工程检测与评估5溷凝土有损检测方法课件.ppt
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- 工程 检测 评估 溷凝土 有损 方法 课件
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1、h1水运工程检测、评估与加固水运工程检测、评估与加固港口海岸与近海工程学院港口海岸与近海工程学院水运所水运所h2混凝土有损检测方法混凝土有损检测方法h3 把一端带有挡板的螺杆预埋在混凝土表层一定的深度中把一端带有挡板的螺杆预埋在混凝土表层一定的深度中,另一端露在外面,待混凝土硬化后,拔出预埋件,记录其拔另一端露在外面,待混凝土硬化后,拔出预埋件,记录其拔出力。挡板周围的混凝土受剪力和拉力破坏,按照已建立的出力。挡板周围的混凝土受剪力和拉力破坏,按照已建立的拉拔力与混凝土强度之间的相互关系,换算混凝土的抗压强拉拔力与混凝土强度之间的相互关系,换算混凝土的抗压强度。度。混凝土有损检测法之一混凝土有
2、损检测法之一 -拔出法拔出法混凝土有损检测方法混凝土有损检测方法h4 拔出法测强是检测构件表层混凝土的抗拉力与抗剪力,以此推断拔出法测强是检测构件表层混凝土的抗拉力与抗剪力,以此推断混凝土抗压强度的一种测试方法。混凝土抗压强度的一种测试方法。资料表明拔出力与抗压强度之间有良好的相互关系,其相关系数资料表明拔出力与抗压强度之间有良好的相互关系,其相关系数可达可达0.950.95以上。以上。混凝土有损检测方法混凝土有损检测方法h5混凝土有损检测方法混凝土有损检测方法h6局限性:局限性:1、拔出锚杆时,锚杆环向混凝土的胀力大,所以这种方法只适、拔出锚杆时,锚杆环向混凝土的胀力大,所以这种方法只适用于
3、体积较大的混凝土构件,不宜在梁、柱小截面构件上应用;用于体积较大的混凝土构件,不宜在梁、柱小截面构件上应用;2、必须预先有进行拉拔试验的打算,按计划布置测点和预埋锚固件;、必须预先有进行拉拔试验的打算,按计划布置测点和预埋锚固件;3、由于拔出试验拔出深度较浅,一般在、由于拔出试验拔出深度较浅,一般在2040mm之间,不能之间,不能反映内部混凝土的质量;反映内部混凝土的质量;4 4、属于从一个物理量来推定另一个物理量的方法,必须在建、属于从一个物理量来推定另一个物理量的方法,必须在建筑物修建时或运行后取芯标定方程式。筑物修建时或运行后取芯标定方程式。混凝土有损检测方法混凝土有损检测方法h7 把一
4、圆形钢制拉剥盘,用环氧树脂粘接剂粘到处于试验条件把一圆形钢制拉剥盘,用环氧树脂粘接剂粘到处于试验条件下的混凝土表面上。当环氧树脂粘接剂硬化后,慢慢地增加拉剥下的混凝土表面上。当环氧树脂粘接剂硬化后,慢慢地增加拉剥盘上的拉力。通过拉剥试验,计算出混凝土的抗拉强度。盘上的拉力。通过拉剥试验,计算出混凝土的抗拉强度。混凝土有损检测方法混凝土有损检测方法混凝土有损检测法之二混凝土有损检测法之二 -拉剥试验法拉剥试验法h8 用拉拔试验和相应的立方体试块或圆柱体试块抗压试验的基础上所得用拉拔试验和相应的立方体试块或圆柱体试块抗压试验的基础上所得到的测强曲线,就能对等效的立方体或圆柱体试块的强度作出可靠估计
5、。到的测强曲线,就能对等效的立方体或圆柱体试块的强度作出可靠估计。可以方便地进行现场测量,拉剥试验是混凝土抗拉强度的一个直接度可以方便地进行现场测量,拉剥试验是混凝土抗拉强度的一个直接度量方法,试验造成的破损轻微,无需考虑因试验造成的损坏。还可以测出量方法,试验造成的破损轻微,无需考虑因试验造成的损坏。还可以测出新老混凝土强度。新老混凝土强度。h9 在结构物上直接钻取混凝土试样进行压力检测,测得的在结构物上直接钻取混凝土试样进行压力检测,测得的强度值能真实反映结构混凝土的质量。强度值能真实反映结构混凝土的质量。费用较高,因此国内外都主张把钻芯法与其它非破损方费用较高,因此国内外都主张把钻芯法与
