土木工程无损检测技术

•单击此处编辑母版文本样式•第二级•第三级•第四级•第五级土木工程无损检测技术湖南大学土木学院黄政宇教授•单击此处编辑母版文本样式•第二级•第三级•第四级•第五级概论•无损检测的定义：无损检测是指以不损及其将来使用和使用可靠性的方式，对材料或制件或此两者进行宏观缺陷检测、几何特性测量、化学成分、组织结构和力学性能变化的评定，并进而就材料或制件对特定应用的适用性进行评价的一门学科。•单击此处编辑母版文本样式•第二级•第三级•第四级•第五级•无损检测技术的特点：无损检测涵盖技术领域渊博、覆盖基本研究领域众多、涉及应用领域广泛，是一个全领域的技术。按检测方法的原理有:射线方法检测，声学方法检测电学方法检测，磁学方法检测力学方法检测，光学方法检测电磁波方法，渗透法检测等。•单击此处编辑母版文本样式•第二级•第三级•第四级•第五级•按被检测材料划分：–金属材料：•钢铁•铝合金•铜及铜合金•钛及钛合金–非金属材料•混凝土及砂浆•岩石•塑料和橡胶•陶瓷制件–复合材料•单击此处编辑母版文本样式•第二级•第三级•第四级•第五级混凝土的无损检测方法按检测目的，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、混凝土的匀质性和其他性质的检测；•单击此处编辑母版文本样式•第二级•第三级•第四级•第五级按检测对结构、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、电磁波法、射线法等。2、半破损检测方法如钻芯法、拔出法、射钉法、拔脱法等。•单击此处编辑母版文本样式•第二级•第三级•第四级•第五级混凝土强度的检测•打击法：–表面硬度法：下落式（弹簧式、旋转式）锤击、活塞钢球打击法；–回弹法•局部破损法：–射钉法：射钉枪法、温泽针法等–拔出法：先装拔出法、后装拔出法和后锚固法等–钻芯法–局部压缩法–拔脱法•综合法：–超声回弹综合法•单击此处编辑母版文本样式•第二级•第三级•第四级•第五级现行有关混凝土强度检测的标准•《回弹法检测混凝土抗压强度技术规程》JGJ/T23-2011•《后锚固法检测混凝土抗压强度技术规程》JGJ/T208-2010•《超声回弹综合法检测混凝土抗压强度技术规程》CECS02-2005•《拔出法检测混凝土强度技术规程》CECS69-2011•《剪压法检测混凝土抗压强度技术规程》CECS278-2010•《钻芯法检测混凝土强度技术规程》CECS03-2007•单击此处编辑母版文本样式•第二级•第三级•第四级•第五级•其他行业的有关规程：–《公路路基路面现场测试规程》JTGE60-2008•回弹仪测定水泥混凝土强度试验方法（T0954-1995）•超声回弹法测定路面水泥混凝土抗弯强度试验方法（T0955-1995）•射钉法快速检验水泥混凝土强度的试验方法（T0956-1995）–《水工混凝土试验规程》SL352-2006•回弹法检测混凝土抗压强度•射钉法检测混凝土强度•超声法检测混凝土抗压强度和均匀性•混凝土芯样强度试验•……–《钻芯检测离心高强混凝土抗压强度试验方法》GB/T19496-2004•单击此处编辑母版文本样式•第二级•第三级•第四级•第五级混凝土的动态特性的检测•声速法–超声法–冲击波法•共振法–纵向共振–挠曲共振–扭曲共振•敲击法•单击此处编辑母版文本样式•第二级•第三级•第四级•第五级现行有关混凝土动态特性检测的标准•《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准》GB/T50082-2009–动弹性模量试验•《混凝土结构试验方法标准》GB/T50152-2012–结构监测和动力测试•《水工混凝土试验规程》SL352-2006–混凝土（砂浆）动弹性模量试验•单击此处编辑母版文本样式•第二级•第三级•第四级•第五级混凝土的厚度及内部缺陷的检测•声速法–超声法–冲击弹性波法•放射线法–X-射线法–γ-射线法•电磁波法–雷达波法•热学方法–红外热像法•单击此处编辑母版文本样式•第二级•第三级•第四级•第五级现行有关混凝土厚度及内部缺陷检测的标准•《超声法检测混凝土缺陷技术规程》CECS21-2000•《公路路基路面现场测试规程》JTGE60-2008–短脉冲雷达测定路面厚度试验方法（T0913-2008）•《水工混凝土试验规程》SL352-2006–超声波检测混凝土裂缝深度（平测法）–超声波检测混凝土裂缝深度（对、斜测法）–超声波检测混凝土内部缺陷•单击此处编辑母版文本样式•第二级•第三级•第四级•第五级混凝土中钢筋位置的检测•磁学方法–涡流探测法–R表法•放射线法–X-射线法–γ-射线法•电磁波法–雷达波法•单击此处编辑母版