建筑结构试验课件结构试验现场检测技术

第8章结构试验现场检测技术

本章包括以下几方面的内容：混凝土强度的无损及局部破损检测技术混凝土内部缺陷检测技术混凝土结构中钢筋检测位置和钢筋锈蚀砌体强度的无损及局部破损检测技术钢结构中检测钢材及焊缝的质量学习目的及要求：通过本章学习，要求了解非破损检测技术在结构工程中应用的意义。掌握回弹、超声和超声-回弹综合法等非破损检测技术和钻芯法、后装拔出法等局部破损检测技术测定混凝土强度的原理和测试方法、砌体强度间接测定方法和砌体结构原位测定砌体强度的原理和测试方法8.1概述

生产性结构试验大多属于结构检验性质，具有直接的生产目的，不论哪种试验目的，由于其试验对象明确，除了预制构件的质量检验在预制厂进行以外，大部分都是在结构所在现场进行试验。更由于这些结构在试验后一般均要求能继续使用，所以一般都要求是非破坏性的。

结构现场检测采用传统的荷载试验方法控制试验荷载量的前提下，检测结构的刚度和承载能力。非破损或半破损试验的检测技术必须以不破坏和不损伤构件材料内部结构、不影响结构整体工作性能和不危机结构安全的情况下，利用和依据物理学的力、声、电、磁和射线等原理、技术和方法，检测结构构件材料的力学强度、弹塑性性质、断裂性能、缺陷损伤以及耐久性等，并以此推定结构材料强度和检测内部缺陷的一种测试技术。

非破损检测混凝土强度方法是以硬化混凝土的某些物理量与混凝土标准强度之间的相关性为基本依据，在不破坏结构混凝土的前提下，测量混凝土的某些物理特性，如混凝土表面回弹值、声速在混凝土内部的传播速度。并按相关关系推出混凝土的强度作为检测结果。分类：回弹法、超声法和回弹-超声综合法在实际工程中使用较多。半破损检测混凝土强度方法是以在不影响结构构件承载能力的前提下，在结构构件上直接进行局部的微破损试验，或直接取样试验所得的数据，推算出混凝土强度作为检测结果。目前，使用较多的是钻芯法和拔出法。非破损检测混凝土内部缺陷的方法该方法用以测定结构在施工过程中因浇捣、成型、养护等因素造成的蜂窝、孔洞、温度或干缩裂缝，保护层厚度不当等缺陷，以及结构在使用中因火灾、腐蚀、受冻等非受力因素造成的混凝土损伤。目前，广泛应用超声脉冲法探测混凝土结构内部缺陷。非破损检测技术的最大特点可以直接在结构构件上进行全面检测，可以比较真实地反映构件材料在测定时的实际强度，可以在不破坏结构和不影响使用性能的条件下检测结构内部有关材料质量的信息。主要完成的任务：1.评定结构构件质量评定新建结构施工质量是工程验收的依据；检测受灾结构的破坏情况；评价有争议结构的质量性能，为处理事故和结构加固提供正确依据。2.加强施工管理，控制施工进度通过检测砼强度，确定砼构件养护、拆模和施加预应力的时间等，使之成为控制和保证施工质量的重要手段。3.诊断已建结构的承载力和耐久性，评定已建结构的可靠度等级和估算剩余寿命。8.2混凝土结构现场检测技术现场检测常用方法回弹法超声波法超声回弹综合法拔出法钻芯法现场检测规范标准《水工混凝土试验规程》《回弹法检测混凝土抗压强度技术规程》《超声回弹综合法检测混凝土强度技术规程》