6、其它非破损方法结合使用,一方面利用非破损法来减少钻心的数量,另法结合使用,一方面利用非破损法来减少钻心的数量,另一方面又利用钻芯法来提高非破损法的可靠性。一方面又利用钻芯法来提高非破损法的可靠性。最准确、最直关;最准确、最直关;对原混凝土结构整体性、完整性造成破坏;对原混凝土结构整体性、完整性造成破坏;同时可以发现混凝土施工时的缺陷。同时可以发现混凝土施工时的缺陷。混凝土有损检测方法混凝土有损检测方法混凝土有损检测法之三混凝土有损检测法之三 -钻芯法钻芯法h10适用范围:适用范围:1 1、对试块、对试块 抗压强度测试结果有怀疑时;抗压强度测试结果有怀疑时;2 2、因材料、施工或养护不良而发生质
7、量问题时;、因材料、施工或养护不良而发生质量问题时;3 3、混凝土遭受冻害、火灾、化学侵蚀或其他损害时;、混凝土遭受冻害、火灾、化学侵蚀或其他损害时;4 4、需检测经多年使用的建筑结构或建筑物中混凝土强度、需检测经多年使用的建筑结构或建筑物中混凝土强度时。时。h11混凝土有损检测方法混凝土有损检测方法h12混凝土有损检测方法混凝土有损检测方法h13测试步骤:钻取芯样、芯样加工、芯样试压和强度评定测试步骤:钻取芯样、芯样加工、芯样试压和强度评定1、钻取芯样、钻取芯样 芯样直径不宜小于骨料最大粒径的芯样直径不宜小于骨料最大粒径的3倍,最小不得小于骨料粒径的倍,最小不得小于骨料粒径的2倍,倍,并规定
8、以直径并规定以直径100mm和和150mm作为抗压强度的标准芯样试件;作为抗压强度的标准芯样试件;2、芯样加工、芯样加工 用锯切机加工成规定的芯样试件。规程规定的芯样试件长度与直径之比用锯切机加工成规定的芯样试件。规程规定的芯样试件长度与直径之比为为12,并以长径比,并以长径比1作为标准,当长径比为其它数值时,强度须修正。作为标准,当长径比为其它数值时,强度须修正。3、芯样试压、芯样试压 芯样试件的抗压试验按照现行国家标准中立方体试块抗压试验方法进行,芯样试件的抗压试验按照现行国家标准中立方体试块抗压试验方法进行,混凝土抗压强度按下式计算:混凝土抗压强度按下式计算:混凝土有损检测方法混凝土有损
9、检测方法h1424dFfccuccuf混凝土芯样试件抗压强度换算值混凝土芯样试件抗压强度换算值;F芯样试件抗压试验测得的破坏荷载;芯样试件抗压试验测得的破坏荷载;d芯样试件的平均直径;芯样试件的平均直径;不同长径比芯样试件不同长径比芯样试件4、强度评定、强度评定 混凝土强度的评定根据检测的目的分为以下情况:一种是了解某个最混凝土强度的评定根据检测的目的分为以下情况:一种是了解某个最薄弱部位的混凝土强度,以该部位芯样强度的最小值作为混凝土的评定薄弱部位的混凝土强度,以该部位芯样强度的最小值作为混凝土的评定值。第二种是单个构件的强度评定,当芯样数量较少时,取其中较小的值。第二种是单个构件的强度评定
10、,当芯样数量较少时,取其中较小的芯样强度作为混凝土强度评定值。芯样强度作为混凝土强度评定值。混凝土有损检测方法混凝土有损检测方法h15 利用发射枪对准混凝土表面发射子弹,弹内火药燃烧释放出来利用发射枪对准混凝土表面发射子弹,弹内火药燃烧释放出来的能量推动钢钉高速进入混凝土中,一部分能量消耗于钢钉与混凝的能量推动钢钉高速进入混凝土中,一部分能量消耗于钢钉与混凝土之间的摩擦,另一部分能量由于混凝土受挤压、破碎而被消耗。土之间的摩擦,另一部分能量由于混凝土受挤压、破碎而被消耗。测量钢钉外露部分的长度即可确定混凝土的贯入阻力。通过试测量钢钉外露部分的长度即可确定混凝土的贯入阻力。通过试验建立贯入阻力与
