混凝土无损检测技术

（d）钻芯法 优点：无需混凝土立方体试块 或测强曲线、直观、准确、代 表性强、可同时检测混凝土内 部缺陷等。 缺点：结构局部破损、芯样数 目有限、钻芯及芯样加工需专 用设备、时间长。 《钻芯法检测混凝土强度技 术规程》(CECS03:2007)，钻头 内径 100 或 150mm ，芯样长度不 小于其直径。
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回弹仪回弹法的测试混凝土强度的步骤： 选定测区,测定各测区混凝土强度回弹值(16点/区)。 测定构件测区附近混凝土表面碳化深度（滴定法）。 计算各测区混凝土回弹值中间10个点的平均值。 根据测强曲线，查得各测区混凝土强度换算值。 各测区混凝土强度换算值进行角度修正。 各测区混凝土强度换算值进行浇筑面修正。 各测区混凝土强度换算值进行泵送修正。 计算构件强度换算值的最小值，平均值和标准差。 根据测区数的不同，确定构件混凝土强度推定值。
检测方法 回弹法 超声法 超声回弹 综合法 钻芯法 拔出法 28 简便与 操作性 很好 好 较好 较差 一般 准确性 一般 较差 较好 好 较好 检测 范围 较宽 一般 较宽 很宽 宽 检测 速度 快 快 较快 慢 中等 检测 成本 很低 低 低 高 较高
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【例】
兴国寺塔，座落在江阴市 区南街和中山南路相交的 西侧。始建于北宋年间， 原为砖木结构楼阁式，元 至正年间遭战火毁坏，明 正统年间修复，塔身增为 9 级。清 嘉庆 22 年 ，塔内 架木及顶毁于火，砖壁筒 体犹存。民国 14 年军阀混 战时，被炮弹击中残塔顶 部，塔的最高三层被削去 大半，仅剩西南半侧，遂 成钢笔尖形。 六层以下仍 为宋时原物。塔身第七层 内壁八角形，存有西北、 西南、西三个残面，第八 层仅存高约 2 米孤立残壁 一片。
v
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E (1 ) (1 )(1 2 )
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采用超声法检测混凝土，具有以下特点： 检测过程无损于材料和结构构件的性能； 直接在结构物上进行检测并推定其实际的强度； 重复或复核检测方便，检测方法具有良好重复性； 具有检测混凝土均匀性和内部缺陷的功能； 在有些情况下，超声法有其特殊的适应性。
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混凝土芯样
未加工芯样
无裂缝芯样
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有裂缝芯样
已加工芯样
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（e）拔出法 拔出法是将安装在混凝土中的锚固件拔出，测定 最大拔出力，根据预先建立的拔出力与混凝土强度之 间的关系推定混凝土强度的方法。这是一种局部微破 损检测方法。 拔出法分为两类，一类是预埋拔出法，即在混凝 土结构或构件的施工过程中预先安装锚固件，待混凝 土硬化后再将锚固件拔出，检验新浇混凝土的强度。 另一类是后装拔出法，在已硬化的混凝土构件表面钻 孔，安装一特制的膨胀螺栓，然后将膨胀螺栓拔出， 测定混凝土的强度。实际工程中，后装拔出法应用较 多。
c 1.439 1.769 f cu 0.0056( v ) ( R ) （粗骨料为卵石时） ,i ai ai
f
c cu ,i
0.0162(vai )
1.656
( Rai )
1.410
（粗骨料为碎石时）
与单一的回弹法相比，超声回弹综合法不再具有 简便快速的优势。
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（b）混凝土结构的内部缺陷检测
对测法测点位置
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斜测法测点位置
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（C）雷达法检测混凝土内部缺陷和钢筋位置
微 波 频 率 为 300MHz～300GHz，属电 磁波。对混凝土有很强 的穿透能力，检测深度 大，对混凝土内部缺陷 敏感。
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源自文库
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超声波： 20kHz~250KHz 测量声参量： 声时 波幅 频率