《钻芯法检测混凝土强度技术规程》《后装拔出法检测混凝土强度技术规程》《水工混凝土试验规程》《水运工程混凝土试验规程》8.2.1回弹法检测混凝土强度1.回弹法定义用回弹仪弹击混凝土表面，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的方法其回弹距离与被碰撞构件的硬度成正比通过测量混凝土的表面硬度来推算抗压强度2.回弹仪的构造和率定在未使用状态，弹击杆处于回缩状态;测试时，按下按钮，让弹击杆伸出套筒，此时，挂钩挂上重锤，拉力弹簧处于松弛状态；保持回弹仪与被测构件表面成垂直状态，让弹击杆徐徐压回套筒，拉力弹簧逐渐紧张，重锤脱钩，拉力弹簧带动重锤向前与弹击杆碰撞，弹击杆又与砼表面碰撞，碰撞产生的回弹使重锤向后运动，向后运动的距离称为回弹距离；按下按钮，从回弹仪标尺上可以读出回弹距离，称为回弹值。回弹仪的率定在使用回弹仪前，应在洛式硬度HRC为60±2的钢砧上，在室温20±5℃的条件下进行率定。钢砧应稳固地平放在刚度大的砼实体上，回弹仪向下弹击，取连续3次的稳定回弹值进行平均，弹击杆应分4次旋转，每次旋转900的率定平均值应符合80±2.3.回弹仪的工作原理使用回弹仪的弹击拉簧驱动仪器内的弹击重锤，通过中心导杆，弹击混凝土的表面，并测得重锤反弹的距离x，以反弹距离与弹簧初始长度之比为回弹值R，由它与混凝土强度的相关关系来推定混凝土强度。L—弹簧的初始拉伸长度；x—重锤反弹位置或重锤回弹时弹簧拉伸长度

回弹仪工作原理示意图回弹距离与碰撞物体的硬度有关，物体的硬度越大，碰撞时，回弹距离就越大。砼的强度与其表面硬度有密切的关系。

目前回弹法测定混凝土强度均采用经验归纳法建立混凝土强度与回弹值之间的一元回归公式。

fccu=A+BRm建立混凝土强度fccu与回弹值Rm及主要影响因素（如砼表面碳化深度d）之间的二元回归公式。

fccu=ARBm·10cdm式中：A,B,C--常数项，按原材料等因素不同而变化。fccu--混凝土强度Rm--回弹值4.回弹仪规格重型HT-3000大体积普通混凝土中型HT-225一般混凝土轻型HT-100轻质混凝土或砖特轻HT-28砌体砂浆

5.特点及适用范围优点：技术成熟、操作简便、测试快速、对结构无损伤、检测费用低等。误差一般在13%以内。回弹仪使用时的环境温度应为-4℃-40℃回弹法主要用于已建和新建结构的混凝土强度检测，适用于抗压强度10-60MPa的砼。测量受结构表面状况影响，如混凝土不同浇筑面、潮湿面、老建筑物表面风化及碳化较深等，都会影响到测试结果。6.回弹法检测砼强度的影响因素1）回弹仪测试角度的影响回弹仪在非水平方向测试时，由于重力作用使测试结果与水平方向不同，这时应根据回弹仪轴线与水平方向的角度α对回弹值进行修正。2）砼不同浇筑面的影响

砼不同的浇筑面有不同的状况，由于砼的分层泌水现象，构件底部石子较多，回弹值偏高。表层因泌水，水灰比略大，回弹值偏低。所以测试时要尽量选择构件浇筑的侧面，否则应进行修正。3）龄期和碳化的影响砼碳化现象——已硬化的砼表面受空气中co2的作用，使水泥中氢氧化钙逐渐生成硬度较高的碳酸钙。砼表面硬度随着碳化深度的增加而逐渐增大，从而显著影响了砼强度换算值与回弹值的相关关系，因此需要进行碳化修正。4）养护方法和温度的影响对相同强度等级的砼，因为砼含水率不同使强度发展不同，表面硬度也不同。砼表面湿度越大，回弹值越低。在现场检测时，应尽可能采用干燥状态的砼进行测试，以减小湿度对回弹值的影响。7.回弹法检测技术（1）回弹法检测结构砼强度有两类方法单个结构或构件的逐个检测

