桥梁混凝土检测方法

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检测方法
回弹法
简便与操 作性 很好 好
较好 较差 一般
准确性 检测范 围 一般 较宽 较差
较好 好 较好
检测速 度 快 快
较快 慢 中等
检测成 本 很低 低
低 高 较高
超声法
超声回弹综合 法 钻芯法 拔出法
一般
较宽 很宽 宽
混凝土碳化深度测量

碳化(中性化)定义:混凝土的碳化作用 是指空气中的二氧化碳与水泥石中的氢氧 化钙作用,生成碳酸钙和水。碳化又叫中 性化。
的变化,便可得到材料的某些性质与内部构造情况。
普通混凝土检测中,通常采用20KHz~500KHz
的超声频率。
超声波穿透时间长
有空洞 混凝土
超声波穿透时间短
很密实 混凝土
混凝土强度低
混凝土强度高
故用超声波在混凝土中传播的速度快 慢来推定其强度。
混凝土超声波仪的基本电路
适用范围

比较R-C曲线
R即混凝土强度的换算值; C即超声波在混凝土中的传播 速度。 R-C曲线可由试验方法或 有关的技术规范或规程提供。 从曲线中可看出:当混凝土强 度越高,超声仪的分辨率也就 越低。通常不易测混凝土强度 高于C40的混凝土构件。

碳化深度修正
当dm≤0.4mm时,按dm=0进行处理。否则,按规定计算。

结果评定 由实测的Rm和dm值,按《规程》测区混凝土强度值的换算 表求得混凝土强度值fcu,并由此评定检测结构构件的混凝 土强度。
回弹值与强度值的关系

《回弹法检测混凝土抗压强度技术规程》(JGJ/T 23-2001) 统一的测强曲线
混凝土的强度越高,表面硬度越大,R值也越大。通过
事先建立的混凝土强度与回弹值关系曲线fcu-R,即可从R值
求得fcu值。
回弹法的特点
优点:测试简单、快速、被测物的形状
尺寸一般不受限制。
缺点:测定部位仅限于混凝土表面。
回弹法的适用范围

适用于工程结构普通混凝土抗压强度的检测

不适用于表层与内部质量有明显差异或内部存

芯样试件应在与被检测结构湿度基本一致 的条件下进行抗压试验; 检测批混凝土强度推定采用数理统计的方 法; 单个构件最少芯样数量为3个,小构件不少 于2个,取最小值作为混凝土强度推定值。
拔出法检测混凝土强度
拔出法试验是用一金属锚固件埋入混
凝土构件内,然后测试锚固件被拔出时的
拉力,由被拔出的锥台形混凝土块的投影
在缺陷的混凝土结构或构件的检测。

当混凝土表面遭受了火灾、冻伤、化学物质侵
蚀或内部有缺陷时,就不能直接采用回弹法检
测。
回弹仪
回弹仪的技术要求
回弹仪宜采用指针直读式示值系统 回弹仪必须具有产品合格证及检定单位的检定合 格证 回弹仪应符合下列标准状态的要求: 1、水平弹击时,冲击能量为 2.207J ; 2、弹击锤起跳点应相应于刻度尺的 “0”点处; 3、在洛氏硬度为 60±2 的钢砧上回弹率定值为
一定程度上也反映了混凝土的塑性性质,但它只能确切
反映混凝土表层约3cm左右厚度的状态。
特点

优点:
具有两种方法的优点
能对单一方法测得的某些参数进行补偿修正

缺点
比单一法费事,试验前准备工作量大。
适用范围

水泥为普通硅酸盐水泥; 砂、石集料符合检验要求; 可掺或不掺矿物拌合料、外加剂、粉煤灰、泵 送剂; 混凝土龄期为7-2000d;
电磁感应法测保护层
回弹法
用回弹仪弹击混凝土表面时,由仪器重锤 回弹能量的变化,反映混凝土的弹性和塑性性 质,通过测量混凝土表面硬度来推算其抗压强
度,是混凝土结构现场检测中常用的一种非破
损试验方法。
回弹法工作原理
用一弹簧驱动的重锤,通过弹击杆(传力杆)弹击混 凝土表面,并测出重锤被反弹回来的距离,以回弹值 R(即 重锤反弹距离 L′与弹簧初始长度 L之比)作为与混凝土强 度 fcu相关的指标,来推定混凝土强度。
超声波探测仪、读数显微镜、 数码裂缝检测仪
3
裂缝
读数尺
内容
回弹法 超声法 超声回弹法 半电位法 混凝土电阻率
பைடு நூலகம்
动态称重法
磁通量测缆索损失 X射线衍射法测应力 超声相控阵 CT检测
钻芯取样
拔出法 碳化深度 氯离子含量检测 超声波测缺陷
三维光学测量
钻芯法检测混凝土强度
钻芯法试验是使用专用的取芯钻机,从 被检测的结构或构件上直接钻取圆柱形的混


