建筑結(jié)構(gòu)實驗指導(dǎo)書

《建筑結(jié)構(gòu)試驗》實驗指導(dǎo)書

2014.9

目錄

1、學(xué)生實驗守則

2、前言

3、試驗一無損檢測技術(shù)的參觀與操作練習(xí)

4、試驗二電阻應(yīng)變計的粘貼

5、試驗三靜態(tài)電阻應(yīng)變儀操作及橋路連接試驗

6、試驗四鋼筋混凝土簡支梁受彎試驗

7、試驗五結(jié)構(gòu)館MTS設(shè)備、振動臺及大型試驗參觀

學(xué)生實瞼守則

1.實驗前應(yīng)認(rèn)真按教師布置進(jìn)行預(yù)習(xí)，明確實驗?zāi)康?，要求，掌握實驗?nèi)容，方法和

步驟。

2.實驗前的準(zhǔn)備工作，經(jīng)指導(dǎo)教師或?qū)嶒灱夹g(shù)人員檢查，合格后方可進(jìn)行實驗。實

驗過程中認(rèn)真觀察各種現(xiàn)象，記錄實驗數(shù)據(jù)，不能馬虎的抄襲。實驗完畢必須整理好本組

實驗儀器，并經(jīng)指導(dǎo)教師或?qū)嶒灱夹g(shù)人員驗收后，方可離開。實驗后，認(rèn)真分析實驗結(jié)果,

正確處理數(shù)據(jù)，細(xì)心制作圖表，做好實驗報告。不符合要求者，應(yīng)重做。

3.實驗室內(nèi)必須保持安靜，不準(zhǔn)高聲喧嘩打鬧；不準(zhǔn)抽煙，隨地吐痰，亂拋紙悄雜

物，不準(zhǔn)做與實驗無關(guān)的事，不準(zhǔn)穿背心，褲衩，拖鞋（除規(guī)定須換專業(yè)拖鞋外）或赤腳

進(jìn)入實驗室。

4.必須嚴(yán)格遵守實驗制訂的各項規(guī)章制度，認(rèn)真招待操作規(guī)程。注意人身和設(shè)備安

全。

5.愛護(hù)國家財物。節(jié)約水電和藥品器材，不得動用他組的儀器，工具材料。凡損壞

儀器，工具者應(yīng)檢查原因，填寫報損單，并依照管理辦法賠償損失。

結(jié)構(gòu)工程中心實驗室

二零一四年九月

刖s

建筑結(jié)構(gòu)試驗是建筑結(jié)構(gòu)專業(yè)的一門技術(shù)基礎(chǔ)科學(xué)。做為一門課程其任務(wù)是通過介紹建筑結(jié)構(gòu)試

驗的基本測試技術(shù)和試驗方法，使學(xué)生獲得專業(yè)所必需的試驗基本技能，具備解決一般建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計

和施工中所遇到的結(jié)構(gòu)試驗和檢驗總是的能力，并對學(xué)生進(jìn)行科學(xué)研究試驗?zāi)芰Φ呐囵B(yǎng)，是工業(yè)與民

用建筑專業(yè)高級技術(shù)人材所必需的基本訓(xùn)練的一部分。學(xué)科的特點是理論面廣，住處量大，實踐性強(qiáng)。

因此，除了課堂試驗理論教學(xué)之外，試驗課是重要教學(xué)五一節(jié)之一。通過實驗，能更好地掌握試驗理

論和方法，鞏固和充實課堂教學(xué)效果，培養(yǎng)試驗技能，為將來在實際工作中進(jìn)行科學(xué)研究和結(jié)構(gòu)檢驗

打下基礎(chǔ)。

為了達(dá)到預(yù)期目的，試驗課必須注意以下幾方面問題：

一、試驗前認(rèn)真預(yù)習(xí)指導(dǎo)書和課本有關(guān)內(nèi)容，同時應(yīng)復(fù)習(xí)其它已學(xué)有關(guān)課程的有關(guān)章節(jié)，充分了

解各個試驗的目的要求、試驗原理、方法和步驟，并進(jìn)行一些必要的理論計算。一些控制值的計算工

作，試驗前必須做好。

二、較大的小組試驗，應(yīng)選出一名小組長，負(fù)責(zé)組織和指揮整個試驗過程，直至全組試驗報告都

上交后卸任，小組各成員必須服從小組長和指導(dǎo)教師的指揮，要明確分工，直轄市工作，不得撤離各

自的崗位。

三、試驗開始前，必須仔細(xì)檢查試件和各種儀器儀表是否安裝穩(wěn)妥，荷載是否為零，安全措施是

否有效，各項準(zhǔn)備工作是否完成，準(zhǔn)備工作完成，要經(jīng)指導(dǎo)教師檢查通過后，試驗才能開始。

四、試驗時應(yīng)嚴(yán)肅認(rèn)真，密切注意觀察試驗現(xiàn)象，及時加以分析和記錄，要以嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度對

待試驗的每一步驟和每一個數(shù)據(jù)。

五、嚴(yán)格遵守實驗室的規(guī)章制度，非試驗中儀器設(shè)備不要亂動；試驗用儀器、儀表、設(shè)備，要嚴(yán)

格按規(guī)程進(jìn)行操作，遇有總是及時向指導(dǎo)教師報告。

六、試驗中要小心謹(jǐn)慎，不要碰撞儀器、儀表、試件和儀表架等。

七、試驗結(jié)束后，要及時卸下荷載，使儀器、設(shè)備恢復(fù)原始狀態(tài)，以后小心卸下儀器儀表、擦凈、

放妥、清點歸還，經(jīng)教師認(rèn)可并把試驗記錄交教師簽字后離開。

八、試驗資料應(yīng)及時整理，按時獨立完成試驗報告，除小組分工由別人記錄的原始數(shù)據(jù)外，嚴(yán)禁

抄襲。

九、試驗報告要求原始記錄齊全、計算分析正確、數(shù)據(jù)圖表清楚、心得體會深刻。

十、經(jīng)教師認(rèn)可，試驗也允許采用另外方案進(jìn)行。

試驗一無損檢測技術(shù)的參觀與操作練習(xí)

一'目的要求：

通過本實驗要求掌握：

1）鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中的材料強(qiáng)度檢測（混凝土強(qiáng)度檢測采用無損檢測技術(shù)，鋼筋強(qiáng)度檢測同建材

實驗中的鋼筋強(qiáng)度檢測沒有無損檢測方法）;

2）鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中的材料質(zhì)量檢測。

二、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)無損檢測的意義

鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)由兩種基本材料組成，即混凝土與鋼筋，這兩種材料的強(qiáng)度及質(zhì)量直接影響鋼筋

混凝土結(jié)構(gòu)的承載能力及耐久性。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)在其建造及服務(wù)期間不可避免地要受到環(huán)境及有害

物質(zhì)的浸濁，同時材料疲勞及老化，這些都會造成結(jié)構(gòu)不同程度的損傷積累和抗力衰減，從而造成結(jié)

構(gòu)抵抗自然災(zāi)害、甚至正常環(huán)境作用的能力下降，極端情況下將引發(fā)災(zāi)害性的突發(fā)事件，造成巨大的

經(jīng)濟(jì)損失和人員傷亡。因此，在結(jié)構(gòu)建造及服務(wù)期間，應(yīng)定期檢測材料的強(qiáng)度及質(zhì)量，確保結(jié)構(gòu)的安