主要用于混凝土强度质量有怀疑的独立结构，如现浇整体楼板、连续墙、烟囱等；单独构件如整体结构中的梁、板、屋架等，以及有明显施工质量问题和受灾破坏的某些结构。成批构件的抽样检测

主要用于构件厂或工地等现场在相同生产工艺下，强度等级相同，原材料和配合比基本一致，同条件养护且龄期相近的成批预制构件。被抽样构件数量应不少于同类构件总数的30%，且测区总数应不少于100个。（2）回弹法检测技术---测区的选择与布置每一结构或构件测区数不应少于10个；测区面积不宜大于0.04m2，最好容纳16个回弹测点。对长度小于3m且高度小于0.6m的构件，其测区数量可适当减少，但不应少于5个。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。测区应选在使回弹仪处于水平方向检测混凝土浇筑侧面。当不能满足时，可选砼浇筑的表面或底面。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，且应均匀分布。在构件的重要受力部位、薄弱部位及容易产生缺陷的部位必须布置测区。测区必须避开预埋件和钢筋密集区。测区表面应清洁、平整、干燥，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。（3）回弹法检测技术---回弹值测量测读方式--弹击时，回弹仪的轴线应始终垂直于结构或构件的混凝土检测面，缓慢施压、准确读数，快速复位。每个测区的两个测面各弹击8次，若每个测区只有一个测面则弹击16次；同一测点只应弹击一次；每一测点的回弹值读数估读至1；测点不应在气孔或外露石子上。测点在测区内应均匀分布，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；体积小、刚度差以及测试部位的厚度小于100mm的构件，测试时应设置支承，加以固定，防止对弹击时产生颤动，影响量测精度。当回弹值过高或过低，应在其附近补测。（4）碳化深度测量

碳化深度：碳酸钙实际比较硬，所以经过长时间存放混凝土，它的表面会形成比较硬的表面层，把表面层的厚度称为碳化深度。回弹值测量完毕后，应选择不少于构件的30%的测区数，在有代表性的位置上测量碳化深度值。碳化深度值测量，可采用适当的工具在测区表面形成直径约15mm的孔洞，其深度应大于混凝土的碳化深度。注意事项清除孔洞粉末，不得用水冲洗，应采用浓度为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（已碳化混凝土颜色不变，未碳化变为红色）的垂直距离多次，该距离即为碳化深度值，测量不少于3次，取平均值，读数精确至0.5mm。8.回弹值的数据处理1）回弹值的计算计算测区平均回弹值应从16个回弹值中剔除3个最大值和3个最小值，余下的10个回弹值求平均回弹值：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。当回弹仪非水平或非砼浇筑侧面时水平修正：非水平方向检测混凝土浇筑侧面时顶底修正：水平方向检测混凝土浇筑顶面或底面时

Rm=Rmx+Rax

Rmx—相应状态检测时测区平均回弹值，精确至0.1

Rax—相应状态检测时回弹值修正值（查表）先水平修正，再顶底修正

2）碳化深度值的计算

dm=Σdi/10(i=1-10)式中：dm--测区平均碳化深度值（mm），计算至0.5mm；di--第i次测量的碳化深度值（mm）；n--测区碳化深度测量次数。当dm＜0.5mm时，按无碳化处理；dm＞6mm时，则按dm=6mm。9.结构或构件混凝土强度计算两种方法：《回弹法检测混凝土抗压强度技术规程》

JGJ/T23—2001——测强曲线。

《水工混凝土试验规程》

SL352—20067.1——强度公式。回弹值影响因素很多，比如说混凝土骨料、砂浆强度、骨料性质、骨料的粒径等，还和混凝土添加剂，施工条件等都有关系。当然，最主要的影响是混凝土的弹性模量的影响，二者之间关系并不简单。该关系必须通过试验得到，而且对于不同的混凝土要有不同的关系。我们把这个关系称做测强曲线。方法1：测强曲线——强度换算值1）

