《建筑结构检测》无损检测课件.ppt
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- 建筑结构检测 建筑结构 检测 无损 课件
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1、 第十章第十章 无损检测技术无损检测技术【教学基本要求】【教学基本要求】通过本章学习应掌握或了解如下内容:通过本章学习应掌握或了解如下内容:1、掌握回弹法检测混凝土强度;、掌握回弹法检测混凝土强度;2、掌握超声、掌握超声-回弹综合法检测混凝土强度;回弹综合法检测混凝土强度;3、了解混凝土结构的局部破损检测、了解混凝土结构的局部破损检测4、了解混凝土结构的无损探伤、了解混凝土结构的无损探伤【学【学 习习 重重 点】点】1、回弹法检测混凝土强度;、回弹法检测混凝土强度;2、超声回弹综合法检测混凝土强度;、超声回弹综合法检测混凝土强度;101 101 回弹法检测混凝土强度回弹法检测混凝土强度 回弹法
2、回弹法就是指用一弹簧驱动的重锤,通过弹击传力杆,弹就是指用一弹簧驱动的重锤,通过弹击传力杆,弹击混凝土表面,以回弹值(反弹距离与弹簧初始长度之比)测击混凝土表面,以回弹值(反弹距离与弹簧初始长度之比)测量混凝土表面硬度,由此推定混凝土强度的一种方法。量混凝土表面硬度,由此推定混凝土强度的一种方法。常用的回弹仪有三类:常用的回弹仪有三类:冲击能量为冲击能量为30Nm30Nm的大型的大型(M(M型型)回弹仪,主要用于大型构筑回弹仪,主要用于大型构筑物、道路等混凝土工程强度的测定;物、道路等混凝土工程强度的测定;冲击能量为冲击能量为2.25Nm2.25Nm的中型的中型(N(N型型)回弹仪,主要用于厚
3、度为回弹仪,主要用于厚度为1010一一80cm80cm的普通混凝土构件强度的测定;的普通混凝土构件强度的测定;冲击能量为冲击能量为0.75Nm0.75Nm的小型的小型(L(L型型)回弹仪,主要用于轻质混回弹仪,主要用于轻质混凝土、强度等级低于的混凝土和薄壁混凝土构件强度的测定。凝土、强度等级低于的混凝土和薄壁混凝土构件强度的测定。一、基本原理和技术一、基本原理和技术 回弹仪的构造如图回弹仪的构造如图61所示。使用时,先轻压一所示。使用时,先轻压一下弹击杆,使按钮松开,让弹击杆徐徐伸出,并使挂下弹击杆,使按钮松开,让弹击杆徐徐伸出,并使挂钩挂上弹击锤;再将回弹仪对混凝土表面缓慢均匀施钩挂上弹击锤
4、;再将回弹仪对混凝土表面缓慢均匀施压,待弹击锤脱钩冲击弹击杆后,弹击锤即带动指压,待弹击锤脱钩冲击弹击杆后,弹击锤即带动指针向后移动直至达到一定位置,指针块的刻度线即在针向后移动直至达到一定位置,指针块的刻度线即在刻度尺上指示某一回弹值。刻度尺上指示某一回弹值。100HyR 使用前,在洛氏硬度使用前,在洛氏硬度HRC为为602的钢砧上,回弹仪的率定的钢砧上,回弹仪的率定值应为值应为802!当回弹仪水平方向放置,且弹击杆垂直于测试当回弹仪水平方向放置,且弹击杆垂直于测试面弹击时,测得的回弹值面弹击时,测得的回弹值R与弹击印痕的直径与弹击印痕的直径d之间之间有下式关系:有下式关系:lglg4lgR
5、kd或或 4Rkd 式中式中K-试验系数。试验系数。印痕的直径愈小,说明混凝土表面的硬度愈大,印痕的直径愈小,说明混凝土表面的硬度愈大,其相应的回弹值也愈高。混凝士的表面硬度与其抗压其相应的回弹值也愈高。混凝士的表面硬度与其抗压强度有一致性的变化关系,因此回弹值强度有一致性的变化关系,因此回弹值R的大小反应的大小反应了混凝土抗压强度的大小,其统计相关的数学关系式了混凝土抗压强度的大小,其统计相关的数学关系式有:有:ccufabRcbcufaR式中式中 混凝土强度换算值;混凝土强度换算值;a,b 试验常数,由解联立方程确定。试验常数,由解联立方程确定。ccuf试样试样的测区:的测区:用于抽样推定
6、的结构或构件随机抽取用于抽样推定的结构或构件随机抽取的数量不少于结构或构件总数的的数量不少于结构或构件总数的30,且不少于,且不少于10件。件。每一试样的测区应符合下述要求:每一试样的测区应符合下述要求:(I)每一测区的大小一般约为每一测区的大小一般约为400cm2;从每一个测;从每一个测区测取区测取16个回弹值,剔除个回弹值,剔除3个最大值和个最大值和3个最小值,将个最小值,将余下的余下的10个回弹值按下式计算测区平均回弹值。个回弹值按下式计算测区平均回弹值。10m1R/10iiR式中式中 一第一第i个测点的回弹值。个测点的回弹值。iR (2)长度不小于长度不小于3m的每一试样的测区数应不少