11、混凝土强度的经验关系式。验建立贯入阻力与混凝土强度的经验关系式。混凝土有损检测方法混凝土有损检测方法混凝土有损检测法之四混凝土有损检测法之四 -射钉法射钉法h16混凝土耐久性的检测混凝土耐久性的检测 在自然界的各种物理、化学因素作用下,混凝土的性能受在自然界的各种物理、化学因素作用下,混凝土的性能受到影响并随着时间的推移可能发生各种损坏。这种时间的渐进到影响并随着时间的推移可能发生各种损坏。这种时间的渐进损坏过程可称之为损坏过程可称之为“老化老化”。而性能与环境不同的混凝土抵抗而性能与环境不同的混凝土抵抗“老化老化”的能力也有异,的能力也有异,这种能力就是这种能力就是混凝土的耐久性混凝土的耐久
12、性。引起混凝土结构耐久性下降的主要原因有:混凝土结构引起混凝土结构耐久性下降的主要原因有:混凝土结构裂缝的出现、混凝土的碳化、有害介质的侵蚀、碱裂缝的出现、混凝土的碳化、有害介质的侵蚀、碱-骨料反骨料反应、冻融循环、钢筋的锈蚀。应、冻融循环、钢筋的锈蚀。混凝土耐久性检测混凝土耐久性检测h17混凝土耐久性检测的内容混凝土耐久性检测的内容1 1、混凝土碳化深度的测定;、混凝土碳化深度的测定;2 2、钢筋位置(保护层厚度)及钢筋锈蚀程度的测定;、钢筋位置(保护层厚度)及钢筋锈蚀程度的测定;3 3、特殊腐蚀物质侵入深度及含量的测定;、特殊腐蚀物质侵入深度及含量的测定;4 4、混凝土腐蚀层深度的测定;、
13、混凝土腐蚀层深度的测定;5 5、构件所处环境情况的调查及环境中特殊腐蚀性物质、构件所处环境情况的调查及环境中特殊腐蚀性物质的种类等情况的调查及测定。的种类等情况的调查及测定。混凝土耐久性检测混凝土耐久性检测h18混凝土碳化机理混凝土碳化机理 混凝土的碳化:指混凝土的碳化:指混凝土混凝土 硬化后其表面与空气中的硬化后其表面与空气中的CO2作用,使混凝作用,使混凝土中的水泥水化生成的产物土中的水泥水化生成的产物Ca(OH)2生成生成CaCO3,并使,并使混凝土孔隙溶液混凝土孔隙溶液pH值降低值降低。为防止钢筋产生锈蚀的表面钝化膜,只能在碱性的环境下才能稳定的为防止钢筋产生锈蚀的表面钝化膜,只能在碱
14、性的环境下才能稳定的存在,当混凝土孔隙溶液碱度降低时,这层钝化膜也随之分解,失去了存在,当混凝土孔隙溶液碱度降低时,这层钝化膜也随之分解,失去了对钢筋的屏障作用,在电化学反应的作用下,钢筋表面逐渐反应生成对钢筋的屏障作用,在电化学反应的作用下,钢筋表面逐渐反应生成Fe(OH)3,导致钢筋锈蚀。,导致钢筋锈蚀。因此不难看出:因此不难看出:碳化引起钢筋锈蚀的先决条件是碳化深度超过钢筋保碳化引起钢筋锈蚀的先决条件是碳化深度超过钢筋保护层的厚度。护层的厚度。OHCOCCOOHCaOHa23222)(OHOnHySiOCOxCnCOySiOOxCaOHa2223222 混凝土耐久性检测混凝土耐久性检测h
15、19混凝土的碳化主要包括三个过程:混凝土的碳化主要包括三个过程:(1 1)化学反应过程。混凝土的化学反应过程进行较慢,)化学反应过程。混凝土的化学反应过程进行较慢,反应的速度主要取决于反应的速度主要取决于COCO2 2的浓度和混凝土可碳化物质的含量,的浓度和混凝土可碳化物质的含量,其中混凝土中可碳化物质的含量又受到水泥品种、水泥用量其中混凝土中可碳化物质的含量又受到水泥品种、水泥用量及水化程度等因素的影响。及水化程度等因素的影响。(2 2)二氧化碳等在混凝土中的扩散速度。该速度取决于混)二氧化碳等在混凝土中的扩散速度。该速度取决于混凝土的孔隙结构。混凝土的孔隙结构主要受混凝土水灰比的凝土的孔隙
