第五章 混凝土强度无损检测技术

1、第五章 混凝土强度无损检测技术 无损检测：指以不损坏构件或材料将来使用和使用可靠性的前提下，对其进行宏观缺陷检测、几何特征测量、化学成分、组织结构和力学性能变化的评定，并进而就材料或制件对特定应用的适用性进行评价的一门学科。 混凝土强度的无损检测技术能够反映结构无损检测技术能反映结构物中混凝土的强度、均匀性、连续性等各项质量指标。根据其原理可分为非破损法、半破损法和综合法三种。 非破损法是以混凝土强度与混凝土某些物理量之间的相关性为基础，测试这些物理量时不影响混凝土结构或构件的任何性能，然后根据相关关系推算被测混凝土的标准强度换算值，并据此推算出强度标准值的推定值或特征强度。 超声回弹法综合属

2、于典型的非损坏检测法，是同时利用超声法和回弹法对混凝土同一测区进行检测的方法。它可以弥补单一方法固有的缺欠，做到互补。 半破损法，以不影响结构或构件的承载力为前提，在结构或构件上直接进行局部破坏性试验，或直接钻取芯样对芯样进行破坏性试验，然后根据试验值与混凝土标准强度或标准构件强度的参比物进行对比，按统计方法推算出被测结构实体的强度标准值或特征强度。属于这类方法的有钻芯法、拔出法、拔脱法、板析法。 综合法就是采用两种以上的无损检测方法，获取多种物理参量，并建立强度与多项物理参量的综合相关关系，以便从不同角度综合评价混凝土的强度。主要内容第一节 回弹法第二节 拔出法第三节 钻芯法 第一节 回弹法

3、利用回弹仪检测普通混凝土结构构件抗压强度的方法简称回弹法。回弹法是应用最广的无损检测方法。回弹法在我国使用已达五十余年。而且越用越广泛，这不仅仅是因为回弹法简便、灵活、符合国情，更是由于我国已解决了回弹法使用精度不高和不能普遍推广的关键问题.(一一)回弹法的基本原理及特点回弹法的基本原理及特点 回弹仪是一种直射锤击式仪器。混凝土试块的抗压强度与无损检测的参数回弹值之间建立起来的关系曲线，称为测强曲线，它是无损检测推定混凝土强度的基础。测强曲线根据材料来源，分为统一测强曲线、地区测强曲线和专用(率定)测强曲线三类。 1 回弹法的原理是：回弹法的原理是： 由于混凝土的抗压强度与其表面硬度之间存在某

4、种相关关系，而回弹仪的弹击锤被一定的弹力打击在混凝土表面上，其回弹高度(通过回弹仪读得回弹值)与混凝土表面硬度成一定的比例关系。因此以回弹值反映混凝土表面硬度，根据表面硬度则可推求混凝土的抗压强度。 回弹法是用弹簧驱动重锤，通过弹击杆弹击混凝土表面，测出重锤被反弹回来的距离，以回弹值(反弹距离与弹簧初始长度之比)作为与强度相关的指标来推定混凝土强度的一种方法。由于测量在混凝土的表面上进行，所以应属于表面硬度法的一种。 图4-18为回弹法的原理示意图。当重锤被拉到冲击前的起始状态时，若重锤的质量等于1，则这时重锤所具有的势能e为： （4-17）式中：k拉力弹簧的刚度系数； L拉力弹簧起始拉伸长度

5、。 212ek l 混凝土受冲击后产生瞬时弹性变形，其恢复力使重锤弹回，当重锤被弹回到x位置时所具有的势为： （4-18）式中：x重锤反弹位置或重锤弹回时弹簧的拉伸长度。所以重锤在弹击过程中，所消耗的能为： （4-19）212xek x2221()1 ( ) 2xxe e ek lxel 令： （4-20）在回弹仪中，L 为定值，所以R与x成正比，称为回弹值。将R代入式（4-19）得： （4-21） 由式(421)可知，回弹值等于重锤冲击混凝土表面后剩余势能与原有势能之比的平方根。xRl1xeeRee 简而言之，回弹值的大小，取决于与冲击能量有关的回弹能量，而回弹能量主要取决于被测混凝土的弹塑

6、性性能。混凝土的强度愈低，则塑性变形愈大，消耗于产生塑性变形的功也愈大，弹击锤所获得的回弹功能就愈小，回弹距离相应也愈小，从而回弹值就愈小，反之亦然。据此，可由实验方法建立“混凝土抗压强度一回弹值”的相关曲线，通过回弹仪对混凝土表面弹击后的回弹值来推算混凝土的强度值。 2 回弹法的特点是：回弹法的特点是： 用回弹法检测混凝土抗压强度，虽然检测精度不高，但是设备简单、操作方便、测试迅速以及检测费用低廉，且不破坏混凝土的正常使用，故在现场直接测定中使用较多。 该方法影响因素较多，如操作方法、仪器性能、气候条件等都会影响测定结果，产生较大误差，必须掌握正确的操作方法，注意回弹仪的保养和校正，这样可以

