第2章 混凝土结构检测

1、第二章第二章 回弹法检测回弹法检测混凝土混凝土强度强度2.1 回弹仪回弹仪 回弹仪工作状态弹击锤脱钩后的状态61.5mm弹击锤脱钩前的状态75mmxl 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位置时所具有的势能ex为：221lEes 当重锤被拉到冲击前的起始状态时，若重锤的质量等于，则这时重锤所具有的势能e为：221xEesx2.2 回弹法的基本原理回弹法的基本原理 所以重锤在弹击过程中，所消耗的能量e为： )(1 22222lxexElEessl令 R=x/l ，在回弹仪中，l为定值，所以R与x成正比，称为回弹值。将R代入上式得： EeEeRx/1 从上式中可知，

2、回弹值R等于重锤冲击混凝土表面后剩余的势能与原有势能之比的平方根。简而言之，回弹值R是重锤冲击过程中能量损失的反映。 能量主要损失在以下三个方面： 混凝土受冲击后产生塑性变形所吸收的能量； 混凝土受冲击后产生振动所消耗的能量； 回弹仪各机构之间的摩擦所消耗的能量。 在具体的检测中，上述两项应尽可能使其固定于某一统一的条件，例如，试体应有足够的厚度，或对较薄的试体予以加固，以减少振动；回弹仪应进行统一的计量率定，使冲击能量与仪器内摩擦损耗尽量保持统一等。因此，第一项是主要的。 根据以上分析可以认为，回弹值通过重锤在弹击混凝土的前后能 量变化，既反映了混凝土的弹性性能，也反映了混凝土的塑性性能。

3、2.3 回弹法的适用范围回弹法的适用范围 由于受回弹法所必需的测强曲线的代表性的限制，现行由于受回弹法所必需的测强曲线的代表性的限制，现行回弹法检测混凝土抗压强度技术规程（回弹法检测混凝土抗压强度技术规程（JGJ/T 232001）规定：回弹法）规定：回弹法只适用于只适用于龄期为龄期为141000d范围内自范围内自然养护、评定强度在然养护、评定强度在1050MPa的普通混凝土；的普通混凝土；不适用于不适用于内部有缺陷或遭化学腐蚀、火灾、冰冻的混凝土和其他品内部有缺陷或遭化学腐蚀、火灾、冰冻的混凝土和其他品种混凝土。种混凝土。目前回弹法测定混凝土强度均采用试验归纳法，建立混凝土强度与回弹值R之间

4、的一元回归公式，或建立混凝土强度与回弹值R及主要影响因素（如混凝土表面的碳化深度d）之间的二元回归公式。称之为测强曲线。测强曲线的形式有直线型、幂函数型、抛物线型等。规程推荐的形式为幂函数。 统一测强曲线：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； 地区测强曲线：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； 专用测强曲线：由与结构或构件混凝土相同的的材料、成型养护工艺配制的混凝土试件，通过试验所建立的曲线。 各种曲线的精度要求 统一测强曲线：平均相对误差()不应大于15.0%，相对标准差(er)不应大于18.0%； 地区测强曲线：平均

5、相对误差()不应大于14.0%，相对标准差(er)不应大于17.0%； 专用测强曲线：平均相对误差()不应大于12.0%，相对标准差(er)不应大于14.0%。 1 粗骨料最大粒径大于60mm； 2 特种成型工艺制作的混凝土； 3 检测部位曲率半径小于250mm； 4 长期处于高温、潮湿或浸水环境的混凝土。 本省回弹法测强曲线于1980年代由福建省建筑科学研究院为主编制，同时还得到了省内各大施工单位、其他科研院所的协助，历时七年，制作了四大批约700余组、累计4000余块试块的对比试验，并组织省建公司系统在省内八个地市制作1830个试块进行验证性试验，使所取得的试验数据在全省范围内具有较大的覆

