桥梁混凝土检测方法

公路桥梁检测技术和新方法报告人：徐俊联系方式：[e-mail]常用检测仪器序号参数机械式仪器电（声、光）测仪器1应变千分表引伸仪、手持应变仪电阻应变计、电阻应变仪、数据采集器、数据采集系统2变位千分表、百分表、挠度计位移计、水准仪、全站仪、测距仪3裂缝读数尺超声波探测仪、读数显微镜、数码裂缝检测仪内容回弹法超声法超声回弹法钻芯取样拔出法碳化深度氯离子含量检测超声波测缺陷电磁感应法测保护层半电位法混凝土电阻率动态称重法磁通量测缆索损失X射线衍射法测应力超声相控阵CT检测三维光学测量回弹法用回弹仪弹击混凝土表面时，由仪器重锤回弹能量的变化，反映混凝土的弹性和塑性性质，通过测量混凝土表面硬度来推算其抗压强度，是混凝土结构现场检测中常用的一种非破损试验方法。回弹法工作原理用一弹簧驱动的重锤，通过弹击杆（传力杆）弹击混凝土表面，并测出重锤被反弹回来的距离，以回弹值R（即重锤反弹距离L′与弹簧初始长度L之比）作为与混凝土强度fcu相关的指标，来推定混凝土强度。混凝土的强度越高，表面硬度越大，R值也越大。通过事先建立的混凝土强度与回弹值关系曲线fcu-R，即可从R值求得fcu值。回弹法的特点优点：测试简单、快速、被测物的形状尺寸一般不受限制。缺点：测定部位仅限于混凝土表面。回弹法的适用范围适用于工程结构普通混凝土抗压强度的检测不适用于表层与内部质量有明显差异或内部存在缺陷的混凝土结构或构件的检测。当混凝土表面遭受了火灾、冻伤、化学物质侵蚀或内部有缺陷时，就不能直接采用回弹法检测。回弹仪回弹仪的技术要求回弹仪宜采用指针直读式示值系统回弹仪必须具有产品合格证及检定单位的检定合格证回弹仪应符合下列标准状态的要求：1、水平弹击时，冲击能量为2.207J；2、弹击锤起跳点应相应于刻度尺的“0”点处；3、在洛氏硬度为60±2的钢砧上回弹率定值为80±2。回弹测量步骤将弹击杆顶住混凝土的表面，轻压仪器，松开按钮，弹击杆徐徐伸出。使仪器对混凝土表面缓慢均匀施压，弹击杆向机壳内推进，弹击拉簧被拉伸，待弹击锤脱钩冲击弹击杆后即回弹，带动指针向后移动并停留在某一位置上，即回弹值。继续顶住混凝土表面并在读取和记录回弹值后，逐渐对仪器减压，使弹击杆自仪器内伸出，重复上述操作，即可测得被测构件或结构的回弹值。回弹法检测混凝土强度步骤第一步：测回弹值第二步：测碳化深度用回弹法测定混凝土强度对于每个试件的测区数目不少于10个，每一测区应为不小于0.04m2的面积，以能容纳16个回弹测点为宜。两个相邻测区的间距不宜大于2m，而测区宜选在混凝土浇筑的侧面。测区内的16个测点宜均匀分布，同一测点只允许弹击一次，测点不应在气孔或外露石子上，相邻两测点的净距一般不小于2cm。测点距离结构或构件边缘或外露钢筋、预埋件的距离一般不小于3cm。在回弹的每个测区选择一处用钻孔法洒入浓度为1%酚酞酒精溶液检测，不呈现紫红色反应的厚度即为混凝土的碳化深度dm。第三步：记录回弹角度和回弹表面状态第四步：数据处理求回弹平均值回弹角度影响修正碳化深度修正结果评定当回弹仪按水平方向测得试件混凝土浇筑侧面的16个回弹值后，分别剔除3个最大值和3个最小值，按余下的10个回弹值取平均值。将回弹平均值按不同测试角度和不同浇筑面作分别修正。当dm≤0.4mm时，按dm=0进行处理。否则，按规定计算。由实测的Rm和dm值，按《规程》测区混凝土强度值的换算表求得混凝土强度值fcu，并由此评定检测结构构件的混凝土强度。回弹值与强度值的关系《回弹法检测混凝土抗压强度技术规程》（JGJ/T23-2001）统一的测强曲线由全国有代表性的材料、成型养护工艺配制的混凝土试件，通过试验所建立的曲线。地区测强曲线由本地区常用的材料、成型养护工艺配制的混凝土试件，通过试验所建立的曲线。专用测强曲线由与结构或构件混凝土相同材料、成型养护工艺配制的混凝土试件，通过试验所建立的曲线。