7、减小测量误差。 在回弹法检测混凝土抗压强度技术规程 (JGJT232001)中规定，回弹法检测混凝土的龄期为71000d，不适用于表层及内部质量有明显差异或内部存在缺陷的混凝土构件和特种成型工艺制作的混凝土的检测。这大大限制了回弹法的检测范围，例如不适用于既有建筑中混凝土龄期超过3年，以及遭受火灾、冻害、化学腐蚀等混凝土的强度检测。 解决这些问题的方法主要是采用钻芯法和回弹法相结合，对这两种方法的检测数据进行适当处理，基本上可以满足上述混凝土的强度检测，但不适用于内部存在缺陷的混凝土强度检测。另外，由于高强混凝土的强度基数较大，即使只有15的相对误差其绝对误差也会很大而使检测结果失去意义。 (

8、二二)回弹仪回弹仪1回弹仪的构造及工作原理回弹仪的构造及工作原理 回弹仪的类型比较多，有重型（fcC60）、中型（ fcC50 ） 、轻型（非混凝土材料）和特轻型，一般工程使用最多的是中型回弹仪。 我国自20世纪50年代中期，相继投入生产指针直读式、自记式、带电脑自动记录及处理数字功能等回弹仪。其中以指针直读的直射锤击式仪器应用最广，其构造见图4-19。 仪器工作时，随着对回弹仪施压，弹击杆(1)徐徐向机壳内推进，弹击拉簧(2)被拉伸，使连接弹击拉簧的弹击锤(4)获得恒定的冲击能量e，当仪器水平状态工作时，其冲击能量e可由式(4-17)计算，其能量大小为2.207J (标准规定弹击拉簧的刚度k

9、 , k= 785.0Nm，弹击拉簧工作时其拉伸长度L=0.075m)。 当挂钩(12)与调零螺钉（16)互相挤压时，使弹击锤脱钩，于是弹击锤的冲击面与弹击杆的后端平面相碰撞，此时弹击锤释放出来的能量借助弹击杆传递给混凝土构件，混凝土弹性反应的能量又通过弹击杆传递给弹击锤，使弹击锤获得回弹的能量向后弹回，计算弹击锤回弹的距离x和弹击锤脱钩前距弹击杆后端平面的距离L之比，即得回弹值R，它由仪器外壳上的刻度尺(8)示出。 2.对中型回弹仪的技术要求对中型回弹仪的技术要求:(1)水平弹击时，弹击锤脱钩的瞬间，回弹仪的标准能量e应为2.207J；(2)弹击锤与弹击杆碰撞的瞬间，弹击拉簧应处于自由状态，

10、此时弹击锤起跳点应相应于指针指示刻度尺上“0”处；(3)在洛氏硬度HRC为602的钢砧上，回弹仪的率定值应为802； (4)回弹仪使用时的环境温度应为-440。 3.回弹仪的率定方法回弹仪的率定方法:回弹仪在工程检测前后，应在钢砧上做率定试验，并应符合下述要求。回弹仪率定试验宜在干燥、室温为535的条件下进行。率定时，钢砧应稳固地平放在刚度大的物体上。测定回弹值时，取连续向下弹击三次的稳定回弹值的平均值。弹击杆应分四次旋转，每次旋转宜为90o。弹击杆每旋转一次的率定平均值应为802。 4回弹仪的校验回弹仪的校验: 回弹仪具有下列情况之一时，应由法定部门按照国家现行标准混凝土回弹仪检定规程JJG

11、 817对回弹仪进行校验。 (1)新回弹仪启用前； (2)超过检定有效期限(有效期为半年)； (3)累计弹击次数超过6000次： (4)经常规保养后钢砧率定值不合格； (5)遭受严重撞击或其他损害。 5回弹仪的保养方法回弹仪的保养方法: 当回弹仪的弹击次数超过2000次，或者对检测值有怀疑以及在钢砧上的率定值不合格时，应对回弹仪进行保养。常规保养应符合下列规定：(1)使弹击锤脱钩后取出机芯，然后卸下弹击杆，取出里面的缓冲压簧，并取出弹击锤、弹击拉簧和拉簧座；(2)清洗机芯各零部件，重点清洗中心导杆、弹击锤和弹击杆的内孔和冲击面，清洗后应在中心导杆上涂抹钟表油，其他零部件均不得抹油；(3)应清理

12、机壳内壁，卸下刻度尺，并应检查指针，其摩擦力应为0.50.8N； (4)不得旋转尾盖上已定位紧固的调零螺丝；(5)不得自制或更换零部件； (6)保养后应对回弹仪进行率定试验。 回弹仪使用完毕后应使弹击杆伸出机壳，清除弹击杆、杆前端球面、以及刻度尺表面和外壳上的污垢、尘土。回弹仪不用时，应将弹击杆压人仪器内，经弹击后方可按下按钮锁住机芯，将回弹仪装入仪器箱，平放在干燥阴凉处。 (三三)检测方法检测方法 在正常情况下，混凝土强度的检验与评定应按现行国家标准混凝土结构工程施工质量验收规范 及混凝土强度检验评定标准执行。但是，当出现标准养护试件或同条件试件数量不足或未按规定制作试件时；当所制作的标准试