全使用。

三、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)無損檢測的內(nèi)容

鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)無損檢測包含混凝土強(qiáng)度及鋼筋混凝土質(zhì)量檢測兩方面內(nèi)容，其中質(zhì)量檢測又包

含3個方面的內(nèi)容：混凝土質(zhì)量檢測（裂縫、空洞、不密實等檢測）、鋼筋質(zhì)量檢測（鋼筋位置、數(shù)量

與直徑，鋼筋銹蝕狀態(tài)檢測）、以及影響鋼筋銹蝕的四大狀態(tài)參數(shù)檢測）。

四、無損檢測定義

這種檢測方法不改變材料或結(jié)構(gòu)物的原有性質(zhì)，或不損害結(jié)構(gòu)物繼續(xù)使用的一種非破損檢測方法。

五、混凝土材料強(qiáng)度檢測

5.1檢測方法

混凝土材料強(qiáng)度檢測的方法有：破損法（如建材實驗的混凝土抗壓實驗，適用于結(jié)構(gòu)建造期間）、

無損法檢測（又稱非破損檢測法，包含回彈法與超聲回彈綜合法，適用于結(jié)構(gòu)服役期間）、半破損法（取

芯法，適用于結(jié)構(gòu)服務(wù)期間、用于對回彈法進(jìn)行修正），本實驗要求掌握無損檢測法檢測混凝土強(qiáng)度。

5.2檢測儀器

回彈儀、混凝土碳化深度測量儀、非金屬超聲波探傷儀。見圖5-1。

圖5-1(a)回彈儀

圖5-1(b)1~2%的灑精酚獻(xiàn)溶液及混凝土碳化深度測量儀

一

■

圖5-1（c）非金屬超聲波探傷儀及一對探頭

5.3回彈法檢測混凝土強(qiáng)度

5.3.1依據(jù)

《回彈法檢測混凝土強(qiáng)度技術(shù)規(guī)程》（JGJ/T23-2011）

5.3.2原理

從測碎表面硬度來檢測碎強(qiáng)度，儀器為回彈儀，利用回彈儀的重錘沖擊一個與碎表面接觸的沖桿,

重錘在沖桿的反力作用下回彈一定距離，并帶動指針在刻度盤上指出回彈值Ri,回彈值Ri是重錘回彈

距離與起跳點原始位置距離的百分比（見圖5-2）：

&=Z//LxlOO%

5.3.3特點

優(yōu)點：1）構(gòu)造簡單；2）使用方便；3）測試速度快；4）試驗成本低；5）在一定條件下能滿足碎

強(qiáng)度測試要求。

缺點：1）影響因素多；2）人為因素突出；3）測齡期長的碎強(qiáng)度不準(zhǔn)。

5.3.4注意事項

1）檢測面應(yīng)為混凝土表面；

2）測點表面要處理，要求清潔、平整、干燥；

3）測區(qū)位置：

a）測區(qū)應(yīng)優(yōu)先選布置在碎澆筑的兩側(cè)面，只有當(dāng)側(cè)面無法布置測區(qū)時，可以選在澆筑的表面或底

面，回彈值按規(guī)范進(jìn)行修正。

b）測區(qū)離構(gòu)件端件端部或施工縫邊緣的距離不宜大于0.5米且不宜小于0.2米。

C）構(gòu)件溥弱部位及重要部位必須布置測區(qū)，并應(yīng)避開預(yù)埋件。

4）測區(qū)數(shù)量：

每一結(jié)構(gòu)或構(gòu)件測區(qū)數(shù)不應(yīng)小于10個，對某一方向尺寸小于4.5米，且另一方向尺寸小于0.3米

的構(gòu)件，其測區(qū)數(shù)量可適當(dāng)減少，但不應(yīng)小于5個。

5）測區(qū)面積：測區(qū)面積不宜大于0.04平方米；

6）測點數(shù)：一個測區(qū)內(nèi)應(yīng)布置16個測點；

7）對彈擊時可能產(chǎn)生顫動的薄壁、小型構(gòu)件應(yīng)進(jìn)行固定；

5.3.5碳化層深度測量

1）原因：隨著役齡期的增長，混凝土表面的氫氧化碳與空氣中的二氧化碳起化學(xué)作用形成碳酸鈣結(jié)硬

層，這樣，使用回彈儀測混凝土強(qiáng)度會偏高，應(yīng)進(jìn)行修正。

2）原理：混凝土中的氫氧化碳遇酒精濃液會變紅色。

3）測量方法

用合適的工具在測區(qū)表面形成直徑15公分的孔洞，其深度大于混凝土的碳化深度，然后除凈孔洞

中的粉未和碎屑，不得用水沖洗，用濃度為1%~2%的酚酷酒精溶液滴在孔洞內(nèi)壁邊緣處，再用深度測

量工具測量出已碳化與未碳化混凝土交界面到砂表面的垂直距離多次，不少于3次，精確到0.25mm,

取平均值，精確到0.5mm,碳化層深度測點不少于構(gòu)件測區(qū)數(shù)的30%。見圖5-3。

H碳化層深度

圖5-3碳化層深度測量

5.3.6混凝土強(qiáng)度計算

1）計算平均回彈值

10

工&

Z?--is]____

其中：Rm—去掉3個最大值及3個最小值后的平均回彈值，取整數(shù)即可；

Ri—第i個測點的回彈值

2）查規(guī)范附表得到測區(qū)混凝土強(qiáng)度換算值

a）根據(jù)測區(qū)回彈平均值和碳化層深度代表值，優(yōu)先采用專用測強(qiáng)曲線或地區(qū)測強(qiáng)曲線換算得到結(jié)

構(gòu)或構(gòu)件中第i個測區(qū)的混凝土抗壓強(qiáng)度換算值。

b）當(dāng)無專用和地區(qū)測強(qiáng)曲線時，結(jié)構(gòu)或構(gòu)件第i個測區(qū)混凝土強(qiáng)度換算值居，由平均回彈值Rm

及平均碳化深度值，查《規(guī)程》（JGJ/T23-2011）附表得到。

3）混凝土抗壓強(qiáng)度

a）當(dāng)結(jié)構(gòu)或構(gòu)件測區(qū)數(shù)小于10個時，以測區(qū)混凝土換算值中的最小值作為該構(gòu)件的混凝土強(qiáng)度

推定值。

力“.e=min4）

b）當(dāng)測區(qū)數(shù)雖然大于10個，但結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的測區(qū)強(qiáng)度換算值小于lOMPa時，該構(gòu)件的混凝土強(qiáng)度

推定值取所有測區(qū)混凝土換算值中的最小值：

feU.e=min/Z

c）當(dāng)結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的測區(qū)數(shù)不少于10個或按批量檢測時，則由各測區(qū)的混凝土強(qiáng)度換算值計算出

