2.砼結(jié)構(gòu)的檢測(cè)(一)資料

§2砼結(jié)構(gòu)的檢測(cè)要點(diǎn)：了解結(jié)構(gòu)檢測(cè)的意義、內(nèi)容、方法和原則；熟悉砼結(jié)構(gòu)外觀、裂縫和變形的檢測(cè)方法；了解砼碳化和鋼筋銹蝕的機(jī)理；重點(diǎn)掌握現(xiàn)場(chǎng)砼強(qiáng)度“回彈法”、“超聲回彈綜合法”二種檢測(cè)方法以及砼碳化和鋼筋銹蝕的檢測(cè)方法。

1

2.1概述

1何謂檢測(cè)檢測(cè)——即檢查和測(cè)試。檢查：主要是進(jìn)行定性判別；測(cè)試：是為了深入了解結(jié)構(gòu)構(gòu)件的力學(xué)性能和幾何特性。

2檢測(cè)的對(duì)象(意義)(1)采用了新材料、新結(jié)構(gòu)、新工藝的工程；

(2)某些重要的構(gòu)件；2

(3)結(jié)構(gòu)或構(gòu)件施工質(zhì)量出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)；

(4)受到各種災(zāi)害后的建筑物；

(5)使用年代久遠(yuǎn)且處于惡劣環(huán)境下的工程；

(6)危房或歷史性建筑需進(jìn)行可靠性鑒定時(shí).33檢測(cè)的內(nèi)容凡是影響結(jié)構(gòu)可靠性的因素都可以成為檢測(cè)的內(nèi)容。按屬性可分為：幾何量(結(jié)構(gòu)的幾何尺寸、地基沉降、結(jié)構(gòu)變形、砼保護(hù)層厚度鋼筋位置和數(shù)量、裂縫寬度等)、物理力學(xué)性能(材料強(qiáng)度、地基的承載能力、樁的承載能力、預(yù)制板的承載力、結(jié)構(gòu)自振周期等)和化學(xué)性能(砼碳化、鋼筋銹蝕等)三類(lèi)。4

4檢測(cè)的方法非破損檢測(cè)法、半破損檢測(cè)法、破損檢測(cè)法三種。

5檢測(cè)的原則

(1)“必須、夠用”的原則；

(2)針對(duì)性原則；

(3)規(guī)范性原則；

(4)科學(xué)性原則。52.2砼結(jié)構(gòu)的外觀及裂縫和變形檢測(cè)

1外觀測(cè)量——建筑結(jié)構(gòu)測(cè)繪(幾何測(cè)量)

柱網(wǎng)的軸線尺寸、主要受力構(gòu)件的截面尺寸、各層建筑的標(biāo)高、鋼筋的間距、數(shù)量和直徑、基礎(chǔ)的大小、埋置深度，及時(shí)繪制實(shí)測(cè)圖。

62裂縫檢測(cè)裂縫出現(xiàn)的部位、走向、長(zhǎng)度和寬度，繪制裂縫分布圖(展開(kāi)圖)。裂縫寬度用10-20倍裂縫讀數(shù)放大鏡讀取，裂縫長(zhǎng)度用鋼尺測(cè)量，裂縫深度用極薄的鋼片插入裂縫量測(cè)，判別裂縫是否發(fā)展可用粘貼石膏法——將厚10mm左右、寬約50-80mm的石膏餅牢固地粘貼在裂縫處，觀察石膏是否開(kāi)裂；也可在裂縫的兩側(cè)粘貼紙條，并在紙條上注明粘貼時(shí)間，觀察紙條是否開(kāi)裂。對(duì)建筑結(jié)構(gòu)有危害的裂縫主要有：受力裂縫、溫度裂縫、地基不均勻沉降引起的裂縫。73結(jié)構(gòu)變形檢測(cè)水平構(gòu)件檢測(cè)撓度，豎向構(gòu)件檢測(cè)傾斜或側(cè)移?！拔菁堋?/p>