13、件或同条件试件与所成型的构件在材料用量、配合比、水灰比等方面有较大差异，已不能代表构件的混凝土质量时；当标准试件或同条件试件的试压结果，不符合现行标准、规范规定的对结构或构件的强度合格要求，并且对该结果持有怀疑时。总之，当结构中混凝土实际强度有检测要求时，可以考虑采用回弹法来检测，检测结果可作为处理混凝土质量的一个依据。 一般检测步骤如下一般检测步骤如下: 1收集基本技术资料收集基本技术资料,收集的基本技术资料包括：收集的基本技术资料包括：(1)工程名称及设计、施工、监理(或监督)和建设单 位名称。(2)结构或构件名称、外形尺寸、数量及混凝土强度等级。(3)水泥品种、强度等级、安定性、厂名；砂

14、石种类、粒径；外加剂或掺合料品种、掺量；混凝土配合比等。(4)施工时材料计量情况，模板、浇筑、养护情况及成型日期等。 (5)必要的设计图纸和施工记录。(6)检测原因。 2选择符合下列规定的测区选择符合下列规定的测区(1)每一结构或构件测区数不应少于10个，对某一方向尺寸小于4.5m且另一方向尺寸小于0.3m的构件，其测区数量可减少，但不应少于5个；(2)相邻两测区的间距应控制在2m以内，测区离构件端部或施工缝边缘的距离不宜大于0.5m，且不宜小于0.2m。(3)测区应选在使回弹仪处于水平方向检测混凝土浇筑侧面。当不能满足这一要求时，可使回弹仪处于非水平方向检测混凝土构件的浇筑侧面、表面或底面。

15、 (4)测区宜选在构件的两个对称可测面上，也可选在一个可测面上，应均匀分布。在构件的重要部位及薄弱部位必须布置测区，并避开预埋件。(5)测区的面积不宜大于0.04m2。(6)检测面应为原状混凝土表面，并应清洁、平整，不应有疏松层、浮浆、油垢、涂层以及蜂窝、麻面，必要时可用砂轮清除疏松层和杂物，且不应有残留的粉末或碎屑。(7)对弹击时产生颤动的薄壁、小型构件应进行固定。(8)结构或构件的测区应标有清晰的编号，必要时应在记录纸上描述测区布置示意图和外观质量情况。 3回弹值测量回弹值测量: (1)回弹仪的操作 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

16、压，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，即为回弹值。继续顶住混凝土表面并在读取和记录回弹值后，逐渐(快速)对仪器减压，使弹击杆自仪器内伸出，重复进行上述操作，即可测得被测构件或结构的回弹值。操作中注意仪器的轴线应始终垂直于混凝土构件的检测面，缓慢施压，准确读数，快速复位。 (2)测点宜在测区范围内均匀分布，相邻两测点的净距不宜小于20mm；测点距外露钢筋、预埋件的距离不宜小于30mm。测点不应在气孔或外露石子上，同一测点只应弹击一次。每一测区应记取16个回弹值，每一测点的回弹值读数估读至1。 4碳化深度值测量碳化深度值测量: (1)回弹值测量完毕后，应在有代表性

17、的位置上测量碳化深度值，测点数不应少于构件测区数的30，取其平均值为该构件每测区的碳化深度值。当碳化深度值大于2.0mm时，应在每一测区测量碳化深度值。 (2)碳化深度值测量方法： 采用适当的工具在测区表面形成直径约15mm的孔洞，其深度应大于预估混凝土的碳化深度。孔洞中的粉末和碎屑应除净，并不得用水擦洗。同时，采用浓度为1的酚酞酒精溶液滴在孔洞内壁的边缘处，当已碳化与未碳化界线清楚时，再用深度测量工具测量已碳化与未碳化混凝土交界面到混凝土表面的垂直距离，测量不应少于3次，取其平均值。每次读数精确至0.5mm。 (四四) 回弹值计算和测区混凝土强度的确定回弹值计算和测区混凝土强度的确定1计算测

18、区平均回弹值，应从该测区的16个回弹值中剔除3个最大值和3个最小值，余下的10个回弹值按下式计算： （4-23） 式中： Rm测区平均回弹值，精确至0.1； Ri第i个测点的回弹值。1 011 0iimRR 2非水平方向检测混凝土浇筑侧面时，应按下式进行角度修正： （4-24）式中： 非水平状态检测时测区的平均回弹值，精确至0.1； 非水平状态检测时回弹值修正值，可由表4-15查取。mmaRRRmRaR 3水平方向检测混凝土浇筑顶面或底面时，应按下列水平方向检测混凝土浇筑顶面或底面时，应按下列公式修正：公式修正： （4-25） （4-26）式中： 、 水平方向检测混凝土浇筑表面、底面时，测区的