文本样式•第二级•第三级•第四级•第五级混凝土中钢筋锈蚀情况的检测•电学法–自然电位法–腐蚀电流法•电磁法–涡流探测法•放射线法–X射线法–γ-射线法•单击此处编辑母版文本样式•第二级•第三级•第四级•第五级现行有关混凝土中钢筋检测的标准•《混凝土中钢筋检测技术规程》JGJ/T152-2008–钢筋间距和保护层厚度：电磁法、雷达法–钢筋直径：电磁法、–钢筋锈蚀形状：半电池电位法•《水工混凝土试验规程》SL352-2006–混凝土中钢筋半电池电位测定•单击此处编辑母版文本样式•第二级•第三级•第四级•第五级混凝土的其他检测方法•混凝土受荷历史的检测方法：声发射法•混凝土的含水量的检测：–电学法：电阻法、电容率法–中子法：中子含水量测定法、中子活化分析法–其他方法：微波吸收法、核磁共振法•混凝土构筑物的埋入深度：声速法（冲击弹性波法）（如桩基的低应变检测法）•单击此处编辑母版文本样式•第二级•第三级•第四级•第五级若干混凝土结构无损检测方法简介•单击此处编辑母版文本样式•第二级•第三级•第四级•第五级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。•单击此处编辑母版文本样式•第二级•第三级•第四级•第五级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）。•单击此处编辑母版文本样式•第二级•第三级•第四级•第五级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/T23-2011)《混凝土回弹仪》（JJG817-93）•单击此处编辑母版文本样式•第二级•第三级•第四级•第五级回弹仪•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–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；•单击此处编辑母版文本样式•第二级•第三级•第四级•第五级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。•单击此处编辑母版文本样式•第二级•第三级•第四级•第五级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•单击此处编辑母版文本样式•第二级•第三级•第四级•第五级•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。•单击此处编辑母版文本样式•第二级•第三级•第四级•第五级•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。•单击此处编辑母版文本样式•第二级•第三级•第四级•第五级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。•单击此处编辑母版文本样式•第二级•第三级•第四级•第五级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通用水泥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（JGJ/T52)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。•单击此处编辑母版文本样式•第二级•第三级•第四级•第五级•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。•单击此处编辑母版文本样式•第二级•第三级•第四级•第五级•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，应加以修正。•单击此处编辑母版文本样式•第二级•第三级•第四级•第五级回弹法检测混凝土强度方法概要一、回弹仪的要求1、可为数字式，也可为指针直读式2、应有产品合格证和检定合格证3、处于标准状态4、数字式回弹仪应带有指针直读系统，数字显示的回弹值与指针直读示值相差不应超过15、使用的环境温度：-4～40℃•单击此处编辑母版文本样式•第二级•第三级•第四级•第五级现场检测的规定•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。•单击此处编辑母版文本样式•第二级•第三级•第四级•第五级•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1~2%酚酞酒精溶液测定（精确至0.5mm）•单击此处编辑母版文本样式•第二级•第三级