注意事项回弹法误差较大对重要构件应慎重选取；适用不掺外加剂或仅掺引气剂的混凝土；混凝土龄期为14-1000d；强度范围为10-60MPa；下列情况不可采用统一测强曲线：集料最大粒径大于60mm；特种成型工艺制作的混凝土；检测部位曲率半径小于250mm；潮湿或水浸的混凝土。抽检数量不少于构件总数的30%或10件。超声脉冲法结构混凝土的抗压强度与超声波在混凝土中的传播参数（声速、衰减等）之间的相关关系是超声脉冲检测混凝土强度方法的基础。检测原理超声波检测主要是测量超声波在混凝土当中的传播速度。超声波在介质中传播时，遇到不同界面，将产生反射、折射、绕射、衰减等现象，从而使传播的声时、波形、频率等发生相应变化，测定这些规律的变化，便可得到材料的某些性质与内部构造情况。普通混凝土检测中，通常采用20KHz~500KHz的超声频率。有空洞混凝土很密实混凝土超声波穿透时间短故用超声波在混凝土中传播的速度快慢来推定其强度。超声波穿透时间长混凝土强度低混凝土强度高混凝土超声波仪的基本电路适用范围比较R-C曲线R即混凝土强度的换算值；C即超声波在混凝土中的传播速度。R-C曲线可由试验方法或有关的技术规范或规程提供。从曲线中可看出：当混凝土强度越高，超声仪的分辨率也就越低。通常不易测混凝土强度高于C40的混凝土构件。检测要求超声仪采用非金属超声仪。工作频率在1MHZ以下（通常采50KHZ~100KHZ）。测区(200mm*200mm)不得少于10个，间距不大于2m。每个测区沿对角安排三个测点。量得超声波穿过混凝土得厚度，将两换能器保持在一条直线上。三个测点则由三个传播时间求取平均值，再由R-C曲线得到此测区的混凝土强度得推定值。混凝土为防止换能器与混凝土间缝隙有空气介质，使传播速度减慢，应在换能器上涂上黄油或浆糊耦合剂。耦合剂超声波探头注意事项三个测点则由三个传播时间求取平均值，再由R-C曲线得到此测区的混凝土强度得推定值。在混凝土浇筑面或底面测试时，所测得的声速需乘以1.034。有钢筋时应进行修正，不适于密集钢筋的混凝土强度检测超声回弹综合法超声回弹综合法是建立在超声传播速度和回弹值与混凝土抗压强度之间相互关系的基础上的，以声速和回弹值综合反映混凝土抗压强度的一种非破损检测方法。超声波在混凝土材料中的传播速度反映了材料的弹性性质，由于声波穿透被检测的材料，因此也反映了混凝土内部构造的有关信息。回弹法的回弹值反映了混凝土的弹性性质，同时在一定程度上也反映了混凝土的塑性性质，但它只能确切反映混凝土表层约3cm左右厚度的状态。特点优点：具有两种方法的优点能对单一方法测得的某些参数进行补偿修正缺点比单一法费事，试验前准备工作量大。适用范围水泥为普通硅酸盐水泥；砂、石集料符合检验要求；可掺或不掺矿物拌合料、外加剂、粉煤灰、泵送剂；混凝土龄期为7-2000d；强度范围为10-70MPa；搅拌混凝土或泵送混凝土；自然养护。测试方法采用超声回弹综合法检测混凝土强度时，应严格遵照《超声回弹综合法检测混凝土强度技术规程》的要求进行。回弹值的测量及计算同回弹法，但不须测量混凝土的碳化深度。超声法的测量及计算同超声法的规定，但是超声的测点应布置在同一个测区回弹值的测试面上，测量声速的探头安装位置不宜与回弹仪的弹击点相重叠。每一测区内，宜先回弹测试，后超声测试。回弹测点超声测点混凝土强度评定测区数为10个及以上时，计算平均值和标准差；测区数少于10时，取测区最小混凝土强度值为推定值；测区强度值出现小于10MPa，混凝土强度推定值小于10MPa；测区数不少于10个时，按数理统计方法计算，即均值减去1.645倍的标准差；均值小于25MPa，标准差大于4.5MPa；均值位于25和50MPa之间，标准差大于5MPa；均值不小于50MPa，标准差大于5.5MPa时，按单个构件评定。4、1、钻芯法检测混凝土强度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，并根据芯样的抗压强度推定混凝土的立方体抗压强度。