19、平均回弹值，精确0.1； 、 混凝土浇筑表面、底面回弹值的修正值，应由表4-16取值。ttmmaRRRbbmmaRRRtmRbmRtaRbaR不同浇筑面的回弹值修正值 表4-16 或表面修正值 底 面 修 正 值 或表面修正值 底面修正值 20+2.5-3.036+0.9-1.421+2.4-2.937+0.8-1.322+2.3-2.838+0.7-1.223+2.2-2.739+0.6-1.124+2.1-2.640+0.5-1.025+2.0-2.541+0.3-0.926+1.9-2.442+0.2-0.8-27+1.8-2.343+0.1-0.728+1.7-2.2440-0.629

20、+1.6-2.1450-0.530+1.5-2.0460-0.431+1.4-1.9470-0.332+1.3-1.8480-0.233+1.2-1.7490-0.134+1.1-1.6500035+1.0-1.5-tmRbmRtaRbaRtmRtmRtaRbaR (五五)混凝土强度计算混凝土强度计算1结构或构件的测区混凝土强度平均值可根据各测区的混凝土强度换算值计算。当测区数为10个及以上时，应计算强度标准差。平均值及标准差应按下列公式计算： (4-27) (4-28) ,1cc uncc uiiffmn22,()()1ccuccuccu ifffn msn 式中： 结构或构件测区混凝土强度

21、换算值的平均值(MPa)，精确至01MPa；n对单个检测的构件，取一个构件的测区数；对批量检测的构件，取被抽检构件的测区数之和； 结构或构件测区混凝土强度换算值的标准差(MPa)，精确至001MPa。 ccufmcc ufs 2结构或构件的混凝土强度推定值(fcu,e )应按下列公式确定： (1)当该结构或构件测区数少于10个时： = (4-29)式中： -构件中最小的测区混凝土强度换算值。 (2)当该结构或构件的测区强度值中出现小于10.0MPa时： 4.5 MPa (4-32)当该批构件混凝土强度平均值不小于25MPa时： 5.5MPa (4-33) ccufsccufs第二节 拔出法 拔

22、出法是指将安装在混凝土中的锚固件拨出，测出拔出法是指将安装在混凝土中的锚固件拨出，测出极限拔出力，利用事先建立的极限拔出力和混凝土强极限拔出力，利用事先建立的极限拔出力和混凝土强度之间的相关关系，推定被测定混凝土结构构件的混度之间的相关关系，推定被测定混凝土结构构件的混凝土强度的方法。凝土强度的方法。 拔出法可以分为预埋法（先装法）拔出法和后装拔拔出法可以分为预埋法（先装法）拔出法和后装拔出法。出法。 预埋法指预先将锚固件埋入混凝土中的拔出法，它预埋法指预先将锚固件埋入混凝土中的拔出法，它适用于成批的、连续生产的混凝土结构构件，按施工适用于成批的、连续生产的混凝土结构构件，按施工程序要求和预定

23、检测目的预埋好锚固件。程序要求和预定检测目的预埋好锚固件。 后装拔出法是指混凝土硬化后，在现场混凝土结构后装拔出法是指混凝土硬化后，在现场混凝土结构上后装锚固件，可按不同目的检测现场混凝土结构构上后装锚固件，可按不同目的检测现场混凝土结构构件的混凝土强度的方法。它具有测试结果可靠，适用件的混凝土强度的方法。它具有测试结果可靠，适用范围广等特点。范围广等特点。 拔出法试验方法是指一个用金属制作的锚固件预埋入未硬化的混凝土浇筑构件内，或在已经硬化的混凝土构件上钻孔埋入一个锚固件，然后根据测试锚固件被拔出时的拉力，来确定混凝土的拔出强度，并据以推算混凝土的立方抗压强度。一、 预埋拔出法1、拔出试验装

24、置、拔出试验装置锚头锚头拉杆拉杆d2d1d3支承环支承环混凝土结构混凝土结构 拔出仪分类：圆环反力支承、三点反力支承拔出仪分类：圆环反力支承、三点反力支承当锚固深度一定时，拔出力随反力支承尺寸的增当锚固深度一定时，拔出力随反力支承尺寸的增加而减少；加而减少；同一锚固深度和反力支承尺寸，圆环支承拔出力同一锚固深度和反力支承尺寸，圆环支承拔出力比三点支承拔出力大；比三点支承拔出力大；同一反力支承尺寸，拔出力随锚固深度增加而有同一反力支承尺寸，拔出力随锚固深度增加而有较大幅度的增加。较大幅度的增加。2、拔出试验步骤、拔出试验步骤（1）预埋拔出装置包括：锚头、拉杆和支承环）预埋拔出装置包括：锚头、拉杆

