結構試驗(第六章)

1、第6章結構非破損檢驗與建筑物可靠性鑒定 6.1 概述 一、破損檢測 對構件或結構施加所需的作用（荷載），測量所需的參數。優(yōu)點：準確缺點：費工費時，局部，有時荷載（水平地震力）不易實現一般進行抽樣檢測驗證或重點部位（可用前面幾章所講的方法進行）二、非破損檢測 在不破壞（或微破壞）結構構件材料內部結構，不影響結構整體工作性能和不危及結構安全情況下，利用和依據物理的力、聲、光、磁、射線等原理，技術和方法，測定與結構材料性能相關的各物理量，并依次推定結構構件材料的強度和內部缺陷。優(yōu)點：省工省時，全面（可進行大面積檢測）比較反映實際（試塊與結構養(yǎng)護條件不一致強度必有誤差），不破壞結構缺點：物理量結構材料

2、相關關系的誤差 理論計算實際承載力之間的誤差有一定的誤差v檢測對象混凝土鋼材砌體采用非破損檢測的原因1 評定結構構件質量1）對有爭議的結構構件進行評定爭議：試塊質量缺乏代表性（明顯與實際結構不一致）試塊數量不夠，沒有留試塊2）給出受災后（火、凍、化學侵蝕等）構件材料的強度2 加強施工管理，控制施工進度對拆模，滑模、吊裝、張拉等工序提供現場實際強度3 為改建，擴建，維修提供設計依據。診斷已建結構的承載 力和耐久性。評定已建結構的可靠度等級及估算剩余壽 命6.2 混凝土結構的非破損檢測 1、非破損檢測：尋找不損傷砼又與砼強度有關系的物理量，在構件上測量物理量與砼強度的關系，推算砼強度的換算值，一部

3、推斷砼強度的標準值。 方法有：回彈法、超聲法、射線法等。 2、半破損法（局部微破損法）；在不顯著影響結構構件承載能力為前提，直接在結構構件進行局部小范圍破壞性試驗，根據試驗值與混凝土強度之間的相關關系，換算砼強度的測試值?；蛑苯釉陧艠嫾先?，試樣在試驗室進行強度試驗，據此推斷砼強度的標準值。 方法有：鉆芯法、拔出法、刻痕法、射擊法等。 3、破損法：砼結構構件實體受到破壞方法有：荷載試驗法、振動破壞試驗法、實體解體測定法等。 v6.2.1 混凝土強度檢測v1。回彈法v （1）原理通過測定混凝土表面硬度，確定混凝土的強度。v （2）儀器：v 混凝土回彈儀用一個標準質量重錘，在標準動力推動下，撞擊

4、被測物體表面，根據重錘回彈能量的大小，確定被測物體的硬度。建立硬度與強度關系v 當重錘撞擊混凝土表面后，混凝土表面局部發(fā)生塑性變形，一部分動能被混凝土吸收，另一部分回傳給重錘，使重錘回彈。據此利用回彈高度可間接反映混凝土的表面硬度，并建立與混凝土強度之間的關系。一般硬度低，塑性變形大，吸收能量多，回傳給重錘的能量少，重錘回彈高度小，儀器的數值小，強度也低?；蛘叻粗?。v回彈儀的構造v回彈法的影響因素：v 通過研究發(fā)現，回彈法的影響因素很多。有：水泥品種及標號、水泥用量、沙子種類、石子粒徑、外加劑、配比、成型方法，這些因素影響不顯著，不予修正。成型面、模板、測試角度、齡期、養(yǎng)護方法、濕度等，這些因

5、素影響顯著，回彈值要修正。石子種類的影響正在研究。這些因素對回彈值與砼立方體強度的關系應享有不一致，有的對強度有影響，但對回彈值影響又不顯著，有的對回彈值有影響，但對強度影響又不明顯。所以這個原因決定了：v第一、強度與回彈值之間的關系無法用理論推算，只能過大量的試驗進行，進行數理統(tǒng)計，得到回歸公式v第二、因為是統(tǒng)計回歸公式，回彈法得到的強度與實際強度之間一定存在誤差，要用試塊或取芯找出誤差大小。 v（4）回彈儀的使用vA、儀器率定在標準鋼錠上，回彈儀回彈值802。vB、構件上劃分測區(qū)，一個構件10個測區(qū)，測區(qū)面積20 20CmvC、每個測區(qū)用儀器彈16次（即16個數值）。v （5）回彈數據處理