统一测强曲线在全国范围内对某些有代表性材料、按标准的成型养护工艺配制的混凝土试件做些统计，通过试验来测得的测强曲线。统一测强曲线实用范围广，统计的混凝土的品种多，所以它的离散性也比较大。统一的测强曲线的强度包含两个因素：一个就是混凝土的回弹值Rm，还有一个因素就是碳化深度H.2）地区测强曲线由各个省、市、自治区组织人来根据该地区使用较多的混凝土，通过试验统计其测强曲线。其检测精度肯定要高于统一测强曲线。3）专用测强曲线 由工程单位、构建厂、或者商品混凝土厂为某一种混凝土特制的测强曲线。这种测强曲线，由于应用范围更小，混凝土品种及施工条件变化更小，所以它测出来的强度离散性要比地区测强曲线小。对有条件的地区和部门，应制定本地区的测强曲线或专用测强曲线，经上级主管部门组织审定和批准后实施。各检测单位应按专用测强曲线、地区测强曲线、统一测强曲线的次序选用测强曲线。

修正当检测条件与测强曲线的适用条件有较大差异时，可采用同条件试件或钻取混凝土芯样进行修正。试件或钻取芯样数量不应少于6个。钻取芯样时每个部位应钻取一个芯样。计算时，测区混凝土强度换算值应乘以修正系数η式中：

η——修正系数，精确到0.01；fcu,i——第i个混凝土立方体试件(边长为150mm)的抗压强度值，精确到0.1MPa；fcor,i——第i个混凝土芯样试件的抗压强度值，精确到0.1MPa；fccu,i——对应于第i个试件或芯样部位回弹值和碳化深度值的混凝土强度换算值；

n——试件数。方法2：砼强度公式——推定的混凝土强度1）测区混凝土强度值的确定结构第i测区砼强度换算值可按«回弹法检测砼抗压强度技术规程»所求的平均回弹值和平均碳化深度，由附录表查得。当有地区或专用测强曲线，则砼强度换算值应按其得出。当强度高于50MPa或低于10MPa，可记为

fccu＞50MPa或fccu＜10MPa3）结构或构件混凝土强度推定值fcu，e①单个构件检测或该构件测区数小于10时，以构件最小测区强度值作为该构件的砼强度推定值②批量检测时，当该结构或构件测区强度值中出现小于10.0MPa时当该结构或构件测区数不少于10个或按批量检测时对于按批量检测的构件，当该批构件砼强度标准差出现下列情况之一，该批构件全部按单个构件推定：