6、盖面和代表性。 1、我省测强曲线根据混凝土粗集料品种分为碎石、卵石两条； 2、曲线基本型式为幂函数，同时以复合负指数方程作为碳化深度影响的修正，比统一曲线比统一曲线中以简单负指数方程来修正碳化深度更加科学，且符合碳化深度大于6.0mm以后以后对回弹法测强影响趋于稳定的规律。0.05.010.015.020.025.030.035.0051015碳化深度(mm)混凝土强度换算值(MPa)卵石-回弹值35碎石-回弹值352.5回弹仪的率定回弹仪的率定当遇到下列情况之一时，应进行率定试验：当遇到下列情况之一时，应进行率定试验：1.回弹仪当天使用前；回弹仪当天使用前；2.检测过程中对回弹值有怀疑时。检

7、测过程中对回弹值有怀疑时。率定方法：在室温率定方法：在室温535度度 (20+5度度省标，下同省标，下同)的条件下进的条件下进行，率定时钢砧应稳固的放在刚度大的混凝土实体上。回弹行，率定时钢砧应稳固的放在刚度大的混凝土实体上。回弹仪向下弹击，弹击杆应旋转四次，每次旋转仪向下弹击，弹击杆应旋转四次，每次旋转90度左右，弹击度左右，弹击3次（次（ 35次次），取连续），取连续3次稳定回弹值的平均值。弹击杆每次稳定回弹值的平均值。弹击杆每旋转一次的率定平均值应为旋转一次的率定平均值应为80 +2。(在洛氏硬度为在洛氏硬度为HRC60 +2的钢砧上进行）的钢砧上进行） 当仪器处于标准状态时，检验仪器的

8、冲击能量是否等于或接近于2.207J，此时钢砧上的率定值应为802； 能较灵活地反映出弹击杆、中心导杆和弹击锤的加工精度以及工作时三者是否在同一轴线上。 转动呈标准状态回弹仪的弹击杆在中心导杆的位置，可检验仪器本身测试的稳定性。当各个方向在钢砧上的率定值均为802时，即表示仪器的测试性能是稳定的。 在仪器其它条件符合要求的情况下，用来检验仪器经过使用后内部零部件有无损坏或出现某些障碍(包括传动部位及冲击面有无污物等)，出现上述情况时率定值偏低且稳定性差。 因此，只有在仪器三个装配尺寸和主要零部件质量检定合格的前提下，钢砧率定值才能作为检定仪器是否合格的一项标准。 只要率定值不在标准范围内，就应

9、该进行保养或检修、检定。2.6 测试方法测试方法一、操作方法一、操作方法工作前，将仪器的弹击杆顶住混凝土检测面，轻压工作前，将仪器的弹击杆顶住混凝土检测面，轻压仪器使按钮松开，放松压力时弹击杆徐徐伸出，此仪器使按钮松开，放松压力时弹击杆徐徐伸出，此时机芯中的挂钩挂上弹击锤。时机芯中的挂钩挂上弹击锤。用弹击杆顶住混凝土检测面缓慢均匀施压（在脱钩用弹击杆顶住混凝土检测面缓慢均匀施压（在脱钩前不得突然施加冲击力），待弹击锤脱钩，冲击弹前不得突然施加冲击力），待弹击锤脱钩，冲击弹击杆后，弹击锤回弹带动指针向后移动，直至达到击杆后，弹击锤回弹带动指针向后移动，直至达到一定位置，指针块上的示值即在刻度尺上

10、指示出一一定位置，指针块上的示值即在刻度尺上指示出一定数值即为回弹值。定数值即为回弹值。 使仪器继续顶住混凝土检测使仪器继续顶住混凝土检测面，进行读数并记录回弹值，如条件不利于读数，可面，进行读数并记录回弹值，如条件不利于读数，可按下按扭，锁住机芯，将回弹仪移至他处读数。按下按扭，锁住机芯，将回弹仪移至他处读数。逐渐对回弹仪减压，使弹击杆自仪器内伸出，待下一逐渐对回弹仪减压，使弹击杆自仪器内伸出，待下一次使用。每次检测时，均应按上述要求，重复操作。次使用。每次检测时，均应按上述要求，重复操作。二、回弹法检测混凝土强度的步骤：二、回弹法检测混凝土强度的步骤：1、 测区的布置测区的布置 2、 回弹

