁钻头，从结构混凝土中钻取芯样以检测混凝土强度和检查混凝土内部缺陷的方法。钻芯法的特点和主要用途钻芯法是一种直观、可靠和准确的方法，但对混凝土会造成局部损伤，大量取芯受到一定的限制。主要用于检测混凝土的抗压强度、抗拉强度、厚度和裂缝深度等。现行规程《钻芯法检测混凝土强度技术规程》（CECS03:88）钻芯法的适用性：不适用于预应力混凝土结构不适用于抗压强度低于10MPa的混凝土取芯数量：按单个构件检测的钻芯数量不应少于3个；对于较小的构件，钻芯数量可取2个。按批检测，取芯数量应为20~30个，每个构件上宜取一个芯样。芯样加工芯样试件的高径比应在1～2之间；芯样试件内不应含有钢筋，若不能满足，最多只允许含有两根直径小于10mm且与轴线基本垂直的钢筋；芯样端面可补平抗压强度试验：尺寸测量（精确度）：1、直径：0.5mm2、高度：1mm3、垂直度：0.1°4、平整度：100mm长度内不超过0.1mm强度测定：宜与结构混凝土条件基本一致按普通混凝土力学性能试验方法试验芯样混凝土强度的计算：1、强度换算2、强度代表值拔出法检测混凝土强度拔出法是将安装在混凝土中的锚固件拔出，测定极限拔出力，根据预先建立的拔出力和混凝土强度之间的相关关系，检测混凝土强度，是一种半破损或微破损检测方法。拔出法可分为两类：1、预埋拔出法；2、后装拔出法。国外有关标准：美国：《硬化混凝土拔出强度标准试验方法》（ASTMC-900-99）国际标准化组织：《硬化混凝土拔出强度的测定》（ISO/DIS8046）丹麦：《硬化混凝土拔出试验方法》DS423.31此外，瑞典、挪威等国家制定了标准。我国标准：预埋拔出法检测混凝土强度（TB/T2298.1－91）后装拔出法检测混凝土强度（CECS69:94）拔出试验装置：圆环式拔出试验装置：反力支承内径55mm锚固件的锚固深度25mm钻孔深度18mm适用于粗骨料最大粒径≤40mm的混凝土三点式拔出试验装置：反力支承内径120mm锚固件的锚固深度35mm钻孔深度22mm适用于粗骨料最大粒径≤60mm的混凝土工程检测测点布置在构件上均匀布置3个测点；宜布置在混凝土成型的侧面；在构件受力较大及薄弱部位应布置测点；测点应避开接缝、蜂窝、麻面部位和混凝土表层的钢筋、预埋件。测试面应平整、清洁、干燥，应清除饰面层和浮浆；相邻测点间距不应小于10倍锚固深度，测点距构件边缘不小于4倍锚固深度试验的取舍三个拔出力中，当最大拔出力或最小拔出力与中间值之差大于中间值的15%时，应在最小拔出力测点附近再加测2个测点。拔出试验出现异常时，应作详细记录，并进行补测。混凝土强度的换算和推定：混凝土强度的换算：fcuc=A.F+B混凝土强度的推定：1、按单个构件2、按批推定超声法检测混凝土缺陷超声法检测混凝土缺陷基本原理根据超声波在混凝土中遇到缺陷时，产生绕射，可根据声时及声程的变化，判别和计算缺陷的大小；超声波在混凝土中的缺陷界面产生散射和反射，声波波幅显著减少，频率明显降低，接收信号波形畸变，可根据这些变化判断混凝土的缺陷情况。检测标准：《超声法检测混凝土缺陷技术规程》（CECS21:2000)裂缝深度检测1、单面平测法（裂缝深度小于500mm)2、双面斜测法3、钻孔对测法(裂缝深度大于500mm）钻孔对测法不密实区和空洞检测对测法斜测法钻孔法混凝土结合面质量检测表面损伤层检测灌注桩混凝土缺陷检测声测管埋设双管（0.6~1m)；三管（1~2.5m)；四管（2.5m)(双管0.8；三管:0.8~2.0m；四管:2.0m)(JGJ106-2003)检测方法：桩身混凝土缺陷可疑点判断方法：1、概率法将同一桩同一剖面的声时、波幅、主频按统计法计算，并对异常值进行判别，当判为异常值时，即为存在缺陷的可疑点。2、斜率法用声时（tc)—深度（h）曲线相邻测点的斜率K和相邻两点声时差值Δt的乘积Z，绘制Z—h曲线,根据Z—h曲