①该批构件砼强度平均值＜25MPa，且强度标准差＞4.5MPa；

②该批构件砼强度平均值≥25MPa，且强度标准差＞5.5MPa；平均回弹值Rm测区混凝土强度换算值fcu,i(MPa)平均碳化深度值dm(mm)00.51.01.52.02.53.03.54.04.55.05.5≥630.624.323.622.821.920.920.219.418.71817.5171615.230.824.623.923.122.121.220.419.718.918.217.717.216.215.431.024.924.223.422.421.420.719.919.218.417.917.416.415.531.225.224.423.722.721.720.920.219.418.618.117.616.615.731.425.624.824.1232221.220.519.718.918.417.816.915.88.2.2超声脉冲法检测混凝土强度1.超声脉冲法所谓超声波，是振动频率高于20000Hz声波，超声波不能引起人的声感，实际上是一种机械波。超声波在各种介质中都能够传播，介质不同，它的传播速度也不同。超声波的检测技术，就是测量超声波在介质当中的传播速度。混凝土波速与强度之间有较好的相关性，强度越高，波速越快。根据率定的关系曲线，由波速即可推算强度。2.超声法检测原理超声检测仪发出高频脉冲信号，激励安装了压电晶体的发射探头，利用压电效应将脉冲电信号转换成机械振动，即超声波。超声波穿过砼构件，接收探头再将超声波转换为电信号。由于接收探头和发射探头实现了电能和机械能之间的转换，因此又分别被称为发生换能器和接收换能器。超声波在砼中传播的时间，称为声时；将发射探头与接收探头之间的距离除以声时，得到超声波在砼中传播的速度，称为声速；基本原理超声波在砼中传播时，由于砼内部材料不均匀，粗骨料和水泥胶凝体之间存在界面等缺陷。遇到不同介面，超声波将产生反射、折射、绕射及衰减等，从而使传播的声时、振幅、波形、频率等发生相应变化，接收探头接收到的是经过多次多次反射、折射等变化的超声波信号。超声检测仪将从发射探头发射的脉冲信号第一次到达接收探头的信号称为首波。超声检测仪主要检测首波到达的时间和首波的波形，依据信息主要是声时、距离、声速和首波。混凝土超声波检测仪器的基本电路利用砼立方体抗压强度fcu与超声波在砼中的传播参数（声速、衰减等）之间的相关关系来检测砼强度超声波在混凝土当中的传播速度与混凝土的弹性模量是相关的，而弹性模量又与强度相关。超声波的检测技术，就是测量超声波在介质当中的传播速度。混凝土波速与强度之间有较好的相关性，强度越高，波速越快。根据率定的关系曲线，由波速即可推算强度。为了推算这个强度，就必须建立混凝土强度与超声波在混凝土当中传播速度的关系曲线，称为测强曲线（fccu～v

），它是提高检测混凝土强度可靠性的关键。影响测强曲线的主要因素：利用超声声速对砼强度进行大致判断的参考数据声速（m/s）砼质量4500优3500-4500好3000-3500不佳或有问题2000-3000差2000很差3.超声法的检测技术及测区选择和测点布置⑴当单个构件检测时，要求不少于10个测区且测区表明编号。⑵对同批构件按抽样检测，抽样数不少于同批构件数的30%。，且不少于4个。同样每个构件测区数不少于10个。⑶测区应选择试件浇筑砼的模板侧面，一般以200mm×200mm的面积为一测区。相邻测区间距不大于2m。⑷测区应避开钢筋密集区和预埋件。⑸测试面应清洁平整、干燥无缺陷和饰面层。⑹（为了使构件检测条件和方法尽可能与建立率定曲线时的条件、方法一致）每个测区内应在相对测试面上对应布置3个或5个测点，相对面上对应的辐射和接收换能器应在同一轴线上,使每对测点的测距最短。⑺测试时必须保持换能器与被测砼表面有良好的耦合，并利用黄油或凡士林等耦合剂，以减少声能的反射损失。测区声波传播速度

vi=L/tmi

tmi=（t1+t2+t3）/3式中：vi---第i测区声速值，km/s；L---超声测距，mm；

tmi---第i测区平均声时值，µs；

t1、t2、t3---测区中3个测点的声时值。声速修正当在混凝土的浇筑顶面或地面测试时，声速值应作修正：

vα=βv

式中：

vα---修正后的测区声速值，km/s；

β---超声测试面修正系数，在顶面或底面测试时β=1.034，在侧面时，β=1.由试验量测的声速，按率定的fccu-v曲线求得砼的强度换算值，并推定结构砼的强度。对于各种类型的混凝土不可能有统一的曲线，最好根据已经建立的专门曲线，才可得到比较满意的精度。8.2.3超声回弹综合法检测砼强度1.超声回弹综合法的工作原理

超声法和回弹法都是以砼材料的应力应变行为与砼强度之间的相互关系为依据的。√超声波在砼材料中的传播速度反映了材料的弹性性质，它反映了砼内部构造的有关信息。√回弹法的回弹值反映了砼的弹性性质，同时也反映了砼的塑形性质，但只能确切反映砼表层约3cm左右厚度的状态。2.超声回弹综合法是建立在超声波传播速度和回弹值与砼抗压强度之间相互关系的基础上，以超声波速度和回弹值综合反映砼抗压强度的一种非破损检测方法。3.综合法特点：