結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的混凝土強(qiáng)度平均值及標(biāo)準(zhǔn)差后，按下式計算出混凝土強(qiáng)度推定值：

f.=m-1.6455

（ueJrcuJCU

其中：-n-,n-\。

5.3.7實驗步驟

1）每位同學(xué)在事先準(zhǔn)備好的混凝土梁澆筑測面用粉筆畫出1個測區(qū)；

2）用磨石將測區(qū)表面磨平并去掉附在碎表面的雜質(zhì)；

3）用回彈儀水平方向錘擊測區(qū)表面并記錄回彈值，每一測區(qū)錘擊16個點，在測區(qū)中從上至下分4排,

每排4個測點。回彈記錄表根據(jù)《規(guī)程》OGJ“23-2011）自行設(shè)計。

4）在測區(qū)中測量碳化層深度，并記錄；

5）計算測區(qū)平均回彈值；

6）根據(jù)回彈值及碳化層深度（若沒有測碳化層深度，則取0mm）,查表得到測區(qū)強(qiáng)度換算值；

7）自行找其他9位同學(xué)的測區(qū)強(qiáng)度換算值，計算混凝土強(qiáng)度。

5.4超聲-回彈綜合法檢測混凝土強(qiáng)度

5.4.1依據(jù)

《超聲回彈綜合法檢測混凝土強(qiáng)度技術(shù)規(guī)程》（CECS02:2005）

5.4.2超聲波原理

用發(fā)射儀器發(fā)射一定頻率的彈性波——超聲波并以各種波形在結(jié)構(gòu)內(nèi)部傳播，由接收儀器接收，

對接收余波進(jìn)行波速、波時，振幅、波形等分析來了解碎強(qiáng)度及其內(nèi)部缺陷。

超聲波測強(qiáng)的原理：超聲波在混凝土內(nèi)部傳播，傳播速度跟破強(qiáng)度有關(guān)，碎強(qiáng)度越高，波速越快,

因此可以通過測量超聲波的傳播速度來測量磴的強(qiáng)度，見下式：

R=Caehv

其中：R——驗強(qiáng)度；C一一綜合影響系數(shù)，與水泥品種、水泥用量、骨料性質(zhì)、最大骨料粒徑、細(xì)骨

料、混凝土齡期、混凝土溫度等有關(guān)；V—超聲波在混凝土中傳播的速度；

a、b---常數(shù)；

因此，測試時測出超聲波在介質(zhì)中傳播的時間，量出一對探頭（又稱換能器）的距離即聲路長度,

可算出聲速，進(jìn)而算出碎強(qiáng)度。

5.4.3特點

混凝土齡期對回彈法檢測強(qiáng)度有較大的影響：對于齡期長的表面被碳化，回彈值測出來偏高，造

成測出強(qiáng)度偏高；對于齡期短的碎因表面濕，回彈值測出來偏低，造成測出強(qiáng)度偏低；而超聲波的影

響剛好相反，混凝土濕度越高則內(nèi)部孔洞水份越多，超聲波傳播速度越快，反之，超聲波傳播速度越

慢。另外回彈儀是通過檢測混凝土表面硬度來了解稅強(qiáng)度，該方法反應(yīng)了碎表面質(zhì)量，而超聲波測強(qiáng)

可以采用對測方法讓超聲波在混凝土內(nèi)部傳播，從而反映混凝土內(nèi)部質(zhì)量。故采用超聲-回彈綜合法可

以達(dá)到優(yōu)缺互補(bǔ)、正負(fù)誤差相消的效果，從而提高測試精度。一般情況下，當(dāng)對回彈法檢測碎強(qiáng)度或

超聲-回彈測試結(jié)果有疑問時，應(yīng)采用取芯法對檢測結(jié)果進(jìn)行修正。

5.4.4注意事項

1）測區(qū)布置同回彈法；

2）超聲測點應(yīng)布置在回彈測試的同一測區(qū)內(nèi)，每一測區(qū)布置3個測點。超聲測試宜優(yōu)先采用對測或

角測，當(dāng)被測構(gòu)件不具備對測或角測條件時，可采用單面平測。見圖5-4。

發(fā)射探頭A

試件

接收探頭

圖54（a）聲時測點布置（背面還有安全對稱3個點）圖5-4（b）對測

3）超聲測試時，換能器輻射面應(yīng)通過耦合劑（如黃油）與混凝土測試面良好耦合。

4）聲時測量應(yīng)精確至0.1us,超聲測距測量應(yīng)精確至1.0mm,且測量誤差不應(yīng)超過±1%,聲速計算

應(yīng)精確至0.01km/s。

5）當(dāng)在混凝土澆筑方向的側(cè)面對測時，測區(qū)混凝土中聲速代表值應(yīng)根據(jù)該測區(qū)中3個測點在混凝土中

聲速值的平均值。

6）當(dāng)在混凝土澆筑的頂面或底面測試時，測區(qū)聲速代表值應(yīng)按《規(guī)程》（CECS02:2005）修正。

5.4.5結(jié)構(gòu)混凝土強(qiáng)度推定

1）根據(jù)測區(qū)回彈代表值和聲速代表值，優(yōu)先采用專用測強(qiáng)曲線或地區(qū)測強(qiáng)曲線換算得到結(jié)構(gòu)或構(gòu)件中

第i個測區(qū)的混凝土抗壓強(qiáng)度換算值。

2）當(dāng)無專用和地區(qū)測強(qiáng)曲線時，按《規(guī)程》（CECS02:2005）規(guī)定的全國統(tǒng)一測區(qū)混凝土抗壓強(qiáng)度換算

表換算得到。

3）混凝土抗壓強(qiáng)度

a）當(dāng)結(jié)構(gòu)或構(gòu)件測區(qū)數(shù)小于10個時，以測區(qū)混凝土換算值中的最小值作為該構(gòu)件的混凝土強(qiáng)度推定

值。

fcu.e=

b）當(dāng)測區(qū)數(shù)雖然大于10個，但結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的測區(qū)強(qiáng)度換算值小于lOMPa時，該構(gòu)件的混凝土強(qiáng)度推定

值取所有測區(qū)混凝土換算值中的最小值：

fcu,e=min4%

c）當(dāng)結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的測區(qū)數(shù)不少于10個或按批量檢測時，則由各測區(qū)的混凝土強(qiáng)度換算值計算出結(jié)構(gòu)

或構(gòu)件的混凝土強(qiáng)度平均值及標(biāo)準(zhǔn)差后，按下式計算出混凝土強(qiáng)度推定值：

fcu.e=%-1.645S,,

JeuJeu

ZC-Z"：J-"（%，,）2

m------

其中：rcc""n—\

5.4.6實驗步驟

1）每位同學(xué)在事先準(zhǔn)備好的混凝土梁澆筑測面用粉筆畫出1個測區(qū);