11、值的测定回弹值的测定 3、 混凝土碳化深度的测定混凝土碳化深度的测定 4、 数据处理及回弹值的修正数据处理及回弹值的修正1、 测区的布置测区的布置（1） 对于对于一般构件一般构件，测区数不宜少于，测区数不宜少于10个。可适当减少测个。可适当减少测区数，但不得少于区数，但不得少于5个的情况：个的情况：l 受检构件数量大于受检构件数量大于30个且不需提供单个构件推定强度；个且不需提供单个构件推定强度；l 受剪构件某一方向尺寸小于受剪构件某一方向尺寸小于4.5m 且另一方向尺寸小于且另一方向尺寸小于 0.3m 的构件的构件（测区：检测构件混凝土强度时的一个检测单元。）（测区：检测构件混凝土强度时的一

12、个检测单元。）（2 2） 相邻两测区的间距不应大于相邻两测区的间距不应大于2m2m，测区离构件端部或施，测区离构件端部或施工缝边缘的距离不宜大于工缝边缘的距离不宜大于0.5m 0.5m ，且不宜小于，且不宜小于0.2m0.2m；（3 3） 测区应选在使回弹仪处于水平方向的测区应选在使回弹仪处于水平方向的混凝土浇筑侧面混凝土浇筑侧面。当不能满足这一要求时，也可使回弹仪处于非水平方向的当不能满足这一要求时，也可使回弹仪处于非水平方向的混凝土浇筑表面或底面；混凝土浇筑表面或底面；(4)(4)测区测区的面积宜控制在的面积宜控制在0.04m2。宜选在构件的两个对称可测宜选在构件的两个对称可测面上，当不能

13、布置在对称的可测面上时，也可布置在同一面上，当不能布置在对称的可测面上时，也可布置在同一可测面上，且应均匀分布。在构件的重要部位及薄弱部位可测面上，且应均匀分布。在构件的重要部位及薄弱部位必须布置测区，并应避开预埋件；必须布置测区，并应避开预埋件；(5) (5) 测区表面应为混凝土原浆面测区表面应为混凝土原浆面, ,并应清洁、平整并应清洁、平整，不不应有疏松层、浮浆、油垢、涂层以及蜂窝、麻面；应有疏松层、浮浆、油垢、涂层以及蜂窝、麻面；(6) (6) 对弹击时产生颤动的薄壁、小型构件应进行固定。对弹击时产生颤动的薄壁、小型构件应进行固定。 （4.1.4条）条）(7) (7) 测区应标有清晰的编

14、号，并宜在记录纸上绘制测测区应标有清晰的编号，并宜在记录纸上绘制测区布置示意图和描述外观质量情况。区布置示意图和描述外观质量情况。 （4.1.5条）条）2、回弹值测量、回弹值测量（1）测量回弹值时，回弹仪的轴线应始终垂直于）测量回弹值时，回弹仪的轴线应始终垂直于混凝土检测面，并缓慢施压，准确读数，快速复混凝土检测面，并缓慢施压，准确读数，快速复位位.（2）每一测区应记取每一测区应记取1616个回弹值，每一测点的回个回弹值，每一测点的回弹值读数精确至弹值读数精确至1 1。测点宜在测区范围内均匀分布，。测点宜在测区范围内均匀分布，相邻相邻两测点的净距两测点的净距不宜小于不宜小于20mm20mm；测