6、vA、計算測區(qū)回彈值 vB、修正回彈值Rmv 1、儀器的測試角度的修正（儀器水平使用不修正）v 2、澆注面的修正（澆注側面不修正）先修角度，后修澆注面v 3、碳化深度修正v （6）砼的碳化v 10110iimRR（去掉三個最大值和三個最小值）OHCaCOCOOHCa2322)(氫氧化鈣碳酸鈣v利：提高砼的密實度，從而提高砼的強度。v弊：鋼筋在堿性物質氫氧化鈣中不生銹，在中性的碳酸鈣v 與水作用，會銹蝕。（強調保護層的目的）v （7）碳化深度的測試方法v 在砼構件鑿大于碳化深度的孔洞，用1%的酚酞酒精滴在孔洞中，用尺子量不變色的深度。測區(qū)平均碳化深度dmv (8)測區(qū)混凝土強度換算值v這是全國統(tǒng)

7、一公式，可根據Rm 和dm 查表。提倡采用地區(qū)公式和專用公式。nddnim1mdmcicuRf0358. 00108. 2,1002497. 0v2.超聲脈沖法v （1）原理v利用混凝土抗壓強度聲波在砼中傳播參數（聲速，波形波幅衰減）的關系。v （2）檢測系統(tǒng)v（3）檢測儀器v 非金屬超聲檢測分析儀v （4）檢測方法v （與回彈法大致相同），每個測區(qū)三個測點v （5）數據處理v A、聲速的計算 B、聲速的修正 當測試面在澆注面的頂部和底部時 Va =V =1.034 (6) 測區(qū)砼強度的換算值 v 3321ttttmmtLV BVccuAefBccuAVf2CVBVAfccuv3?；貜棾暰C合

8、法v （1）原理v 回彈法的回彈值反映砼的彈性和部分塑性性質，但只能反映3cm距離的砼。聲速反映材料的彈性性質，同時穿透砼的內部。但其數據受操作的影響，離散性大，相關性不強。兩種方法結合使用可各自取長補短，減小單一方法的誤差。v （2）儀器v 回彈儀+超聲波儀v （3）測試方法和數據處理v 與回彈法和超聲法基本相同，先回彈后超聲。v （4）測區(qū)砼強度換算值v 59. 172. 195. 123. 1008. 0038. 0maccumaccuRVfRVf全國統(tǒng)一公式卵石砼碎石砼卵石砼碎石砼北京地區(qū)專用公式 4、取芯法 （1）設備 鉆芯機 （2）芯樣 數量：一個構件23個，芯樣直徑(2-3）倍骨

9、料最大 粒徑 。（100mm,150mm), 高徑比（h/d)=1-2 （3）芯樣強度 （4）優(yōu)缺點 強度值 準確可靠。對構件有損傷，不能大面積檢測 96.175.181.191.1001953.000234.0maccumaccuRVfRVf24dFfccu-高徑比修正系數（查表）v5.拔出法v （1）原理：v 利用砼的抗拔力（實際是砼的抗拉強度）與砼的抗v 壓強度的關系。v v（2）方法v （3）設備v 手動油壓拉拔儀v 把金屬錨固件預埋或后安裝在砼內，利用拉拔儀將v 其拔出，并測出拔出力，推算砼的抗壓強度。v v 預埋法（LOK)法后裝法（CAPO)法（4）測試要求：A、每個構件3個測點

10、，測點宜在側面和受力較大及薄弱處B、測點間距10h(錨固件深度）8 . 559. 1FfecuF-拔出力C、砼強度換算值v6. 2.2 混凝土破損及內部缺陷檢測v 環(huán)境溫濕度和受力產生的裂縫v破損v 化學、凍融、火災引起的損傷v 蜂窩v 麻面 內部缺陷 孔洞 施工或技術管理不善引起 內部疏松 裂縫 檢測方法： 超聲法用低頻超聲檢測儀，通過脈沖信號在砼中的傳播速度、波形、振幅、頻率等變化判定缺陷及破損。v1?；炷亮芽p的檢測v （1）淺裂縫檢測（深度500mm)，主要測深度v 方法：單面平測法，斜測法。v 平測法（適用于只有一個可測表面）1)(22ttLdcc dc-裂縫深度(mm)t,tc-測