2）用磨石將測區(qū)表面磨平并去掉附在碎表面的雜質(zhì)；

3）用回彈儀水平方向錘擊測區(qū)表面并記錄回彈值，每一測區(qū)錘擊16個點，在測區(qū)中從上至下分4排,

每排4個測點。回彈記錄表根據(jù)《規(guī)程》（JGJ/T23-2011）自行設(shè)計。

4）計算測區(qū)平均回彈值；

5）在測區(qū)的對角線上用粉筆均勻畫出三個圓圈（混凝土梁另外一側(cè)面對稱畫出三個圓圈），作為對測

時的聲時測點；

6）將一對探頭分別連接在儀器的發(fā)射探頭與接收探頭上，在探頭上涂上黃油，打開儀器，設(shè)置好參數(shù),

將兩探頭緊密地靠在一起，測出此時的聲時并記錄，做為初讀數(shù)，或參數(shù)設(shè)置中將此讀數(shù)清零。

7）依次將探頭安放在一對測點上，測出聲時并記錄；

8）聲時測量如圖5-5,將顯示屏上時間光標(biāo)（圖中與橫坐標(biāo)垂直的黑色線）移動波形最右端，此時顯

示屏左上角顯示出首波聲時大小。

10）分別計算測區(qū)3個測點的聲速，并計算平均值；

11）根據(jù)測區(qū)的平均回彈值與平均聲時，查《規(guī)程》（JGJ/T23-2011）得到測區(qū)強(qiáng)度換算值；

12）自行找其他9位同學(xué)的測區(qū)強(qiáng)度換算值，計算混凝土強(qiáng)度。

六、鋼筋混凝土材料質(zhì)量檢測

質(zhì)量檢測包含3個方面的內(nèi)容：混凝土質(zhì)量檢測（裂縫、空洞與不密實）、鋼筋質(zhì)量檢測（鋼筋位

置、數(shù)量，鋼筋銹蝕狀態(tài)）、以及影響鋼筋銹蝕的四大狀態(tài)參數(shù)檢測。

6.1混凝土質(zhì)量檢測

混凝土質(zhì)量檢測包含混凝土裂縫、空洞與不密實檢測，裂縫包含裂縫的長度、寬度、深度及裂縫

走向。本實驗要求掌握裂縫寬度測量、深度測量、以及空洞與不密實檢測。

6.1.1裂縫寬度檢測

6.1.1.1儀器

裂縫測寬儀，最小刻度0.02mm。

圖6-1裂縫測寬儀

6.1.1.2原理

通過探頭將裂縫放大并顯示在帶有刻度的裂縫測寬儀的顯示屏上，直接讀出裂縫寬度，讀數(shù)保留

兩位有效數(shù)據(jù)。

6.1.13試驗步驟

1）儀器校驗：校驗標(biāo)準(zhǔn)刻度板上分別有寬度為0。2、0.10、0.20和1.00mm的刻度線。分別把攝

像測量頭支腳放在不同寬度的刻度線上，屏幕上讀取相應(yīng)的刻度線寬度。當(dāng)誤差小于0.02mm時，儀

器方可正常使用。

2）預(yù)先準(zhǔn)備好的一條裂縫；

3）肉眼找出裂縫最寬部位；

4）將探頭接連到儀器上，打開儀器電源，探頭中部紅色指示燈及儀器顯示屏處于亮起狀態(tài)；

5）將探頭的一個支點（與探頭連接線處于同一條直線上的支點）靠在裂縫上，探頭另外兩個支點

（位于探頭連續(xù)線的左右兩側(cè)）靠在裂縫兩側(cè)，盡可能與裂縫等距離；

6）此時在顯示屏上可以看到一條被放大的裂縫，上下移動探頭，找到裂縫最寬部位，保持探頭上

面一個支點不動，左右轉(zhuǎn)動另外兩個支點，讓裂縫與屏幕的橫坐標(biāo)垂直，左右稍微移動探頭讓顯示屏

上某一刻度線與裂縫的左邊界重合，讀出裂縫寬度，并記錄。

7）重復(fù)第6）步三次，取平均值。

6.1.2裂縫深度檢測

混凝土裂縫深度檢測，一般有三種方法:取芯法（半破損法）、紅墨水法及超聲波法，前兩種方法

比較直觀、準(zhǔn)確，本實驗介紹超聲波法。

6.1.2.1儀器

非金屬超聲波探傷儀，見圖5-1（c）。

6.1.2.2原理

超聲波在同一介質(zhì)內(nèi)傳播速度是一樣的,根據(jù)測到的傳播時間（聲時）可以算出傳播距離，進(jìn)而

可以算出裂縫深度。見圖6-2。

d

補(bǔ)二八接收探頭

發(fā)射探頭

試件j

圖6-2裂縫深度測量示意圖

h=J（Q2*d〃l）/2）2-（d/2）2

6.1.2.3影響因素

當(dāng)裂縫內(nèi)有雜質(zhì)或水份，用該方法測量深度不準(zhǔn)。因此，測試前應(yīng)用電吹風(fēng)吹凈及吹干裂縫內(nèi)部

的粉塵及水份。有疑問時，可采用取芯法校核。

6.1.2.4實驗步驟

1）預(yù)先準(zhǔn)備好帶裂縫的混凝土試件；

2）在裂縫兩側(cè)畫出兩個圓圈，作為探頭安裝位置，量出兩個圓圈中到中的距離并記錄％；

3）在沒有裂縫的區(qū)域畫出兩個圓圈，作為探頭安裝位置，量出兩個圓圈中到中的距離并記錄ho；

4）將一對探頭分別連接在儀器的發(fā)射探頭與接收探頭上，在探頭上涂上黃油，打開儀器，設(shè)置好參數(shù),

將兩探頭緊密地靠在一起，測出此時的聲時并記錄，做為初讀數(shù)，或參數(shù)設(shè)置中將此讀數(shù)清零。

5）將探頭安放在沒有裂縫區(qū)域的一對測點上，測出聲時并記錄如

6）將探頭安放在裂縫兩側(cè)的一對測點上，測出聲時并記錄t“

7）根據(jù)超聲波在同一介質(zhì)內(nèi)傳播速度是一樣的原理，利用ho、to,hi、ti，算出裂縫深度。

6.1.2.5思考題

1）一般情況裂縫深度是與碎表面成垂直，在特殊情況時，如果裂縫深度不與彼表面成垂直，如何

利用非金屬超聲波探傷儀檢測裂縫的朝向與深度？如圖6-3o

發(fā)射探頭A8肯接收探頭%.A接收探頭

試件

圖6-3斜裂縫深度測量示意圖

6.1.3混凝土空洞及不密實檢測

混凝土結(jié)構(gòu)在施工過程中，因漏振、漏漿或因石子架空在鋼筋骨架上，會導(dǎo)致混凝土內(nèi)部形成蜂

窩狀不密實或空洞等隱蔽缺陷。目前混凝土缺陷無損檢測技術(shù)大體可分為兩大類，一類是機(jī)械波法，

其中包括超聲脈沖波、沖擊脈沖波和聲發(fā)射等。另一類是穿透輻射法其中包括Z射線、Y射線和中子

流等。由于射線的穿透能力有限，尤其對于非勻質(zhì)的混凝土，其穿透深度受到很大限制，而且產(chǎn)生射

線的設(shè)備相當(dāng)復(fù)雜，又需要嚴(yán)格的防護(hù)措施，現(xiàn)場應(yīng)用很不方便。超聲脈沖波的穿透能力較強(qiáng)，尤其

是用于檢測混凝土，這一特點更為突出，而且超聲檢測設(shè)備較簡單，操作較方便，所以被廣泛應(yīng)用于

混凝土結(jié)構(gòu)缺陷檢測。

6.1.3.1儀器

非金屬超聲波探傷儀，見圖5-1（c）。

6.1.3.2原理

超聲波在同一介質(zhì)內(nèi)傳播速度是一樣的，根據(jù)測到的傳播時間（即聲時）的改變，進(jìn)而判斷空洞

或不密實的位置及大小，見圖61,一對探頭從左向右緩慢移動，同時觀察聲時的變化，若混凝土比較

均勻，則聲時基本上沒有變化，當(dāng)遇到空洞時聲時會發(fā)生變化（可能會增加也可能減少，就看空洞中

是否有水份），根據(jù)聲時的變化來判斷空洞的位置及大小。

時間A

發(fā)射探頭BA

:?試件||

丫接收探頭xlx2位置一

圖6-4超聲波檢測砂內(nèi)部空洞的原理

6.1.33注意事項

1）檢測不密實區(qū)和空洞時，構(gòu)件的被測部位應(yīng)具有一對或兩對相互平行的測試面，測試范圍原則上應(yīng)