15、点距外露钢；测点距外露钢筋、预埋件的距离不宜小于筋、预埋件的距离不宜小于30mm30mm。测点不应在气。测点不应在气孔或外露石子上，同一测点只应弹击一次孔或外露石子上，同一测点只应弹击一次. .（测点：测区内的一个回弹检测点。）（测点：测区内的一个回弹检测点。）3、碳化深度值测量、碳化深度值测量（1）测点数量）测点数量 回弹值测量完毕后回弹值测量完毕后,应在有代表性的位置上测量碳应在有代表性的位置上测量碳化深度值，测点表不应少于构件测区数的化深度值，测点表不应少于构件测区数的30%，取其平均值为取其平均值为该构件每测区该构件每测区的碳化深度值。当的碳化深度值。当碳化深度值碳化深度值极差大于极差

16、大于2.0mm时，应在每一测区时，应在每一测区测量碳化深度值。测量碳化深度值。（2）测量方法及要求）测量方法及要求碳化深度值的测量应符合下列规定：碳化深度值的测量应符合下列规定：First:可采用工具在测区表面形成直径约可采用工具在测区表面形成直径约15mm的孔的孔洞，其深度应大于混凝土的碳化深度。洞，其深度应大于混凝土的碳化深度。Second：应清除孔洞中的粉末和碎屑，且不得用：应清除孔洞中的粉末和碎屑，且不得用水擦洗。水擦洗。Third：应采用浓度为：应采用浓度为1%2%的酚酞酒精溶的酚酞酒精溶液滴在孔洞内壁的边缘处液滴在孔洞内壁的边缘处（酚酞试剂遇到（酚酞试剂遇到未碳化混凝土变红色）未碳

17、化混凝土变红色） ，当已碳化与未碳，当已碳化与未碳化界线清楚时，应采用碳化深度测量仪测化界线清楚时，应采用碳化深度测量仪测量已碳化与未碳化混凝土交界面到混凝土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，并应测量表面的垂直距离，并应测量3次，每次读数次，每次读数精确至精确至0.25mm。Forth：应将三次测量的平均值作为检测结果，：应将三次测量的平均值作为检测结果，并应精确至并应精确至0.5mm。4、 数据处理及回弹值的修正数据处理及回弹值的修正（1 1）计算测区平均回弹值：）计算测区平均回弹值：应从该测区的应从该测区的1616个回弹值中剔除个回弹值中剔除3 3个最大值和个最大值和3

18、3个最小值，个最小值，余下的余下的1010个回弹值应按下式计算个回弹值应按下式计算: :10m1110iiRRmR测区平均回弹值，精确至0.1Ri第i个测点的回弹值（2）回弹角度修正）回弹角度修正 非水平状态检测混凝土浇筑侧面时，测区的平均非水平状态检测混凝土浇筑侧面时，测区的平均回弹值应按下列公式修正：回弹值应按下列公式修正：ammRRR非水平状态检测时的测区平均回弹值，精确至0.1；非水平状态检测时的回弹修正值，表2-20。 mRaR（3）浇筑面修正）浇筑面修正一般情况下，应选择混凝土构件浇注侧面进行测试，如果不一般情况下，应选择混凝土构件浇注侧面进行测试，如果不能在侧面进行测试，方可选择

19、浇注底面或顶面进行测试，能在侧面进行测试，方可选择浇注底面或顶面进行测试，但这时需进行浇注面修正。但这时需进行浇注面修正。 水平方向检测混凝土浇筑顶面或底面时，测区的平水平方向检测混凝土浇筑顶面或底面时，测区的平均回弹值应按下列公式修正。均回弹值应按下列公式修正。ttmmaRRRbbmmaRRRtmRbmR水平方向检测混凝土浇筑表面、底面时，测区的平均回弹值，精确至0.1baRtaR混凝土浇筑表面、底面回弹值的修正值，测区的平均回弹值，精确至0.1（4）平均碳化深度值的计算）平均碳化深度值的计算1nkkmddndmdm测区的平均碳化深度值，精确至测区的平均碳化深度值，精确至0.5mm0.5mm