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超声波在混凝土中传播的时间，称为声时；将发 射探头与接收探头之间的距离除以声时，得到超声波 在混凝土中传播的速度，称为声速；超声检测仪将从 发射探头发射的脉冲信号第一次达到接收探头的信号 称为首波。超声检测仪主要检测首波达到的时间和首 波的波形。这样，利用超声仪检测混凝土所依据的信 息主要就是声时，距离，声速和首波。 根据弹性力学，纵波形式的机械波在固体内传播 速度v与固体材料性质之间的关系：
（2）混凝土结构内部质量检测
混凝土结构内部质量主要内容是指混凝土内部的 缺陷大小，钢筋的配置与设计文件符合的程度，裂缝 的深度以及钢筋锈蚀的程度。 检测目的主要是为判定结构是否满足承载能力极 限状态和正常使用极限状态提供结构基本信息。
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（a）混凝土结构构件的裂缝深度检测 单面平测法——浅裂缝 声传播距离有限,目前常用检测500mm深度的裂缝。
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根据回弹仪的测试原理，使用时应注意以下要点： 回弹值与混凝土表面硬度有直接关系，影响混凝土表 面硬度的因素对回弹值也会产生直接影响。 回弹仪是依靠弹击锤的回弹距离来测量混凝土的强度， 回弹仪与水平方向的夹角不同，将会影响回弹值影响 回弹值。 混凝土由粗骨料、细骨料和水泥组成，表面的硬度分 布不均匀，有的部位回弹值高，而有的部位回弹值低。 采用回弹仪测试混凝土强度时，须注意其限制条件。 采用回弹法检测混凝土的强度，必须预先知道回弹值 与混凝土强度的关系，该关系称为回弹法测强曲线。
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操作方法
测砼碳 化深度
回弹值越大，碳化深度越小，强度越高
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（b）超声脉冲法
数据采集显示 接 收 放大器
R
接收
波形显示
T
发射
高压发 射电路 同步信号 发 生 器
超声波 检测基 本原理 示意图
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ZBL-R620型钢筋直径与 保护层厚度检测仪
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电磁法检测钢筋位置
用途：检测混凝土内部的钢 筋位置，保护层厚度，钢筋 直径。
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（e）半电池法检测钢筋腐蚀
沿钢筋长度方向的裂缝常常是钢筋较严重腐蚀的标志。 对混凝土内钢筋腐蚀的检测主要基于钢筋腐蚀的电化学机 理。检测时，将浸入在硫酸铜溶液中的铜片与混凝土中的 钢筋相连，再将浸润硫酸铜溶液的测量触点在混凝土表面 移动，如果钢筋的腐蚀环境和腐蚀程度不同，测量半电池 与钢筋表面半电池之间的电位差就不同，这样，就得到钢 筋各处半电池电位变化。 半电池法可检测出钢筋腐蚀的危险区域。如果钢筋未 腐蚀，表面的钝化状态良好，半电池电位较高，铜/硫酸铜 标准半电池测出的电位一般不会低于－100mV，而严重腐蚀 时，测得的电位值可能低于－400mV。
中华人民共和国行业标准 《回弹法检测混凝土抗压强度技术规程》 (JGJ/T23-92) 中国工程建设标准化协会标准 《超声回弹综合法检测混凝土强度技术规程》 (CECS 02：88) 中国工程建设标准化协会标准 《钻芯法检测混凝土强度技术规程》 (CECS 03：88) 中国工程建设标准化协会标准 《超声法检测混凝土缺损技术规程》 (CECS 21：90) 中国工程建设标准化协会标准 《后装拔出法检测混凝土强度技术规程》 (CECS 69：64) 中国建筑科学研究院企业标准 《贯入法检测砌筑砂浆抗压强度技术规程》 (Q/JY11-1998) 中国建筑科学研究院企业标准 《回弹法检测高强混凝土强度技术规程》 (Q/JY17-2000)
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（a）混凝土结构构件的裂缝深度检测 双面斜测法——浅裂缝 在工业与民用建筑中常遇见梁的跨中或梁与 柱结合部位出现裂缝，需要检测其深度及其在水 平方向是否贯通。
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（a）混凝土结构构件的裂缝深度检测 钻孔对测法——深裂缝 裂缝深度在500mm以上时，在裂缝两侧钻声 测孔。