凝土芯样,并根据芯样的抗压强度推定混凝
土的立方体抗压强度。
检测规程: 《钻芯法检测混凝土强度技术规程 》CECS03:88 检测设备: 钻芯机、锯切机、研磨机、补平装置、压力试验机、 钢筋位置探测仪等
注意事项
为防止换能器与混凝土间缝隙有空气介质,使传 播速度减慢,应在换能器上涂上黄油或浆糊耦合剂。
耦合剂
混凝土
超声波探头
三个测点则由三个传播时间求取平均值,再由R-C曲线得到
此测区的混凝土强度得推定值。
在混凝土浇筑面或底面测试时,所测得的声速需乘以1.034。 有钢筋时应进行修正,不适于密集钢筋的混凝土强度检测
公路桥梁检测技术和新方法
报 告 人:徐俊 联系方式 :jxuun@tongji.edu.cn
常用检测仪器
序号 1 参数 应变 机械式仪器 电(声、光)测仪器 千分表引伸仪、 电阻应变计、电阻应变仪、 手持应变仪 数据采集器、数据采集系统
2
变位
千分表、百分 表、挠度计
位移计、水准仪、全站仪、 测距仪
超声回弹综合法
超声回弹综合法是建立在超声传播速度和回弹值与 混凝土抗压强度之间相互关系的基础上的,以声速和回
弹值综合反映混凝土抗压强度的一种非破损检测方法。
超声波在混凝土材料中的传播速度反映了材料的弹 性性质,由于声波穿透被检测的材料,因此也反映了混 凝土内部构造的有关信息。 回弹法的回弹值反映了混凝土的弹性性质,同时在
检测要求
超声仪采用非金属超声仪。工作频率在1MHZ 以下(通常采50KHZ~100KHZ)。 测区(200mm*200mm)不得少于10个,间距不 大于2m。每个测区沿对角安排三个测点。


量得超声波穿过混凝土得厚度,将两换能器保 持在一条直线上。
三个测点则由三个传播时间求取平均值,再由 R-C曲线得到此测区的混凝土强度得推定值。
回弹法误差较大对重要构件应慎重选取; 适用不掺外加剂或仅掺引气剂的混凝土; 混凝土龄期为14-1000d; 强度范围为10-60MPa; 下列情况不可采用统一测强曲线:
集料最大粒径大于60mm; 特种成型工艺制作的混凝土; 检测部位曲率半径小于250mm; 潮湿或水浸的混凝土。

抽检数量不少于构件总数的30%或10件。


回弹法检测混凝土强度步骤

第一步:测回弹值
用回弹法测定混凝土强度对于每个试件的测区数目不少于10个,
每一测区应为不小于0.04m2的面积,以能容纳16个回弹测点为宜。两 个相邻测区的间距不宜大于2m,而测区宜选在混凝土浇筑的侧面。 测区内的16个测点宜均匀分布,同一测点只允许弹击一次,测点不 应在气孔或外露石子上,相邻两测点的净距一般不小于2cm。测点距 离结构或构件边缘或外露钢筋、预埋件的距离一般不小于3cm。 第二步:测碳化深度 在回弹的每个测区选择一处用钻孔法洒入浓度为1%酚酞酒精
特点

不需要建立混凝土的某种物理量与强度之
间的换算关系,是一种较为直观可靠的检
测混凝土强度的方法。

由于需要从结构构件上取样,对原结构有
局部损伤,是一种有损试验方法。

对芯样的加工要求高,设备笨重,
强度试验与计算:
按《普通混凝土力学性能试验方法》进行抗压试验。 芯样混凝土强度换算值:
式中 F——芯样抗压试验测得的最大压力值( N); d ——芯样的平均直径(mm); a ——高径比换算系数,按表3-2取用;或按下式计算。
溶液检测,不呈现紫红色反应的厚度即为混凝土的碳化深度dm。

第三步:记录回弹角度和回弹表面状态 第四步:数据处理

求回弹平均值
当回弹仪按水平方向测得试件混凝土浇筑侧面的16个回弹值 后,分别剔除3个最大值和3个最小值,按余下的10个回弹值 取平均值。

回弹角度影响修正
将回弹平均值按不同测试角度和不同浇筑面作分别修正。
后装法(CAPO试验):在混凝土硬化后再钻孔埋
入膨胀螺栓作为锚固件的方法。该法用于检测混凝 土的质量和判断硬化混凝土的现有实际强度。
试验装置
拔出法试验的加荷装置是一专用的手动
油压拉拔仪,油缸进油时对拔出杆均匀施加
拉力,加荷速度控制在0.5~1KN/s,在油压表
或荷载传感器上指示拔力。
注意事项