20、。d dk k第第k k次测量的碳化深度值。次测量的碳化深度值。n n测区的碳化深度测量次数。测区的碳化深度测量次数。注意注意：当：当dmdm大于大于6 mm6 mm时，按时，按6mm6mm计算。计算。5.5.混凝土强度的推定混凝土强度的推定(1)测区混凝土强度换算值的确定测区混凝土强度换算值的确定根据每一测区的平均回弹值根据每一测区的平均回弹值Rm及平均碳化深度值及平均碳化深度值dm，查表可得测，查表可得测区混凝土强度换算值。区混凝土强度换算值。如果采用泵送混凝土如果采用泵送混凝土,还需根据强度换算值和碳化深度进行修正。还需根据强度换算值和碳化深度进行修正。当强度高于当强度高于60 MPa或

21、低于或低于10MPa时，表中查不出，可记为大于时，表中查不出，可记为大于60MPa或小于或小于10MPa。(2)结构或构件混凝土强度值的推定结构或构件混凝土强度值的推定,1ccunccu iiffmn当测区数大于等于当测区数大于等于10个时，算出标准差：个时，算出标准差：22,11ccuccunccu ififfn msn当该结构或构件测区数少于当该结构或构件测区数少于10个时，以最小值作为构件的个时，以最小值作为构件的混凝土强度推定值：混凝土强度推定值：当按批抽样检测时，应当按批抽样检测时，应按下式计算构件混凝土按下式计算构件混凝土的强度推定值：的强度推定值：当该结构或构件的测区强度值中出现

22、小于当该结构或构件的测区强度值中出现小于10.0MPa时：时：测区混凝土强度的平均值：测区混凝土强度的平均值：测试砼回弹值测试砼回弹值测试砼碳化值测试砼碳化值平均回弹值平均回弹值平均碳化值平均碳化值去掉去掉3个最大值个最大值3个最小值个最小值测区砼强度测区砼强度砼强度平均值砼强度平均值10个测区个测区ccufmccufs,1.645cccucucu efffms回弹法检测结构或构件混凝土强度可采用两种方法：回弹法检测结构或构件混凝土强度可采用两种方法： 1.单个构件检测：适用于单个梁、柱、墙、基础等单个构件检测：适用于单个梁、柱、墙、基础等的混凝土强度进行检测，其的混凝土强度进行检测，其检测结

23、论不得扩大到未检测结论不得扩大到未检测的构件或范围检测的构件或范围。2.按批抽样检测：适用于同一检测批构件的检测。按批抽样检测：适用于同一检测批构件的检测。同一检测批构件的抽检数量不得少于同批构件总同一检测批构件的抽检数量不得少于同批构件总数的数的30且构件数量不得少于且构件数量不得少于10件件（总数不应少（总数不应少于于9个，否则应按单个构件检测，且抽测构件最个，否则应按单个构件检测，且抽测构件最小数量根据同一检测批构件的总数来确定小数量根据同一检测批构件的总数来确定省省标）标）按批抽样检测时，应进行按批抽样检测时，应进行随机抽样。随机抽样。对于对于按批抽样检测的构件按批抽样检测的构件，当该

24、批构件混凝土强度标准，当该批构件混凝土强度标准差出现下列情况之一时，则该批构件应全部按单个构差出现下列情况之一时，则该批构件应全部按单个构件检测：件检测： 当该批构件混凝土强度平均值小于当该批构件混凝土强度平均值小于25MPa时时，当该批构件混凝土强度平均值不小于当该批构件混凝土强度平均值不小于25MPa时：时：MPasccuf5 . 5MPasccuf5 . 4利用Excel进行计算查附表A，测区混凝土强度换算表利用Excel进行计算查附表A，测区混凝土强度换算表利用Excel进行计算查附表A，测区混凝土强度换算表2.4.2 超声法检测混凝土强度超声法检测混凝土强度概述概述(一一)超声法检测混凝土强度基本原理超声法检测混凝土强度基本原理 超声波在混凝土中传播时，其传播速度与强度超声波在混凝土中传播时，其传播速度与强度（密实度）成正相关关系，混凝土强度（密实度）越（密实度）成正