16、结构。混凝土的孔隙结构主要受混凝土水灰比的影响。影响。(3 3)氢氧化钙的扩散。氢氧化钙可在孔隙的表面扩散,其)氢氧化钙的扩散。氢氧化钙可在孔隙的表面扩散,其速度取决于混凝土的含水率和氢氧化钙浓度的梯度。速度取决于混凝土的含水率和氢氧化钙浓度的梯度。混凝土耐久性检测混凝土耐久性检测h20混凝土碳化深度的测量混凝土碳化深度的测量 在选定的混凝土检测位置上凿孔,测孔的直径为在选定的混凝土检测位置上凿孔,测孔的直径为1225mm1225mm,视碳化深度的大小而定,将孔内清扫干净后,向,视碳化深度的大小而定,将孔内清扫干净后,向孔内喷洒孔内喷洒1%1%浓度的酚酞试液。浓度的酚酞试液。喷洒酚酞试液后,为
17、碳化的混凝土变为红色,已碳化的喷洒酚酞试液后,为碳化的混凝土变为红色,已碳化的混凝土不变色,测量变色混凝土前缘至构件表面的垂直距离混凝土不变色,测量变色混凝土前缘至构件表面的垂直距离即为混凝土碳化深度。即为混凝土碳化深度。混凝土耐久性检测混凝土耐久性检测h21混凝土耐久性检测混凝土耐久性检测h22碳化速度的主要影响因素碳化速度的主要影响因素 上述三个过程,均与混凝土的含水量及其周围介质的相对上述三个过程,均与混凝土的含水量及其周围介质的相对湿度有关,二氧化碳在混凝土中的扩散速度最慢,它决定了湿度有关,二氧化碳在混凝土中的扩散速度最慢,它决定了混凝土的含水率和氢氧化钙的速度以及它的分层特性。混凝
18、土的含水率和氢氧化钙的速度以及它的分层特性。混凝土自身的密实度和其所处的环境条件,主要包括大混凝土自身的密实度和其所处的环境条件,主要包括大气中二氧化碳气中二氧化碳 浓度和相对湿度。二氧化碳的浓度越高,碳浓度和相对湿度。二氧化碳的浓度越高,碳化越快,当大气相对湿度为化越快,当大气相对湿度为50%左右时,碳化越快,湿度过左右时,碳化越快,湿度过高或低都会阻碍碳化的发展。高或低都会阻碍碳化的发展。混凝土耐久性检测混凝土耐久性检测h23混凝土渗水性混凝土渗水性 基本原理:基本原理:在混凝土表面施加压力,用水的渗透性来评价混凝土的表面情在混凝土表面施加压力,用水的渗透性来评价混凝土的表面情况。可测量混
19、凝土表面的孔隙率和渗透性,还可以检测防水保况。可测量混凝土表面的孔隙率和渗透性,还可以检测防水保护层的施工质量。护层的施工质量。混凝土耐久性检测混凝土耐久性检测h24混凝土耐久性检测混凝土耐久性检测h25混凝土的氯离子侵蚀机理混凝土的氯离子侵蚀机理 当混凝土中含有氯离子(当混凝土中含有氯离子(clcl1 1)时,即使混凝土的碱度)时,即使混凝土的碱度较高,钢筋周围的混凝土尚未碳化,钢筋也会出现锈蚀。较高,钢筋周围的混凝土尚未碳化,钢筋也会出现锈蚀。这是因为氯离子的半径小,活性大,具有很强的穿透这是因为氯离子的半径小,活性大,具有很强的穿透钝钝化膜的能力,氯离子吸附在膜结构有缺陷的地方,使难溶的
20、化膜的能力,氯离子吸附在膜结构有缺陷的地方,使难溶的氢氧化铁变成易容的氧化铁,致使钢筋表面的钝化膜局部破氢氧化铁变成易容的氧化铁,致使钢筋表面的钝化膜局部破坏。钝化膜破坏后,露出的金属便是活化钝化原电池的阳坏。钝化膜破坏后,露出的金属便是活化钝化原电池的阳极。极。由于活化区小,钝化区大,构成一个大阴极、小阳极的由于活化区小,钝化区大,构成一个大阴极、小阳极的活化钝化电池,钢筋就产生所谓的坑蚀现象。活化钝化电池,钢筋就产生所谓的坑蚀现象。混凝土耐久性检测混凝土耐久性检测h26进入混凝土中的氯离子主要有两个来源:进入混凝土中的氯离子主要有两个来源:1 1、施工过程中掺加的防冻剂等,内掺型;、施工过
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