25、和支承环（2）装置尺寸：）装置尺寸： 拉杆直径：拉杆直径：d1=7.5mm 锚固件直径：锚固件直径：d2=25mm 支承环内径：支承环内径：d3=55mm 锚固深度：锚固深度：h=25mm（3 3） 拔出试验步骤：安装预埋件、浇筑混凝土、拔出试验步骤：安装预埋件、浇筑混凝土、拆除连接件、拉拔锚头拆除连接件、拉拔锚头安装预埋件时，将锚头定位杆组装在一起，在安装预埋件时，将锚头定位杆组装在一起，在外表涂上一层隔离剂，浇筑混凝土以前，将预外表涂上一层隔离剂，浇筑混凝土以前，将预埋件安装在模板内侧适当位置。埋件安装在模板内侧适当位置。在模板内浇筑混凝土在模板内浇筑混凝土拆除模板和定位杆，把拉杆拧在锚头

26、上，另一拆除模板和定位杆，把拉杆拧在锚头上，另一端与拔出仪相连，支承环均匀地压紧混凝土表端与拔出仪相连，支承环均匀地压紧混凝土表面，并与拉杆和锚头处于同一轴线。面，并与拉杆和锚头处于同一轴线。摇动摇把，对锚固件时间拔出力，施加的拔出摇动摇把，对锚固件时间拔出力，施加的拔出力应均匀和连续，加荷速度控制在力应均匀和连续，加荷速度控制在1kN/s左右，左右，当荷载加到峰值，记录极限拔出力，然后卸载，当荷载加到峰值，记录极限拔出力，然后卸载，混凝土表面留下细微的环形裂纹。混凝土表面留下细微的环形裂纹。由拔出力换算出混凝土抗压强度。由拔出力换算出混凝土抗压强度。a 安装预埋件安装预埋件b 浇筑混凝土浇筑

27、混凝土c 拆除连接件拆除连接件d 拔出试验拔出试验3、预埋拔出法特点、预埋拔出法特点（1）现场应用非常方便，试验费用低廉，尤其适）现场应用非常方便，试验费用低廉，尤其适用于混凝土质量现场控制，如：确定拆模时间、用于混凝土质量现场控制，如：确定拆模时间、决定施加或放松预应力的适当时间、决定吊装、决定施加或放松预应力的适当时间、决定吊装、运输构件的时间、决定停止湿热养护或冬季施运输构件的时间、决定停止湿热养护或冬季施工时保温的时间。工时保温的时间。这种方法在欧美国家得到迅速推广应用。这种方法在欧美国家得到迅速推广应用。（2） 预埋拔出法在我国应用还不普及，似乎工程预埋拔出法在我国应用还不普及，似乎

28、工程技术人员不愿在质量控制上花费精力。技术人员不愿在质量控制上花费精力。 事实上，施工中对混凝土的强度进行控制，事实上，施工中对混凝土的强度进行控制，不仅可以保证工程质量，也是提高施工技术水平、不仅可以保证工程质量，也是提高施工技术水平、提高企业经济效益的重要手段。提高企业经济效益的重要手段。 如：高温施工确定提前拆模时间，可以加快如：高温施工确定提前拆模时间，可以加快模板周转，缩短工期；冬季施工，确定养护可以模板周转，缩短工期；冬季施工，确定养护可以结束的时间，避免出现质量问题，减少养护费用。结束的时间，避免出现质量问题，减少养护费用。（3）总而言之，预埋拔出法具有试验步骤简单、）总而言之，

29、预埋拔出法具有试验步骤简单、及时、准确、直观、试验费用低廉等优点，在及时、准确、直观、试验费用低廉等优点，在混凝土质量控制中有很好的应用前景。混凝土质量控制中有很好的应用前景。 这种方法的局限性：必须事先做好计划，这种方法的局限性：必须事先做好计划，不能像其他现场检测方法一样在混凝土硬化后不能像其他现场检测方法一样在混凝土硬化后随时进行。随时进行。 为克服这一缺点，另一种方法应运而为克服这一缺点，另一种方法应运而生生后装拔出法。后装拔出法。二 后装拔出法1、后装拔出法概述、后装拔出法概述 在已硬化的混凝土上钻孔，然后再锚入锚固在已硬化的混凝土上钻孔，然后再锚入锚固件进行拔出试验。试验时只要避开

30、钢筋或预埋铁件进行拔出试验。试验时只要避开钢筋或预埋铁件即可。件即可。 近一、二十年才出现，它是在预埋拔出法近一、二十年才出现，它是在预埋拔出法的基础上逐渐发展起来的。的基础上逐渐发展起来的。 后装拔出法适应性很强，检测结果可靠，在后装拔出法适应性很强，检测结果可靠，在许多国家成为现场混凝土强度检测方法之一。许多国家成为现场混凝土强度检测方法之一。2、圆环支承拔出试验、圆环支承拔出试验（1） 试验装置参数试验装置参数 拔出孔槽尺寸：圆孔直径拔出孔槽尺寸：圆孔直径d1=18mm 孔深孔深55-65mm 工作深度工作深度35mm，预留，预留20-30mm作为作为安装锚固件和收容粉屑所用。安装锚固件