大于有懷疑的區(qū)域，同時應(yīng)在同條件的正?；炷羺^(qū)域進(jìn)行對比測試。一般地對比測點數(shù)不宜少于20

個。

2）當(dāng)結(jié)構(gòu)被測部位具有兩對平行表面時，可采用一對換能器，分別在兩對互相平等的表面上進(jìn)行對測。

先在測區(qū)的兩對平行表面上，分別畫出間距為200-300mm的網(wǎng)格，并逐點編號，定出對應(yīng)立測點的

位置，然后將換能器經(jīng)耦合劑分別置于對應(yīng)測點上，逐點讀取相應(yīng)的聲時、波幅和頻率，并量取測試

距離。

3）當(dāng)結(jié)構(gòu)物的被測部位只有一對平行表面可供測試，或被測部位處于結(jié)構(gòu)的特殊位置，可采用對測和

斜測相結(jié)合的方法，換能器在對測的基礎(chǔ)上進(jìn)行交叉斜測。

4）對于大體積混凝土結(jié)構(gòu)，由于其斷面尺寸較大，如直接進(jìn)行平面對測，接收到的脈沖信號微弱，甚

至無法識別首波的起始位置，不利于聲學(xué)參數(shù)的讀取和分析。為了縮短測試距離，提高檢測靈敏度，

可采用鉆孔或預(yù)埋管測法。在測位預(yù)埋聲測管或鉆出豎向測試孔，預(yù)埋管內(nèi)徑或鉆孔直徑宜比換能器

直徑大5-10mm,預(yù)埋管或鉆孔間距宜為2-3m,其深度可根據(jù)測試需要確定。檢測時可用兩個徑向

振動式換能器分別置于兩測孔中進(jìn)行測試，或用一個徑向振動式與一個厚度振動式換能器，分別置于

測孔中和平行于測孔的側(cè)面進(jìn)行測試。根據(jù)需要，可以將兩個換能器置于同一高度，也可以將二者保

持一定的高度差，同步上下移動，逐點讀取聲時、波幅和頻率值，并記下孔中換能器的位置。

6.1.3.4實驗步驟

1）預(yù)先準(zhǔn)備好帶空洞的混凝土試件；

2）在試件一對相互平行的側(cè)面作為檢測面，畫出間距為200-300mm的網(wǎng)格，并逐點編號，定出對應(yīng)

測點的位置，網(wǎng)格交叉點，作為探頭安裝位置即測點；

3）將一對探頭分別連接在儀器的發(fā)射探頭與接收探頭上，在探頭上涂上黃油，打開儀器，設(shè)置好參數(shù),

將兩探頭緊密地靠在一起，測出此時的聲時并記錄，做為初讀數(shù)，或參數(shù)設(shè)置中將此讀數(shù)清零。

4）將探頭安放在一對測點上，測出聲時并記錄出

5）依次測出網(wǎng)格上n個測點的聲時，并記錄t2、t3、…、t”

6）以測點的位置作為橫坐標(biāo)，以聲時作為縱坐標(biāo)，畫出聲時與位置的關(guān)系曲線，從曲線的變化情況，

判斷空洞的位置。

6.2鋼筋質(zhì)量檢測

鋼筋質(zhì)量檢測包含兩方面內(nèi)容：1）鋼筋數(shù)量、位置與直徑檢測；2）鋼筋銹蝕狀態(tài)檢測。本實驗

要求掌握這兩方面的檢測方法。

6.2.1鋼筋數(shù)量位置與直徑檢測

6.2.1.1儀器

HC-GY6鋼筋位置掃描儀，見圖6-5o

圖6-5鋼筋位置掃描儀

HC-GY6一體式鋼筋掃描儀，是一種便攜式智能無損檢測設(shè)備，用于檢測鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)施工質(zhì)

量，能夠檢測鋼筋保護(hù)層厚度，鋼筋位置、走向及分布情況，同時可以估讀鋼筋直徑。

6.2.2.2原理

儀器探頭（在鋼筋掃描儀底板中線上，測面“向下箭頭”的下方）發(fā)射出一定頻率的彈性波，在

碎內(nèi)部傳播，在鋼筋表面反射回來，探頭接收到反射波并自動計算鋼筋表面至探頭的距離h或記憶或

顯示在顯示屏上。對于HC-GY6一體式鋼筋掃描儀，當(dāng)掃描儀從一側(cè)往另一側(cè)移動時，剛開始假設(shè)探

頭遠(yuǎn)離鋼筋，那么h較大，在移動探頭的過程中，h逐浙減小，當(dāng)探頭達(dá)到鋼筋正上方時，h達(dá)到最小

值，此時儀器將hmin顯示在屏幕上，同時hmin即為保護(hù)層厚度，見圖6-6。（注，部分型號儀器，將h

適時顯示出來，在屏幕上可以看到h的變化過程）

鋼筋正上方

圖6-6鋼筋位置掃描過程

6.2.2.3注意事項

1）箍筋間距對測試結(jié)果的影響。

箍筋間距較小時會影響檢測結(jié)果，嚴(yán)重時造成測試錯誤，HC-GY6一體式鋼筋掃描儀可以進(jìn)行修

正補(bǔ)償。掃描主筋時，應(yīng)首先掃描出箍筋的位置并做出記號，若箍筋間距小于125mm,則需要將參數(shù)

設(shè)置成［＜I25J,此時儀器會進(jìn)行相應(yīng)的補(bǔ)償修正。若箍筋間距大于125mm,則需要將參數(shù)設(shè)置成

［＞125］。若箍筋間距＞125mm時，測試主筋時需要將儀器兩側(cè)的“向下箭頭”放置到2根箍筋之間

的正中間位置進(jìn)行測量。若箍筋間距＜125mm時，測試主筋時需要將儀器兩側(cè)的“向下箭頭”放置到

其中1根箍筋的正上方，也就是儀器的箭頭騎到箍筋的正上方進(jìn)行測量。

2）主筋間距對測試結(jié)果的影響。

主筋間距較小，會影響保護(hù)層厚度檢測的精度，HC-GY6可以進(jìn)行修正?，F(xiàn)場測量時，若主筋比

較密集，則需要設(shè)置［主筋間距］參數(shù)進(jìn)行測量值補(bǔ)償。一般情況下主筋間距大于70mm以上就不需要

補(bǔ)償了。若間距在30-50mm之間，則要設(shè)置［主筋間距］參數(shù)。

3）儀器對鋼筋保護(hù)層厚度的測試結(jié)果，在現(xiàn)場應(yīng)隨機(jī)抽取3點敲開保護(hù)層露出鋼筋，用合適的長度測

量工具量取保護(hù)層厚度，精確到mm,以校準(zhǔn)測試結(jié)果；

4）儀器對鋼筋直徑的測試結(jié)果，僅僅是估測，因此在現(xiàn)場應(yīng)隨機(jī)抽取3點敲開保護(hù)層露出鋼筋，用游

標(biāo)卡尺測量鋼筋直徑，以校準(zhǔn)測試結(jié)果；

5）儀器標(biāo)定

當(dāng)檢測值和實際值不符或者檢測環(huán)境改變時，需要對儀器重新進(jìn)行標(biāo)定。開機(jī)，儀器啟動后進(jìn)入

功能界面，選擇“儀器標(biāo)定”，進(jìn)入標(biāo)定界面，將儀器拿到空中，遠(yuǎn)離金屬等導(dǎo)磁介質(zhì)區(qū)域，按（ok）鍵