7、于的每一试样的测区数应不少于10个,长度小于个,长度小于3m且高度低于且高度低于0.5m的试件,其测区数不的试件,其测区数不应少于应少于5个。测区宜选在混凝土浇筑的侧面,且在两相个。测区宜选在混凝土浇筑的侧面,且在两相对侧面交错对称布置。对侧面交错对称布置。(3)相邻两测区的间距不宜大于相邻两测区的间距不宜大于2m,相邻两测点的,相邻两测点的问距一般不小于问距一般不小于2cm,测点距结构或构件边缘或外露,测点距结构或构件边缘或外露钢筋、铁件的距离一般不小于钢筋、铁件的距离一般不小于3cm。(4)测区表面平整、干燥、清洁,在测区上均匀分布测区表面平整、干燥、清洁,在测区上均匀分布测点,同一测点只
8、允许弹击一次。测点,同一测点只允许弹击一次。对于体积小、刚度差或测试部位厚度小于对于体积小、刚度差或测试部位厚度小于10cm的的试件,应设置支撑固定,确保无测试颤动后,才能采试件,应设置支撑固定,确保无测试颤动后,才能采用回弹法。用回弹法。aamamRRRRma回弹仪与水平方向成角测回弹仪与水平方向成角测试时测区的平均回弹值;试时测区的平均回弹值;Raa不同测试角度的回弹修正不同测试角度的回弹修正值。值。1、回弹仪测试方向、回弹仪测试方向:2、不同浇筑面的回弹值修正值、不同浇筑面的回弹值修正值如果测试时回弹如果测试时回弹仪既不是水平方仪既不是水平方向而测区又不是向而测区又不是混凝土的浇筑侧混凝
9、土的浇筑侧面,则应对回弹面,则应对回弹值先进行角度修值先进行角度修正,然后再进行正,然后再进行浇筑面的修正。浇筑面的修正。测定碳化深度值时,可用钻、凿子等合适的工具在测区表面形测定碳化深度值时,可用钻、凿子等合适的工具在测区表面形成直径约为成直径约为15mm的孔洞其深度的孔洞其深度略大干略大干混凝土的碳化深度,然后混凝土的碳化深度,然后用毛刷除去孔洞中的用毛刷除去孔洞中的粉末和粉末和碎屑,并立即用浓度为碎屑,并立即用浓度为1的酚酞酒精的酚酞酒精溶液洒溶液洒在孔洞在孔洞内壁的边缘处,再用钢卡尺测量自混凝土表面内壁的边缘处,再用钢卡尺测量自混凝土表面至深部至深部不变色不变色(未碳化部分变成紫红色未
10、碳化部分变成紫红色)、有代表性交界处的垂直距离、有代表性交界处的垂直距离l-2次,次,该距离即为混凝土的碳化深度值。该距离即为混凝土的碳化深度值。测区的平均碳化深度值按下式计算:测区的平均碳化深度值按下式计算:1niimddn式中式中 :第第i次测量的碳化深度值次测量的碳化深度值(mm);n:一测区的碳化深度测量次数。一测区的碳化深度测量次数。按上式计算出的平均碳化深度值如小于或等于按上式计算出的平均碳化深度值如小于或等于0.5mm,则,则按无碳化处理;如等于或大于按无碳化处理;如等于或大于6mm,则按等于,则按等于6mm计算。计算。id3、混凝土、混凝土表面硬度的碳化深度表面硬度的碳化深度:
11、由于回弹法是以:由于回弹法是以反映表面反映表面硬度的硬度的回弹值来确定混凝土的强度,因此回弹值来确定混凝土的强度,因此必须考虑必须考虑影响混凝土表面硬度的影响混凝土表面硬度的碳化深度。混凝土在碳化深度。混凝土在硬化过程硬化过程中,表面的氧氧化钙与空气中的中,表面的氧氧化钙与空气中的二氧二氧化碳化碳起起化学作用化学作用,形成,形成碳酸钙碳酸钙的结硬层即碳化深度。的结硬层即碳化深度。4.测区的混凝土强度值。测区的混凝土强度值。混凝土的计算强度的回归分析式为:混凝土的计算强度的回归分析式为:式中式中A、B、C试验常数;试验常数;R、分别为回弹值和碳化深度。分别为回弹值和碳化深度。根据上式,可以建立地
12、区的专用测强曲线。如果没有根据上式,可以建立地区的专用测强曲线。如果没有制定该地区的专用测强曲线,可以查附录制定该地区的专用测强曲线,可以查附录v表,确定第表,确定第i个测区的混凝土强度值个测区的混凝土强度值 。10mCdcBcufARmd,ccu if测强曲线:测强曲线:通过一系列的大量试验建立的回弹值与混凝土强度通过一系列的大量试验建立的回弹值与混凝土强度之间的关系曲线根据制定曲线的条件和使用范围可以分为之间的关系曲线根据制定曲线的条件和使用范围可以分为三类:统一曲线、地区曲线和专用曲线三类:统一曲线、地区曲线和专用曲线(1)统一曲线)统一曲线,由全国有代表性的材料、成型、养护工艺配,由全