31、和收容粉屑所用。 距孔口距孔口25mm处磨槽，槽宽处磨槽，槽宽10mm 扩孔环形槽直径扩孔环形槽直径25mm 拔出试验夹角拔出试验夹角31度度 （2） 试验步骤试验步骤a.钻孔：要求孔径准确，孔轴线与混凝土表面垂直，钻一个合格的钻孔：要求孔径准确，孔轴线与混凝土表面垂直，钻一个合格的试验孔需要试验孔需要3-10min；b.磨槽：距孔口磨槽：距孔口25mm处磨环形槽，一般需要处磨环形槽，一般需要1min左右，外径左右，外径25mm，宽，宽10mm；a 钻孔钻孔d1混凝土结构混凝土结构b 磨槽磨槽d1混凝土结构混凝土结构C 安装锚固件安装锚固件混凝土结构混凝土结构d 拔出试验拔出试验混凝土结构混凝

32、土结构支承环支承环c.锚固件：两种方式锚固件：两种方式 胀圈：闭合时外径为胀圈：闭合时外径为18mm，张开时外径为，张开时外径为25mm，断，断 面为方形条钢的开口刚环面为方形条钢的开口刚环 优点：张开后为平面状圈环，拔出时与混凝优点：张开后为平面状圈环，拔出时与混凝 土接触良好土接触良好 缺点缺点:难以判断胀圈是否完全胀开。难以判断胀圈是否完全胀开。 胀簧：胀簧：4个簧片张开，簧片平钩对槽沟部分混凝土的个簧片张开，簧片平钩对槽沟部分混凝土的 接触成间断的圆环状。由我国研制成功的使接触成间断的圆环状。由我国研制成功的使 用方便的锚固件。用方便的锚固件。 通过试验对比，胀圈由于形成全断面连续通过

33、试验对比，胀圈由于形成全断面连续圆环，而胀簧是形成间断的圆环，从受力模圆环，而胀簧是形成间断的圆环，从受力模式上，胀圈方式更接近与预埋拔出法。式上，胀圈方式更接近与预埋拔出法。d.拔出试验拔出试验 与预埋拔出法操作过程完全相同。与预埋拔出法操作过程完全相同。3、三点反力支承拔出试验、三点反力支承拔出试验 这种装置由我国研制成功，具有设备制造这种装置由我国研制成功，具有设备制造简单、价格便宜。简单、价格便宜。 对同一种强度的混凝土，三点支承拔出力对同一种强度的混凝土，三点支承拔出力比圆环支承小，因而可以扩大拔出试验的检测比圆环支承小，因而可以扩大拔出试验的检测范围。范围。 锚固深度为锚固深度为3

34、5mm，拔出力有较大幅度增，拔出力有较大幅度增加，采用三点支承可以降低拔出力，使拔出仪加，采用三点支承可以降低拔出力，使拔出仪能满足最大量程的要求。能满足最大量程的要求。三 测强曲线的建立 拔出法检测混凝土强度，一个重要的前提是预拔出法检测混凝土强度，一个重要的前提是预先建立极限拔出力和抗压强度的相关关系，即测强先建立极限拔出力和抗压强度的相关关系，即测强曲线。曲线。1、基本要求、基本要求 对于五个强度等级的混凝土，每一强度等级的对于五个强度等级的混凝土，每一强度等级的混凝土不少于混凝土不少于5组数据，每组组数据，每组3对数据，用于建立测对数据，用于建立测强曲线的总数据不少于强曲线的总数据不少

35、于25组。组。2、试验规定、试验规定 拔出试验点布置在混凝土浇捣方向的侧面，共拔出试验点布置在混凝土浇捣方向的侧面，共布置布置3个点，同一试件个点，同一试件3个拔出力取平均值。个拔出力取平均值。 当当3个试件强度中最大值和最小值与中间值之个试件强度中最大值和最小值与中间值之差超过中间值的差超过中间值的15%时，该组试件作废。时，该组试件作废。3、分析计算、分析计算 一般采用直线回归方程进行回归分析，确定一般采用直线回归方程进行回归分析，确定测强曲线。测强曲线。四 工程检测要点1、试验准备工作、试验准备工作 拔出法对遭受冻害、化学腐蚀、火灾、高温损伤等部拔出法对遭受冻害、化学腐蚀、火灾、高温损伤