等待標(biāo)定完成，標(biāo)定完成后，標(biāo)定信息自動存儲到儀器內(nèi)，按任意鍵退出。

6.2.2.4實驗步驟（以HC-GY6鋼筋位置掃描儀為列）

1）預(yù)先準(zhǔn)備好鋼筋混凝土板，在板的兩端露出鋼筋位置，用于校核儀器判定的鋼筋位置、直徑及保護(hù)

層厚度；

2）清理碎板表面粉塵、砂粒等雜質(zhì)；

3）開機(jī)，儀器啟動后進(jìn)入功能界面，選擇“開始檢測”，進(jìn)入檢測設(shè)置界面，選擇“厚度檢測”。

4）在厚度檢測界面，向右緩慢勻速移動小車開始測量，當(dāng)小車靠近鋼筋時出現(xiàn)綠色瞄準(zhǔn)框，此時需要

緩慢移動小車，當(dāng)瞄準(zhǔn)框和中心線重合，中心線會變成紅色，瞄準(zhǔn)框變?yōu)辄S色，紅色指示燈變亮，并

有蜂鳴提示，表示檢測到鋼筋，小車的中心線正下方有一根鋼筋。瞄準(zhǔn)框的右下角顯示保護(hù)層厚度。

5）繼續(xù)向右移動小車，檢測到下一根鋼筋后，還會有紅色燈亮及蜂鳴提示，同時會顯示鋼保厚度以及

鋼筋間距，如上圖6-6所示，當(dāng)前保護(hù)層厚度為35mm,上一根鋼筋的保護(hù)層厚度為43,2根鋼筋的

間距為133mm。

6）在厚度檢測界面，移動小車，當(dāng)瞄準(zhǔn)鏡變成高亮，表示儀器正下方有鋼筋時，執(zhí)行“估測直徑”操

作，等待約4秒鐘，完成估徑操作，結(jié)果顯示約3秒后自動退出估徑界面，此時可以繼續(xù)進(jìn)行厚度檢

測操作。只有被估測鋼筋間距較大，附近沒有箍筋等其他金屬干擾時，預(yù)估的直徑才相對準(zhǔn)確。而且

被估測鋼筋的保護(hù)層厚度也不能太薄或者太厚，建議厚度范圍15mm?50mm之內(nèi)。

7）儀器另外一個較常用的功能，即使用“波形掃描”功能來檢測鋼筋位置，該功能比“厚度檢測”功

能來得直觀，同時當(dāng)箍筋間距較密時，采用此功能可以得到較理想的結(jié)果。

在檢測方式選擇界面選擇“波形掃描”，進(jìn)入“波形掃描”界面，將儀器放置待測物體表面向右勻

速移動開始測量，屏幕會顯示信號波形，鋼筋離儀器越近信號強(qiáng)度越大，波形曲線顯示越高，在最高

峰值處會顯示一條綠線，表示此處有一根鋼筋。當(dāng)完成一次掃描，儀器離開被測物時，程序會根據(jù)波

形分布情況自動計算鋼筋位置，保護(hù)層厚度以及相鄰鋼筋的間距，單位是mm。如圖6-7,表示本次掃

描共發(fā)現(xiàn)3根鋼筋，保護(hù)層厚度分別為31mm、41mm>35mm,間距分別為121mm,141mm。

向上鍵壬動修正波形

波形掃描確定提存儲波形280mm

6.2.2鋼筋銹蝕狀態(tài)檢測

鋼筋混凝土受彎、受拉、受剪等構(gòu)件中主要利用鋼筋的抗拉強(qiáng)度高，一旦鋼筋銹蝕，其抗拉強(qiáng)度

下降甚至抗拉能力，造成構(gòu)件破壞；而受壓構(gòu)件中，若鋼筋銹蝕，則鋼筋體積膨脹，使混凝土脹裂，

造成混凝土抗壓能力下降。因此掌握鋼筋的銹蝕狀態(tài)對保證結(jié)構(gòu)安全使用及耐久性有重要意義。

6.2.2.1儀器

鋼筋銹蝕電位測定儀（簡稱鋼筋銹蝕儀），見圖6-8o包含主機(jī)、延長線、金屬電極（圖中黑色夾

子，測電位時，將黑色夾子連到鋼筋上）、電位電極（又稱參考電極或參比電極，圖中有兩個一模一樣

的黑色圓柱形的銅/硫酸銅參考電極（測電位時只需其中一個，測電位梯度時需兩個，用連接桿連接該

兩個參考電極）、接紅色夾子）、連接桿等。

圖6-8HC-X5鋼筋銹蝕儀

6.2.2.2原理

鋼筋銹蝕電位測量采用半電池法測量原理：鋼筋銹蝕是鋼筋氧化過程，鐵失去電子，產(chǎn)生電勢，

鐵（金屬電極）與混凝土（電解質(zhì)）組成半電池（負(fù)極）。利用已知電勢的參比電極（正極、已知電位

的電極如硫酸銅電位電極，在一定條件下是個常數(shù)），與其組成一個全電池，利用電壓表測量，得到鋼

筋銹蝕電位。顯然，鋼筋銹蝕程度越嚴(yán)重則失去電子數(shù)就越多，負(fù)電勢就越高。因此可以通過測量測

定鋼筋/混凝土半電池電極與在混凝土表面的銅/硫酸銅參比電極之間電位差的大小，可以評定混凝土中

銹蝕活化程度，見圖6-9。

電位計

圖6-9電位測量示意圖

單個電極的電位是無法測量的，因此，由待測電極與參比電級組成電池用電位計測量該電池的電

動勢，即可得到電極的相對電位，故這種方法稱之為半電池法測量。

6.2.23注意事項

1）測區(qū)的選擇與測點布置：主要承重構(gòu)件或承重構(gòu)件的主要受力部位；

2）在測區(qū)上布置測試網(wǎng)格，網(wǎng)格節(jié)點為測點。間距可選20cmX20cm、30cmX30cm>20cmX10cm。

測點位置距構(gòu)件邊緣應(yīng)大于5cm,一般不宜少于20個測點。一般網(wǎng)格的縱線布置在主筋上方，網(wǎng)格的

豎線布置在箍筋的上方，主筋與箍筋交點即為測點；

3）當(dāng)一個測區(qū)內(nèi)存在相鄰點的讀數(shù)超過150mV時，通常應(yīng)減小測點的間距；

4）測區(qū)應(yīng)統(tǒng)一編號；

5）混凝土表面處理：用鋼絲刷、砂紙打磨測區(qū)混凝土表面，去除涂料、浮漿、污跡、塵土等，并用接

觸液（一般用洗潔精加水）將表面潤濕。

6）銅/硫酸銅電極的準(zhǔn)備，HC-X5鋼筋銹蝕儀提供兩個參比電極，可永欠使用，無需另外制作銅/硫酸

銅電極。

7）測量值的采集測點讀數(shù)變動不超過2mV,可視為穩(wěn)定。重復(fù)測讀的差異不超過10mV。

8）儀器避免進(jìn)水，避免高溫（＞50℃）?