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8.2 混凝土结构的非破损检测
（1）混凝土强度检测
（a）回弹法——回弹仪回弹法 用回弹仪测量弹击锤的回 弹值，再利用回弹值与混凝土 表面硬度（强度）的关系推算 混凝土的强度。
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回弹仪原理
x 回弹值R 100% l
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孔中对测法 检测地下基 础的深裂缝
采用超声法检测裂缝深度时，要求裂缝中没有积 水和泥浆，因为平测法和斜测法得到的信号质量都比 较差，裂缝中的积水和泥浆使裂缝对超声波的衰减作 用减小，使得检测中发现缺陷信号的难度加大。此外， 钢筋混凝土构件中的钢筋对超声波的传播产生干扰， 使缺陷信号不明显，当钢筋粗且密集时，不宜采用超 声法检测裂缝深度。
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手持式雷达仪及所测得的图像
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探地雷达
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（d）电磁法检测钢筋直径和混凝土保护层厚度
由于钢筋的存在， 使检测仪形成的电磁场 受到影响，在线圈中产 生感应电流，感应电流 放大后，驱动显示仪表 给出测试结果。 采用钢筋直径和保 护层厚度检测仪时，一 般有两个未知参数，一 个是混凝土保护层厚度， 一个是钢筋直径。
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超声回弹综合法
回弹测点
20cm
超声测点
20cm
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采用超声回弹综合法检测混凝土强度的步骤与回 弹法和超声法相同，在选定的测区内分别进行超声测 试和回弹测试，得到声速值和回弹值。按照《超声回 弹 综 合 法 检 测 混 凝 土 强 度 技 术 规 程 》 （ CECS 02:2005），采用下列公式计算混凝土的强度：
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鉴定性试验通常解决的问题：
检验结构、构件或结构部件的质量； 确定已建结构的承载能力； 验证结构设计的安全度； 结构施工工艺通过试验进行鉴定； 处理工程事故，通过试验鉴定提供技术根据； 推断和估计结构剩余寿命； 为加固、改建、新建工程提供数据。
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后 装 拔 出 试 验 操 作 步 骤
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钻孔
磨槽
安装锚固件
拔出试验
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圆盘式拔出仪示意图
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（f）检测混凝土强度的各种方法的比较 混凝土强度非破损检测方法的比较
利用超声声速对混凝土强度进行大致判断的参考数据
声速（m/s） 4500 3500～4500 3000～3500 2000～3000 2000 18 混凝土质量 优 好 不佳或有问题 差 很差
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（c）超声回弹综合法 与单一的回弹法或超声法相比，超声回弹综合法 具有以下优点： （1）混凝土的龄期和含水率对回弹值和声速都有影响。 两者结合的综合法可以减少混凝土龄期和含水率的影 响。 （2）回弹法通过混凝土表层的弹性和硬度反映混凝土 的强度，超声法通过整个截面的弹性特性反映混凝土 的强度。采用超声回弹综合法，可以内外结合，相互 弥补各自不足，较全面的反映了混凝土的实际质量。
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第八章
混凝土无损检测技术
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8.1 概述
结构非破损检测与鉴定的对象为已建工程结构。 对于新建结构， 非破损检测和鉴定的目的包括验 证工程质量，处理工程质量事故，评估新结构、新材 料和新工艺的应用等。 对于服役结构， 通常用结构可靠性鉴定涵盖非破 损检测与鉴定的内容，其目的主要是评估已建结构的 安全性和可靠性，为结构的维修改造和加固处理提供 依据。