13、国有代表性的材料、成型、养护工艺配置的混凝土试块,通过大量的破损与非破损试验所建立适置的混凝土试块,通过大量的破损与非破损试验所建立适用于无地区曲线或无专用曲线时检测符合规定条件的混凝土用于无地区曲线或无专用曲线时检测符合规定条件的混凝土构件强度构件强度(2)地区曲线)地区曲线,由本地区常用的材料、成型、养护工艺配置,由本地区常用的材料、成型、养护工艺配置的混凝土试块,通过较多的破损与非破损试验所建立适用的混凝土试块,通过较多的破损与非破损试验所建立适用于无专用曲线时检测符合规定条件的混凝土构件强度于无专用曲线时检测符合规定条件的混凝土构件强度(3)专用曲线,)专用曲线,由与被测试件相同的材料
14、、成型、养护工艺由与被测试件相同的材料、成型、养护工艺配置的混凝土试块,通过一定数量的破损与非破损试验所建配置的混凝土试块,通过一定数量的破损与非破损试验所建立适用于检测与该构件相同条件的混凝土构件强度立适用于检测与该构件相同条件的混凝土构件强度 二、混凝土强度推定二、混凝土强度推定 1.试样混凝土的强度平均值按下式计算:试样混凝土的强度平均值按下式计算:,1ccunccu iiffmn式中式中 n:对于单个评定的结构或构件,取一个试样的:对于单个评定的结构或构件,取一个试样的测区数;对于抽样评定的结构或构件,取各抽检试样测区数;对于抽样评定的结构或构件,取各抽检试样测区数之和。测区数之和。2
15、.试件混凝土强度标准差按下式计算:试件混凝土强度标准差按下式计算:22,1()()1ccuccunccu ififfn mSn 3.结构或构件的混凝土强度推定值可按下列条件确定:结构或构件的混凝土强度推定值可按下列条件确定:(1)当结构或构件测区数少于当结构或构件测区数少于10个时,混凝土个时,混凝土强度推定值取该强度推定值取该构件各测区中最小混凝土强度换算值构件各测区中最小混凝土强度换算值 (2)当该结构或构件测区数不少于当该结构或构件测区数不少于10个或按批量检测时,个或按批量检测时,为了为了使保证率达到使保证率达到95,该批构件的混凝土强度推定值按下列公式计,该批构件的混凝土强度推定值按
16、下列公式计算:算:,minccuf,11.645cccucucu efffmS,min,2,min,11ccunccu ecuififmfn式中式中 :该批每个构件中最小的测区混该批每个构件中最小的测区混凝土强度换算值的平均值凝土强度换算值的平均值(MPa)(新规范)(新规范):第第t个构件中的最小测区混凝土个构件中的最小测区混凝土强度换算值强度换算值(MPa)(老规范)(老规范)m一批中抽取的构件数。一批中抽取的构件数。,minccufm,min,ccuif 按批抽检构件的混凝土推定强度上,取上两式计算的按批抽检构件的混凝土推定强度上,取上两式计算的较大较大值值。(老规范)(老规范)(3)对
17、于按批量检测的构件,当该批构件混凝土)对于按批量检测的构件,当该批构件混凝土强度标准差出现下列情况之一时,则该批构件应全部强度标准差出现下列情况之一时,则该批构件应全部按单个构件检测:按单个构件检测:当该批构件棍凝土强度平均值小于当该批构件棍凝土强度平均值小于25MPa时,时,;当该批构件混凝土强度平均值不小于当该批构件混凝土强度平均值不小于25MPa时,时,。大于大于60MPa或者小于或者小于10MPa时单独记录,表中查不时单独记录,表中查不出!出!4.5ccufSMPa5.5ccufSMPa42超声一回弹综合法检测混凝土强度超声一回弹综合法检测混凝土强度 超声一回弹法是指采用超声仪和回弹仪
18、,在混凝超声一回弹法是指采用超声仪和回弹仪,在混凝土同一测区分别测量声速值及回弹值,通过校准测强土同一测区分别测量声速值及回弹值,通过校准测强公式推算该测区混凝土的强度值。公式推算该测区混凝土的强度值。一、基本原理和技术一、基本原理和技术 混凝土强度换算值混凝土强度换算值 同超声仪声速同超声仪声速 和回弹仪回和回弹仪回弹值弹值Ra之间存在着正相关关系,之间存在着正相关关系,混凝土的强度越高,混凝土的强度越高,相应的超声声速也越高,回弹值也越高相应的超声声速也越高,回弹值也越高。回弹值反映。回弹值反映混凝土表层混凝土表层23cm深度的质量情况,声速反映混凝土深度的质量情况,声速反映混凝土内部密实
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