36、等部位不适宜。需对这些部位进行检测，首先应采取打磨、剔位不适宜。需对这些部位进行检测，首先应采取打磨、剔除等有效措施将薄弱表层清除干净后可进行检测。除等有效措施将薄弱表层清除干净后可进行检测。 试验前应收集有关工程资料：工程名称及设计、施工试验前应收集有关工程资料：工程名称及设计、施工单位，结构及构件名称，设计图纸及混凝土强度设计等级，单位，结构及构件名称，设计图纸及混凝土强度设计等级，粗骨料品种、粒径及配合比，混凝土浇筑及养护情况，结粗骨料品种、粒径及配合比，混凝土浇筑及养护情况，结构或构件存在的质量问题等。构或构件存在的质量问题等。2、试验测点布置、试验测点布置（1） 单个构件均匀布置单个

37、构件均匀布置3个测点个测点 当当3个试件强度中最大值和最小值与中间值之差个试件强度中最大值和最小值与中间值之差均小于中间值的均小于中间值的15%时，时，3个测点即可。个测点即可。 当当3个试件强度中最大值和最小值与中间值之差个试件强度中最大值和最小值与中间值之差大于中间值的大于中间值的15%时，在最小拔出力测点附近加测时，在最小拔出力测点附近加测两个测点，使检测结果偏于安全。两个测点，使检测结果偏于安全。（2） 按批抽样检测按批抽样检测 抽检数量不少于同批构件总数的抽检数量不少于同批构件总数的30%，且不少，且不少于于10个，每个构件不少于个，每个构件不少于3个测点。个测点。（3） 测点一般布

38、置在构件混凝土成型的侧面。相邻测点一般布置在构件混凝土成型的侧面。相邻测点间距不小于测点间距不小于10倍锚固件的锚固深度，测点距构倍锚固件的锚固深度，测点距构件边缘不小于件边缘不小于4倍锚固深度。倍锚固深度。 测试面要求清洁、平整、干燥，清除饰面层及测试面要求清洁、平整、干燥，清除饰面层及浮浆；测点应避开接缝、蜂窝、麻面部位及混凝土浮浆；测点应避开接缝、蜂窝、麻面部位及混凝土表层的钢筋和预埋件。表层的钢筋和预埋件。3、混凝土强度推定、混凝土强度推定（1）单个构件强度推定）单个构件强度推定 当当3个试件强度中最大值和最小值与中间值之个试件强度中最大值和最小值与中间值之差均小于中间值的差均小于中间

39、值的15%时，取最小值作为拔出力计时，取最小值作为拔出力计算值；需加测时，加测拔出力值与最小值一起算平算值；需加测时，加测拔出力值与最小值一起算平均值，再与中间值比较，取较小值作为计算值。均值，再与中间值比较，取较小值作为计算值。 根据测强曲线，推算混凝土构件强度。根据测强曲线，推算混凝土构件强度。（2）按批抽测）按批抽测 将每个拔出力换算成抗压强度值。将每个拔出力换算成抗压强度值。第三节 钻芯法 钻芯法是利用钻芯机、钻头、切割机等配套机具，在结构构件上钻取芯样，通过芯样抗压强度直接推定结构构件的强度或缺陷，无需通过立方体试件或其他参数等环节。其优点是直观、准确、代表性强，缺点是对结构构件有局

40、部破损，芯样数量不可太多，而且价格也比较昂贵。 钻芯法除了在混凝土强度检测上的应用之外，还可以应用到检测混凝土受冻、火灾损伤深度、裂缝深度以及混凝土接缝、分层、离析、孔洞等缺陷。一、钻芯法的主要机具1、钻芯取样机 作用：从混凝土结构物上钻取合格的芯样。 组成：机架、驱动部分、减速部分、进钻部分、冷却和排渣系统五部分。2、人造金刚石薄壁钻头 由高强金刚石、金属胎料及钻头筒体三部分组成。3、锯切机 用来切平芯样端面，要求切割后表面平整并与主轴垂直。 一般由电动机、锯片、芯样夹具和推移系统及冷却系统五部分组成。4、端面补平机具 芯样锯切后端面如果达不到平整度的要求，或端面与中轴线不垂直，则需对端面进

41、行磨平或补平处理。也可用硫磺或水泥净浆或砂浆补平。5、钢筋位置探测器 为了避免在钻芯时切断钢筋，应探明钢筋位置。常用钢筋位置探测器应用电磁感应原理，其探头分感应性和谐振型两种。最大探测深度不小于60mm，探测位置偏差不大于5mm。二、芯样的钻取与加工（一）芯样钻取注意事项1、芯样应有结构或构件的下列部位钻取： 结构或构件受力较小的部位；结构或构件受力较小的部位； 混凝土强度质量具有代表性的部位；混凝土强度质量具有代表性的部位； 便于钻芯机安放与操作的部位；便于钻芯机安放与操作的部位； 避开主筋、预埋件和管线的位置。避开主筋、预埋件和管线的位置。合理选择钻芯位置可减少测试误差、避免出现以合理选择