11、距為L時不跨縫、 跨縫平測的聲時值（S）L-平測時超聲傳播距離（mm)或兩個探頭之間的距離v（2）深裂縫檢測 深度500mm 檢測方法：鉆孔對測 檢測參數：聲時波幅 v2、混凝土內部空洞缺陷的檢測v 對測法（構件有兩個相互平行的測試面）v測試方法 對測與斜測結合（只有一對相互平行測試面v 鉆孔法（測距過大）v測試參數：聲時、波幅、主頻、測距。v3、混凝土表層損傷的檢測v 損傷原因：凍害、高溫、化學腐蝕等v測試方法：6. 2.3 混凝土結構鋼筋檢測v檢測內容：鋼筋品種、位置、直徑、保護層厚度v一、 品種：v 1、查圖，施工資料。如無資料，可調查建筑物建造年代，使用的規(guī)范等，來估計鋼筋品種v2?，F

12、場取樣，進行力學和化學成分試驗。v二、鋼筋位置（保護層）的檢測v儀器：鋼筋位置測試儀v原理：電磁感應v 砼帶弱磁，鋼筋強磁。沒有鋼筋的v砼是一個均勻磁場，配鋼筋后，使v磁力線集中于鋼筋。儀器探頭通過v交流電后產生磁場。由于鋼筋存在v電壓電流相位都有改變并與直徑位置有函數關系v目前，這種儀器測保護層不太大，配筋稀疏的第一排縱筋的位置保護層效果較好。第二排鋼筋效果較差。v 精確量測或修正，可鑿開構件的邊角。v目前隨著技術的發(fā)展，不斷出現新的量測儀器v這是國產的鋼筋位置測定儀可測砼的保護層厚度、鋼筋位置、估測鋼筋直徑、顯示鋼筋分布鋼筋銹蝕的檢測v1。銹蝕機理v 水泥中的氫氧化鈣具有強堿性，鋼筋在堿性

13、物質中表面會形成一層鈍化膜，加上保護層厚度，會使鋼筋免遭腐蝕。構件投入使用后，因為砼材料的多孔性和環(huán)境中的酸性介質，通過擴散逐漸侵入砼內，使PH值不斷降低，一旦鋼筋附近的PH值降到11.5左右，鈍化膜便遭破壞，鋼筋可能發(fā)生銹蝕。v 鋼筋的鈍化膜破壞后，發(fā)生銹蝕還要有兩個條件：水和溶解在水中的氧。這三個條件具備后，鋼筋就發(fā)生電化學反應。v 陽極區(qū)v陰極區(qū)v隨后v氫氧化鐵進一步形成（Fe（OH）3 3H2O）（紅銹）322222222)(42)(4)()(2)(4422OHFeOHOOHFeOHFeOHFeOHeOOHeFeFev在相同的環(huán)境中，保護層越厚、越密實，所需碳化時間越長，鋼筋銹蝕程度越

14、輕，同時抵抗銹脹開裂的能力也越強。角部鋼筋同時受兩個方向腐蝕介質的侵蝕，銹蝕速度比中部鋼筋要快一些?？諝庀鄬穸仍?060%時，會引發(fā)電化學侵蝕。砼中的PH值大于10，鋼筋銹蝕速度很小，但一旦小于4，銹蝕速度急劇增加。砼中氯離子（Cl） 含量對鋼筋銹蝕影響很大，一般氯鹽的摻量應小于1%水泥重量（防凍劑）。處于潮濕環(huán)境中的鋼筋砼構件，當橫向裂縫寬度達到0.2mm時，可引起內部鋼筋銹蝕。而且開列與銹蝕相互作用。v2、檢測儀器： 3、測試原理： 鋼筋銹蝕測定儀 自然電位法 6.3 砌體結構的檢測與鑒定v 砌體結構是由塊材和砂漿組砌而成的整體材料。所以對砌體結構的檢測方法有兩類：v 一、對塊材和砂漿分別進行強度試驗，用規(guī)范中的公式v 計算得到砌體強度。（間接測定法）v 二、對砌體結構整體進行強度試驗。（原位測定法）v6.3.1 砂漿強度的檢測方法v1、回彈法v 儀器：輕型回彈儀v 方法：基本同砼v2、推出法v 原理對某一頂磚施加水平推力，磚將沿灰縫推出，水平極限力的大小，反映砂漿的抗剪強度。而抗剪強度與砂漿的立方強度有相關關系v3.其他方法v砂漿檢測目前還有其他方法：點荷法、筒壓法、射釘法、砂漿灌入法、砂漿片剪切法等v砌體強度原位測定法v 可同時反映砌筑質量。v1、扁頂法v測量砌體的抗壓強度v儀器：扁式液壓加載器v2、原位軸壓法v