检测规程：《钻芯法检测混凝土强度技术规程》CECS03:88检测设备：钻芯机、锯切机、研磨机、补平装置、压力试验机、钢筋位置探测仪等特点不需要建立混凝土的某种物理量与强度之间的换算关系，是一种较为直观可靠的检测混凝土强度的方法。由于需要从结构构件上取样，对原结构有局部损伤，是一种有损试验方法。对芯样的加工要求高，设备笨重，强度试验与计算：按《普通混凝土力学性能试验方法》进行抗压试验。芯样混凝土强度换算值：式中F——芯样抗压试验测得的最大压力值（N）；d——芯样的平均直径（mm）；a——高径比换算系数，按表3-2取用；或按下式计算。适用范围适用于工程结构普通混凝土抗压强度的检测。还可应用于下列情况的检测：表层与内部质量有差异的混凝土表面遭受了火灾、冻伤、受化学物质侵蚀的混凝土常用于对板类构件的检测注意事项芯样芯样数量不宜少于15个；芯样直径应大于最大粒径的3倍，采用小芯样其直径不应小于70mm或最大粒径的2倍；芯样高度直径比值为1。芯样试件应在与被检测结构湿度基本一致的条件下进行抗压试验；检测批混凝土强度推定采用数理统计的方法；单个构件最少芯样数量为3个，小构件不少于2个，取最小值作为混凝土强度推定值。拔出法检测混凝土强度拔出法试验是用一金属锚固件埋入混凝土构件内，然后测试锚固件被拔出时的拉力，由被拔出的锥台形混凝土块的投影面积，确定混凝土的拔出强度，并由此推断混凝土的立方抗压强度，它也是一种半破损试验的检测方法。钻孔磨槽安装锚固件拔出试验特点精度高可测强度高达85MPa的混凝土有损检测类型及适用范围预埋法（LOK试验）：在浇筑混凝土时预埋锚固件的方法。该法常用于工程施工阶段，按事先计划要求布置测点。后装法（CAPO试验）：在混凝土硬化后再钻孔埋入膨胀螺栓作为锚固件的方法。该法用于检测混凝土的质量和判断硬化混凝土的现有实际强度。试验装置拔出法试验的加荷装置是一专用的手动油压拉拔仪，油缸进油时对拔出杆均匀施加拉力，加荷速度控制在0.5~1KN/s，在油压表或荷载传感器上指示拔力。注意事项单个构件检测时，至少有三个测点。当最大拔出力及最小拔出力与中间值之差均小于5%，不进行补测。对同批构件按批抽样检测时，构件抽样数应不小于同批件的30%，且不小于10件，每个构件不应少于三个测点。结构或构件上的测点，宜布置在混凝土浇筑方向的侧面，应分布在外荷载或预应力钢筋压力引起应力最小的部位。测点分布均匀并应避开钢筋和预埋件。测点间距应大于10h，测点距离试件端部应大于4倍的锚固件锚固深度。数据处理采用拔出法作为混凝土强度的评定依据时，必须按已经建立的拔出力与立方抗压强度之间的相关曲线，由拔出力确定混凝土的抗压强度。目前国内拔出法的测强曲线都采用一元回归直线方程fcu=aF+b式中：fcu为测点混凝土强度换算值，F为测点拔出力，a,b为回归系数。检测方法简便与操作性准确性检测范围检测速度检测成本回弹法很好一般较宽快很低超声法好较差一般快低超声回弹综合法较好较好较宽较快低钻芯法较差好很宽慢高拔出法一般较好宽中等较高几种混凝土强度测试方法比较混凝土碳化深度测量碳化（中性化）定义：混凝土的碳化作用是指空气中的二氧化碳与水泥石中的氢氧化钙作用，生成碳酸钙和水。碳化又叫中性化。碳化的影响：碳化作用降低了混凝土的碱度，使钢筋表面钝化膜破坏，导致钢筋锈蚀。碳化作用还会引起混凝土的收缩，使混凝土表面碳化层产生拉应力，可能产生微细裂缝，从而降低了混凝土的抗折强度。碳化的检测方法X射线法:通过X射线衍射仪，直接测量出混凝土中不同深度处水泥石所含氢氧化钙与碳酸钙晶体的含量，判断出混凝土受碳化情况。可同时测得完全碳化与部分碳化深度，适用于实验室精确测量。化学试剂法:利用不同化学试剂在不同pH值环境下的颜色变化，测出混凝土碳化深度。常用1%浓度的酚酞酒精溶液，以pH＝9为界线，