42、钻芯位置可减少测试误差、避免出现以外事故。外事故。2、钻芯机安放平稳后，应将钻芯机固定钻芯机安放平稳后，应将钻芯机固定 在钻芯过程中，如固定不稳，钻芯机容易发生晃在钻芯过程中，如固定不稳，钻芯机容易发生晃动和位移，影响钻芯机和钻头的使用寿命，且很容易动和位移，影响钻芯机和钻头的使用寿命，且很容易发生卡钻或芯样折断事故。发生卡钻或芯样折断事故。3、钻芯机在未安装钻头之前，应先通电检查主、钻芯机在未安装钻头之前，应先通电检查主轴旋转方向（三相电动机）轴旋转方向（三相电动机） 在没有安装钻头之前，应先通电检查主轴旋转方在没有安装钻头之前，应先通电检查主轴旋转方向是否正确。如果先安钻头后通电试验，一旦

43、方向相向是否正确。如果先安钻头后通电试验，一旦方向相反则主轴与连接头变成退扣旋转，容易把钻头甩掉而反则主轴与连接头变成退扣旋转，容易把钻头甩掉而造成事故。造成事故。4 4、钻芯时用于冷却钻头和排除混凝土碎屑的冷、钻芯时用于冷却钻头和排除混凝土碎屑的冷却水的流量，宜为却水的流量，宜为3 35L/min5L/min 钻芯机必须通冷却水才能达到冷却钻头和排出混钻芯机必须通冷却水才能达到冷却钻头和排出混凝土碎屑的目的。在高温下会使金刚石钻头烧毁，混凝土碎屑的目的。在高温下会使金刚石钻头烧毁，混凝土碎屑不能及时排出不仅加速钻头的磨损，还会影凝土碎屑不能及时排出不仅加速钻头的磨损，还会影响进钻速度和芯样表

44、面质量。响进钻速度和芯样表面质量。5、钻取芯样时应控制进钻的速度钻取芯样时应控制进钻的速度 采用较高的进钻速度会加大芯样的损伤。采用较高的进钻速度会加大芯样的损伤。6、芯样应进行标记。当所取芯样高度和质量不、芯样应进行标记。当所取芯样高度和质量不能满足要求时，则应重新钻取芯样能满足要求时，则应重新钻取芯样 防止芯样位置出现混乱，对结构构件混凝土强度的防止芯样位置出现混乱，对结构构件混凝土强度的评定造成影响。评定造成影响。7、芯样应采取保护措施，避免在运输和贮存中芯样应采取保护措施，避免在运输和贮存中损坏损坏8、钻芯后留下的孔洞应及时进行修补、钻芯后留下的孔洞应及时进行修补 钻取芯样后的购机那应

45、及时对孔洞进行修补，钻取芯样后的购机那应及时对孔洞进行修补，以保证结构的工作性能。以保证结构的工作性能。9、钻芯工作完毕后，应对钻芯机和芯样加工设、钻芯工作完毕后，应对钻芯机和芯样加工设备进行维修保养备进行维修保养（二）芯样的加工及技术要求1 1、抗压芯样试件的高度与直径之比（、抗压芯样试件的高度与直径之比（H/dH/d） 芯样直径越大，强度就越低。芯样直径一般不芯样直径越大，强度就越低。芯样直径一般不宜小于集料最大粒径的宜小于集料最大粒径的3 3倍，我国规定以直径倍，我国规定以直径100mm100mm及及150mm150mm芯样作为抗压强度试验的标准芯样试件。芯样作为抗压强度试验的标准芯样试

46、件。2、芯样试件内不宜含有钢筋。如不能满足此项、芯样试件内不宜含有钢筋。如不能满足此项要求时，抗压试件应符合下列要求：要求时，抗压试件应符合下列要求： 标准芯样试件，每个试件内最多只允许有二根直径小于10mm的钢筋；公称直径小于100mm的芯样试件，每个试件内最多只允许有一根直径小于10mm的钢筋；芯样内的钢筋应与芯样试件的轴线基本垂直并离开端芯样内的钢筋应与芯样试件的轴线基本垂直并离开端面面10mm10mm以上。以上。 3、锯切后的芯样应进行端面处理，宜采取在磨平机上磨平端面的处理方法。承受轴向压力芯样试件端面，也可采取下列处理方法： 用环氧胶泥或聚合物水泥砂浆补平；用环氧胶泥或聚合物水泥砂浆补平； 抗压强度低于抗压强度低于40MPa40MPa的芯样试件，可采用水泥砂浆、的芯样试件，可采用水泥砂浆、水泥净浆或聚合物水泥砂浆补平，补平层厚度不宜大水泥净浆或聚合物水泥砂浆补平，补平层厚度不宜大于于5mm5mm；也可采用硫磺胶泥补平，补平层厚度不宜大于；也可采用硫磺胶泥补平，补平层厚度不宜大于1.5mm1.5mm。 4、在试验前应按下列规定测量芯样试件尺寸、在试验前应按下列规定测量芯样试件尺寸平均直径用游标卡尺在芯样试件中部相互垂直的两个平均直径用游标卡尺在芯样试件中部相互垂直的两个位置上测量，取测量的算术平均值作为芯样试件的直位置上测量，取