9）儀器避免靠近非常強(qiáng)的磁場，如大型電磁鐵、大型變壓器等。

6.2.23實驗步驟

1）預(yù)先準(zhǔn)備好鋼筋混凝土板，其中主筋端部混凝土保護(hù)層已鑿開；

2）先用鋼筋位置掃描儀找到主筋及箍筋，并用粉筆標(biāo)出位置與走向，鋼筋的交叉點即為測點，如圖6-10；

圖6-10鋼筋銹蝕電位測區(qū)及測點布置

3）為了加強(qiáng)潤濕劑的滲透效果，縮短潤濕結(jié)構(gòu)所需要的時間，采用少量家用液體清潔劑加純凈水的混

合液潤濕被測結(jié)構(gòu)；

4）鑿開一處混凝土露出鋼筋（本實驗事先已鑿開），并用砂紙除去鋼筋銹蝕層，把連接黑色信號線的

金屬電極夾到鋼筋上，黑色信號線的另一端接銹蝕儀“黑色”插座，紅色信號線一端連電位電極，另

一端接銹蝕儀“紅色”插座，如圖6-11所示。

圖6/1電極連接

5）按下儀器面板的開機(jī)鍵，儀器上電，開始工作，進(jìn)入啟動界面；

6）在啟動界面按任意鍵，進(jìn)入功能選擇界面，選擇“銹蝕測試”；

7）“銹蝕測試模塊”完成參數(shù)的設(shè)置（如測區(qū)號、測點間距、測試類型如電位測試或電位梯度測試,

建議選擇電位測試）；

8）按“確定”鍵，進(jìn)入測試狀態(tài)，此時夾住鋼筋的黑色電極始終保持不動，將參比電極放在測點上,

屏幕顯示當(dāng)前電位值，依次將參比電極放在其他測點，直至所有測點測試完畢，如圖6-12。

當(dāng)前方向

?<O

X50

?一

當(dāng)It,□10

電位、?一

□15、圖示

<一

2良

回-0

-25

￡01-30

口35

<一

?

二40

v-

一

“-b

17

圖6-12電位測試示意圖

6.2.2.4鋼筋銹蝕判別參考標(biāo)準(zhǔn)

鋼筋電位與鋼筋銹蝕狀態(tài)判別，依據(jù)GB/T50344-2004《建筑結(jié)構(gòu)檢測技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》。

表6-1鋼筋銹蝕電位評定標(biāo)準(zhǔn)

電位水平（mV）混凝土內(nèi)鋼筋狀態(tài)評定標(biāo)度

>-200無銹蝕活動性或銹蝕活動性不確定1

[-200,-300)有銹蝕活動性，但銹蝕狀態(tài)不確定，可能坑蝕2

[-300,-400)有銹蝕活動性，發(fā)生銹蝕概率大于90%3

1-400,-500)有銹蝕活動性，嚴(yán)重銹蝕可能性極大4

<-500構(gòu)件存在銹蝕開裂區(qū)域5

表中，評定標(biāo)度為1表示良好、2表示較好，3表示較差，4表示壞的，5表示危險。

6.3影響鋼筋銹蝕的4大狀態(tài)參數(shù)檢測

影響鋼筋銹蝕的4大狀態(tài)參數(shù)包含：保護(hù)層厚度、碳化層深度、混凝土電阻率及混凝土氯離子含

量。本實驗要求掌握這4個狀態(tài)參數(shù)的檢測。

6.3.1鋼筋保護(hù)層厚度檢測

6.3.1.1保護(hù)層厚度的定義

保護(hù)層是指混凝土構(gòu)件中，起到保護(hù)鋼筋避免鋼筋直接裸露的那一部分混凝土，從混凝土表面到

最外層鋼筋公稱直徑外邊緣之間的最小距離，對后張法預(yù)應(yīng)力筋，為套管或孔道外邊緣到混凝土表面

的距離。

6.3.1.2最小保護(hù)層厚度的規(guī)定

保護(hù)層最小厚度及其均勻性的規(guī)定是為了使混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件滿足的耐久性要求和對受力鋼筋有效

錨固的要求，鋼筋保護(hù)層厚度對避免鋼筋銹蝕起到重要的作用。混凝土對鋼筋的保護(hù)作用包括兩個方

面：一是混凝土的高堿性使鋼筋表面形成鈍化膜；二是保護(hù)層對外界腐蝕介質(zhì)、氧氣及水分等滲入的

阻止作用。后一種作用主要取決于混凝土的密實度及保護(hù)層厚度。

構(gòu)件的類型及其所處于不同的環(huán)境，對保護(hù)層厚度最小值有不同的要求（見表6-2）,但保護(hù)層又

不能太厚，太厚的話容易開裂，一旦混凝土表面開裂，空氣中的水分會隨著裂縫來腐蝕鋼筋，反而不

利于保護(hù)鋼筋，對于保護(hù)層過厚的應(yīng)增加鋼筋網(wǎng)或采用鋼纖維混凝土。

表6-2保護(hù)J縣厚度的最小值要求（mm）

環(huán)境類別板、墻、殼梁、柱、桿

—?1520

二a2025

二b2535

三a3040

三b4050

6.3.13測量儀器

HC-GY6鋼筋位置掃描儀。

6.3.1.4原理

同6.2.2.2

6.3.1.5注意事項

同6.2.2.3

6.3.1.6實驗步驟（以HC-GY6鋼筋位置掃描儀為列）

同6.224,另增加以下3條：

1）測試前應(yīng)了解有關(guān)圖紙資料，以確定鋼筋的種類和直徑。

2）確定鋼筋的位置與走向

3）保護(hù)層厚度的測讀：將傳感器置于鋼筋所在位置正上方，并左右稍稍移動，讀取儀器顯示最小值即

為該處保護(hù)層厚度。每一測點宜讀取2?3次穩(wěn)定讀數(shù)，取其平均值，精確至1mm。

63.1.7保護(hù)層厚度評定標(biāo)準(zhǔn)

混凝土保護(hù)層厚度對結(jié)構(gòu)鋼筋耐久性的影響按表6-3進(jìn)行評判。

表6-3鋼筋保護(hù)層厚度評定標(biāo)準(zhǔn)

Dr\e/Dnd對結(jié)構(gòu)鋼筋耐久性的影響評定標(biāo)度

20.95影響不顯著1

[0.85,0.95)有輕度影響2

[0.70,0.85)有影響3

[0.55,0.70)有較大影響4

<0.55鋼筋易失去堿性保護(hù)，發(fā)生銹蝕5

注：a為測量部位實測保護(hù)層厚度特征值；加為保護(hù)層厚度設(shè)計值。

表中，評定標(biāo)度為1表示良好、2表示較好，3表示較差，4表示壞的，5表示危險。

保護(hù)層厚度特征值D“e按下式計算：

Dne=Dn-KpSp

其中，＞為平均值，按下式計算：

n

Di—鋼筋保護(hù)層厚度實測值，精確至0.1mm；

n—測點數(shù)；

其中，SD一鋼筋保護(hù)層厚度實測值標(biāo)準(zhǔn)差，精確至0.1mm,按下式計算：

c歸匕①爐…①J

SD=、一E—

Kp一判定系數(shù)，按表6-4取用：

表6-4鋼筋保護(hù)層厚度判定系數(shù)

n10-1516?24225

%1.6951.6451.595

63.1.8保護(hù)層厚度儀標(biāo)定

1)鋼筋保護(hù)層測試儀使用期間的標(biāo)定校準(zhǔn)應(yīng)使用專用的標(biāo)定塊。

2)標(biāo)定塊由一根616的普通碳素鋼筋垂直澆鑄在長方體無磁性的塑料塊內(nèi),

使鋼筋距四個側(cè)面分別為15mm、30mm、60mm＞90mm?