撓度檢測(cè)——拉鐵絲或選取基準(zhǔn)點(diǎn)用水準(zhǔn)儀量側(cè)；屋架傾斜檢測(cè)——在屋架中部拉桿處，從上弦固定吊錘到下弦處，沿垂線到相應(yīng)下弦的水平距離即為屋架的傾斜值，并記錄傾斜方向；8建筑物傾斜測(cè)量——觀測(cè)點(diǎn)沿垂直方向設(shè)置上下兩點(diǎn)或上、中、下三點(diǎn)，經(jīng)緯儀設(shè)置在大于建筑物高度的地方，在相互垂直的兩個(gè)方向觀測(cè)；水平位移測(cè)量——以下觀測(cè)點(diǎn)為基準(zhǔn)；9基礎(chǔ)不均勻沉降觀測(cè)——一般沿建筑物周邊每隔10-20m設(shè)置沉降觀測(cè)點(diǎn)(常設(shè)于建筑物四周角點(diǎn)、中點(diǎn)或轉(zhuǎn)角處、沉降縫的兩側(cè))，用經(jīng)緯儀、水準(zhǔn)儀(或全站儀)測(cè)量水平和垂直方向的變形。一般來(lái)說(shuō)，底層出現(xiàn)45度方向的斜裂縫時(shí)，地基發(fā)生了盆式沉降(中間下沉多)；墻面裂縫發(fā)生于頂層時(shí)，是端部的沉降多。

102.3砼結(jié)構(gòu)的損壞機(jī)理

1鋼筋銹蝕裂縫寬度達(dá)到0.4mm以上，結(jié)構(gòu)構(gòu)件處于潮濕環(huán)境(相對(duì)濕度大于40％)。砼中鋼筋產(chǎn)生銹蝕后，由于銹皮會(huì)吸濕產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)而膨脹，其體積將增大2～4倍，從而脹裂砼保護(hù)層。鋼筋銹蝕的危害

1、

粘結(jié)力減弱，降低承載能力

2、

鋼筋截面減小，降低承載能力

3、

鋼筋銹蝕后易產(chǎn)生應(yīng)力集中，增加脆性

4、

預(yù)加應(yīng)力鋼筋銹蝕后，在高應(yīng)力作用下會(huì)加快銹蝕，即所謂應(yīng)力腐蝕現(xiàn)象。11腹板鋼筋銹蝕崩裂混凝土表面12b箱內(nèi)頂板鋼筋銹蝕成片頂裂混凝土保護(hù)層四川路橋箱內(nèi)腹板和頂板鋼筋銹蝕裂縫13漢陽(yáng)路橋橋面板鋼筋銹損14漢陽(yáng)路橋邊橋面板鋼筋嚴(yán)重銹蝕152砼碳化指大氣中的二氧化碳?xì)怏w對(duì)砼的作用。碳化降低了砼孔隙液體的pH值(未碳化前pH值約為12-13，可在鋼筋表面形成一層致密的氧化膜且處于鈍化狀態(tài))，碳化后pH值約為8-10，使鋼筋銹蝕。163氯離子侵蝕氯離子具有很強(qiáng)的穿透氧化膜的能力。當(dāng)砼中含有氯離子時(shí)，即使砼堿度較高，鋼筋周?chē)捻派形刺蓟摻钜矔?huì)出現(xiàn)銹蝕。氯離子的來(lái)源：施工中摻入防凍劑(內(nèi)摻型)或環(huán)境中氯離子的滲透(外摻型)——如用氯氣對(duì)水池消毒的游泳館。174裂縫裂縫為有害物質(zhì)進(jìn)入砼內(nèi)部提供了便利的條件，造成鋼筋銹蝕。裂縫可分為兩類(lèi)：1、

非荷載裂縫――材料自損、劣化（由于材料自身內(nèi)力引起裂縫）2、

荷載裂縫――外力裂縫（由于外力、軸線變形或支承變位引起的裂縫）雖然裂縫在規(guī)范里是作為正常使用狀態(tài)中耐久性來(lái)評(píng)價(jià)，但結(jié)構(gòu)損壞乃致倒塌往往是從裂縫的擴(kuò)展開(kāi)始的，由安全狀態(tài)隨著時(shí)間的延伸而逐漸轉(zhuǎn)化為不安全狀態(tài)，因此結(jié)構(gòu)耐久性問(wèn)題實(shí)質(zhì)也是安全問(wèn)題，必須引起重視。18一、