数据处理
采用拔出法作为混凝土强度的评定依据时, 必须按已经建立的拔出力与立方抗压强度之间的 相关曲线,由拔出力确定混凝土的抗压强度。 目前国内拔出法的测强曲线都采用一元回归 直线方程 fcu=aF+b 式中: fcu为测点混凝土强度换算值,F为测点拔 出力,a,b为回归系数。
几种混凝土强度测试方法比较

由全国有代表性的材料、成型养护工艺配制的混凝土试件, 通过试验所建立的曲线。 由本地区常用的材料、成型养护工艺配制的混凝土试件, 通过试验所建立的曲线。 由与结构或构件混凝土相同材料、成型养护工艺配制的混 凝土试件,通过试验所建立的曲线。

地区测强曲线


专用测强曲线

注意事项

适用范围
适用于工程结构普通混凝土抗压强度的检 测。 还可应用于下列情况的检测:

表层与内部质量有差异的混凝土
表面遭受了火灾、冻伤、受化学物质侵蚀的混
凝土 常用于对板类构件的检测
注意事项

芯样
芯样数量不宜少于15个; 芯样直径应大于最大粒径的3倍,采用小芯样其
直径不应小于70mm或最大粒径的2倍; 芯样高度直径比值为1。

单个构件检测时,至少有三个测点。当最大拔 出力及最小拔出力与中间值之差均小于5%, 不进行补测。 对同批构件按批抽样检测时,构件抽样数应不 小于同批件的30%,且不小于10件,每个构件 不应少于三个 测点。

结构或构件上的测点,宜布置在混凝土浇筑方 向的侧面,应分布在外荷载或预应力钢筋压力 引起应力最小的部位。 测点分布均匀并应避开钢筋和预埋件。 测点间距应大于10h,测点距离试件端部应大 于4倍的锚固件锚固深度。



强度范围为10-70MPa;
搅拌混凝土或泵送混凝土;

自然养护。
测试方法
采用超声回弹综合法检测混凝土强度时,应严格遵 照《超声回弹综合法检测混凝土强度技术规程》的 要求进行。

回弹值的测量及计算同回弹法,但不须测量混凝 土的碳化深度。
超声法的测量及计算同超声法的规定,但是超声 的测点应布置在同一个测区回弹值的测试面上, 测量声速的探头安装位置不宜与回弹仪的弹击点 相重叠。 回弹测点 每一测区内,宜先回弹测试, 后超声测试。 超声测点

混凝土强度评定



测区数为10个及以上时,计算平均值和标准差; 测区数少于10时,取测区最小混凝土强度值为 推定值; 测区强度值出现小于10MPa,混凝土强度推定 值小于10MPa; 测区数不少于10个时,按数理统计方法计算, 即均值减去1.645倍的标准差; 均值小于25MPa,标准差大于4.5MPa;均值位 于25和50MPa之间,标准差大于5MPa;均值 不小于50MPa,标准差大于5.5MPa时,按单个 构件评定。
80±2 。
回弹测量步骤

将弹击杆顶住混凝土的表面,轻 压仪器,松开按钮,弹击杆徐徐 伸出。 使仪器对混凝土表面缓慢均匀施 压,弹击杆向机壳内推进,弹击 拉簧被拉伸,待弹击锤脱钩冲击 弹击杆后即回弹,带动指针向后 移动并停留在某一位置上,即回 弹值。 继续顶住混凝土表面并在读取和 记录回弹值后,逐渐对仪器减压, 使弹击杆自仪器内伸出,重复上 述操作,即可测得被测构件或结 构的回弹值。
面积,确定混凝土的拔出强度,并由此推
断混凝土的立方抗压强度,它也是一种半 破损试验的检测方法。
钻孔
磨槽
安装锚固件
拔出试验

特点
精度高
可测强度高达85MPa的混凝土
有损检测

类型及适用范围
预埋法(LOK试验):在浇筑混凝土时预埋锚固件
的方法。该法常用于工程施工阶段,按事先计划要 求布置测点。
超声脉冲法
结构混凝土的抗压强度与超声波在混凝
土中的传播参数(声速、衰减等)之间的相
关关系是超声脉冲检测混凝土强度方法的基 础。
检测原理
超声波检测主要是测量超声波在混凝土当中的 传播速度。 超声波在介质中传播时,遇到不同界面,将产 生反射、折射、绕射、衰减等现象,从而使传播的
声时、波形、频率等发生相应变化,测定这些规律
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