6.3.2混凝土碳化深度檢測

6.3.2.1混凝土碳化的原因

當(dāng)混凝土置于空氣中或CO2環(huán)境中時，由于CO2的侵入，混凝土中的Ca(OH)2與空氣中的CO2在

一定濕度的范圍內(nèi)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成CaCCh等物質(zhì)，這種化學(xué)反應(yīng)稱為混凝土的碳化。

63.2.2混凝土碳化的危害

硬化的混凝土，由于水泥水化生成Ca(OH)2,故顯堿性，PH值＞12,此時混凝土里的鋼筋表面生

成一層穩(wěn)定、致密、鈍化的保護(hù)膜，使鋼筋不生銹?；炷撂蓟瘯沟没炷恋腜H值降低，當(dāng)PH值

小于11時，這時混凝土中鋼筋表面的致密鈍化膜就被破壞，造成鋼筋脫鈍而銹蝕。不僅如此，CaSCh、

CaSCU還會與水尼水化產(chǎn)物中的鋁酸三鈣反應(yīng)，生成物體積增大，從而使混凝土脹裂，這就是硫酸鹽

侵蝕破壞。當(dāng)環(huán)境處于50-70%的濕度時碳化速度最快。

碳化過程是由表及里、由淺入深，逐漸向混凝土內(nèi)部擴(kuò)散。表層的混凝土碳化后，侵入的CO2將

繼續(xù)沿著混凝土中的空隙通道向混凝土的深處擴(kuò)展，直至到達(dá)混凝土里鋼筋的表面。導(dǎo)致其體積膨脹

至約為基體的2-4倍，所產(chǎn)生的膨脹力將使混凝土保護(hù)層開裂。開裂的混凝土由于CO2不斷的侵入，

碳化更加嚴(yán)重，鋼筋銹蝕更加厲害，直至使混凝土剝落，嚴(yán)重的影響了結(jié)構(gòu)的耐久性。

632.3測量儀器

混凝土碳化深度測量儀

632.3原理

混凝土中的氫氧化碳遇酒精濃液會變紅色。

63.2.4測量方法

同5.3.5

63.2.5碳化深度度評定標(biāo)準(zhǔn)

混凝土碳化層深度對鋼筋銹蝕影響程度的評定標(biāo)準(zhǔn)見表6-5

表6-5混凝土碳化深度對鋼筋銹蝕影響程度評定標(biāo)準(zhǔn)

碳化深度/保護(hù)層厚度混凝土碳化影響程度評定標(biāo)度

<0.5輕微1

[0.5,1.0)較小2

[1.0,1.5)有影響3

[1.5,2.0)大4

>2.0很大5

表中，評定標(biāo)度為1表示良好、2表示較好，3表示較差，4表示壞的，5表示危險。

6.3.3混凝土電阻率檢測

電阻及電阻率是材料本身的屬性，電阻與材料的電阻率、截面積、長度有關(guān)，與電阻率成正比的,

電阻率越低，電阻就越低。因此混凝土電阻率反映了混凝土的導(dǎo)電性能，可間接評判鋼筋的可能銹蝕

速率。通?；炷岭娮杪试叫?，混凝土導(dǎo)電的能力越強(qiáng)，鋼筋銹蝕發(fā)展速度越快。通過測量混凝土電

阻率的大小來評定鋼筋銹蝕的速率。

6.3.3.1原理

由電阻的表達(dá)式：

R=pL/A

得到電阻率的表達(dá)式：

P==A/L*%

電阻率單位：[kQ*cm],因此對介質(zhì)施加電流并感知電位，即可知道介質(zhì)的電阻率。

6.3.3.1檢測儀器

混凝土電阻率測定儀，見圖6-13。

圖6-13resipod電阻率測定儀

63.3.2測試方法

混凝土電阻率測量方法：四電極法檢測。

見圖6-14,將resipod電阻率測定儀靠在待測電阻率的混凝土表面，對兩個外部探頭施加電流，并

測量兩個內(nèi)部探頭之間的潛在電位差異，電流通過孔液中的離子承載。計算出的電阻率取決于探頭的

間距。

圖6-14四極法檢測砂電阻率原理

電阻率：

p=2na/[kQ*cm]

a—取50cmo

633.3注意事項

1）測試面應(yīng)為混凝土面，混凝土表面不能涂有任何電絕緣涂料，應(yīng)保持潔凈。重要構(gòu)件及主要受力部

位應(yīng)布置測區(qū)，一個構(gòu)件測區(qū)數(shù)不少于30個；

2）表面下方的鋼筋網(wǎng)格應(yīng)利用鋼筋位置掃描儀標(biāo)記出來；

3）鋼筋不應(yīng)位于探頭正下方，且不應(yīng)與探頭保持平行；

4）最佳方向是與鋼筋成對角線進(jìn)行測量；

5）如果鋼筋間距太過接近，無法避開，則可以與鋼筋成直角進(jìn)行測量；

6）儀器與混凝土表面之間連接良好是獲取可靠的測量最重要的因素。測量之前先將接觸點浸入水中多

次一一使用淺的容器，以便可以向底部按壓一一這樣做將填滿蓄水池。測量時，牢牢向下按壓Resipod,

直至兩個外部橡皮帽置于要測試的表面；

7）混凝土的溫度應(yīng)與電阻率測量一起進(jìn)行測量并記錄下來。電阻率隨著溫度升高而降低（溫度測量可

用實驗室的萬用表）；電阻率測量的參考值通常基于20°C?實驗表明，溫度每增加一度，飽和混凝土

的電阻率會降低3%,而干混凝土的電阻率會降低5%；

8）電流穿過混凝土的孔液流動。探頭間距應(yīng)大于最大聚體粒徑，因為聚體材料通常是不導(dǎo)電的；

9）含水量越高，電阻率越低；

10）碳化混凝土比沒有碳化的混凝土的電阻率要高，但是，如果碳化層遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于探頭間距，則影響很

小；

63.3.4實驗步驟

1）預(yù)先準(zhǔn)備好一鋼筋混凝土板；

2）清除混凝土表面涂料、粉塵等，應(yīng)保持潔凈；

2）用鋼筋掃描儀掃出主筋與分布筋位置，并用粉筆畫出；

3）根據(jù)主筋與分布筋的位置，確定電阻率測試方向；

鋼筋會妨礙電阻率測量，因為它們的導(dǎo)電效果優(yōu)于周圍的混凝土。覆