混凝土收縮裂縫1、混凝土收縮原因混凝土組成：粗骨料細(xì)骨料膠結(jié)料：水泥＋水→水化→水泥凝膠體→水泥石混凝土收縮實(shí)為水泥石收縮，有三種原因：1）化學(xué)收縮－水化過(guò)程中體積縮小2）物理收縮－自由水蒸發(fā)、干燥引起體積縮小3）碳化收縮－空氣中CO2與混凝土中Ca(OH)2發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生CaCO3折出水分蒸發(fā)，促使體積縮小。192、混凝土收縮裂縫的原因－自由收縮受到約束當(dāng)收縮受到約束而產(chǎn)生的拉應(yīng)變大于當(dāng)時(shí)砼的極限拉應(yīng)變就會(huì)產(chǎn)生與拉應(yīng)力方向相垂直的裂縫。1)砼構(gòu)件表面收縮龜裂（圖1）20剛架拱（蘇州金雞橋）橫隔板濕接頭收縮裂縫21剛架拱橋面縱向裂縫22壽春路橋中承式拱吊桿頂端封錨砼周邊收縮裂縫23壽春路橋中承式拱吊桿頂端封錨處有5cm厚積水24壽春路橋吊桿鋼管內(nèi)部黃油由于鋼絲銹蝕物混合成咖啡渣狀并含水份25

5凍融破壞指在水飽和和潮濕狀態(tài)下，由于溫度正負(fù)變化，建筑物的已硬化砼內(nèi)部孔隙水結(jié)凍膨脹，融解松弛，產(chǎn)生疲勞應(yīng)力，造成砼由表及里逐漸剝蝕的破壞現(xiàn)象。水結(jié)冰時(shí)體積約膨脹9％。而提高抗凍性能的有效方法是：采用水灰比小的砼。

266堿-骨料反應(yīng)指水泥中的堿和骨料中的活性氧化硅發(fā)生反應(yīng)，生成堿．硅酸鹽凝膠并吸水產(chǎn)生膨脹壓力，致使砼出現(xiàn)開(kāi)裂現(xiàn)象。另外堿與硝酸鹽骨料反應(yīng)生成Mg(OH)2，可導(dǎo)致砼龜裂，直至砼完全破壞。

27杭州清泰門(mén)立交橋端橫隔板由于堿活性骨料膨脹引起的裂縫形態(tài)28清泰門(mén)立交橋西部第七孔和第八孔之間伸縮縫西側(cè)第七孔端橫梁底裂縫29清泰門(mén)立交橋第七孔端橫梁裂縫形態(tài)30清泰門(mén)立交橋第八孔端橫梁底裂縫形態(tài)31清泰門(mén)立交橋第七孔端橫梁鑿入內(nèi)部發(fā)現(xiàn)堿骨料反映特征－變質(zhì)輝綠巖外圈產(chǎn)生白色反應(yīng)環(huán)32清泰門(mén)立交橋第七孔端橫梁內(nèi)部層離狀裂縫形態(tài)33上海內(nèi)環(huán)線高架道路空心板梁骨料膨脹病害上海內(nèi)環(huán)線高架道路黃興路1121～1123墩之間二孔跨徑為22m的先張法預(yù)應(yīng)力空心板梁于2000年發(fā)現(xiàn)梁底多處產(chǎn)生混凝土保護(hù)層崩裂和崩落，幸好未傷人。34圖a~d為空心板底崩裂裂縫和崩落后可見(jiàn)白色及姜黃色石子圖a35圖b36圖c37圖d38黃興路內(nèi)環(huán)線高架空心板梁底骨料膨脹崩落混凝土錐體39404142434445裂縫呈層離狀，用錘敲擊混凝土頂面及側(cè)面，有明顯起殼聲，這種剝離層厚度達(dá)150mm以上46用超聲波探測(cè)裂縫深度47堿-