既能反映砼弹性，又能反映砼的塑性；即反映砼的表层状态，又能反映砼的内部构造。这样由表及里，较为确切的反映砼的强度。综合法优点：⑴综合法可以减少砼龄期和含水率的影响砼含水率大，回弹值偏低，而超声波的声速偏高；砼龄期长，回弹值因砼表面碳化深度增加而增加，但超声声速随龄期的增加幅度有限。综合法可以使单一法测量时产生的影响得到相互补偿。⑵综合法将测量范围加大，且提高了测试精度，较全面的反映了砼的实际质量。回弹法不适合测试低强混凝土，因为该法通过砼表层的弹性和硬度反映砼的强度，测低强砼时，由于弹击可能产生较大塑性变形，影响测试精度；超声法对较高强度的砼不敏感，因为该法通过整个截面的弹性特性反映砼的强度，而超声波的声速随砼强度增长到一定程度后，增长速度下降。综合法可以内外结合，相互弥补。4.超声回弹综合法的检测技术严格遵照《超声回弹综合法检测混凝土强度技术规程》（CECS02:88）的要求进行。回弹值的量测与计算与回弹法中所述规定相同，但不需要量测混凝土的碳化深度，因为碳化深度较大的砼，由于龄期较长而含水率相应降低，以致超声波速稍有下降，因此在综合法关系中可以抵消回弹上升所造成的影响。综合法要求超声的测点（每测区3个）应布置在同一测区的回弹值的测试面上，但测量声速的换能器的安装位置不宜与回弹仪的弹击测点重叠。结构的每一个测区内，宜先进行回弹测试，然后进行超声测试。同时要注意，只有同一个测区的回弹值和声速值才能作为该测区砼强度的综合参数，不同测区的测量值不得混用。5.混凝土强度的推定⑴结构第i个测区的砼强度换算值应按检测修正后的回弹值和声速值，优先采用专用测强曲线推定。当无该类曲线时，也可按《超声回弹综合法检测混凝土强度技术规程》的规定确定。⑵当结构所用材料与指定的测强曲线所用材料有较大差异时，需用同条件试块或从结构测区钻取的砼芯样进行修正，此时，得到的砼强度换算值应乘以修正系数可按《规程》进行计算。最后，结构的混凝土强度推定值可按《规程》所列条件确定。8.3混凝土强度的局部破损检测技术8.3.1钻芯法检测混凝土强度1.钻芯法定义钻芯法是使用专用的取芯钻机，从被检测的结构上直接钻取圆柱形的砼芯样，并根据芯样的抗压强度推定砼的立方抗压强度。它不需要建立砼的某种物理量与强度之间的换算关系，被认为是一种较直观可靠的检测砼强度的方法。《钻芯法检测混凝土强度技术规程》《水工混凝土试验规程》2.主要用途（适用于砼强度等级大于C10的结构）3.钻芯法特点优点：无需建立混凝土某种物理量与强度之间的换算关系，具有直观、准确，代表性强，可同时检测混凝土内部缺陷等优点，在工程检测中得到广泛应用。缺点：是对结构造成局部破损，芯样数目有限，钻芯及芯样加工需要专用的设备和较长的时间。钻芯法除了检测混凝土强度外，还可以通过芯样检测混凝土结构的裂缝深度、受火或受冻砼的损伤深度等内部缺陷。钻芯法在结构原位试验中检测混凝土强度和缺陷，是其他非破损检测方法不可取代的一种有效方法。在实际工作中，常将钻芯法和其他非破损检测法结合使用，一方面利用非破损检测法检测砼的均匀性，以减少钻芯数量；另一方面，又利用钻芯法来校正其他方法的检测结果，提高检测的可靠性。4.芯样钻取及加工的技术要求⑴钻取芯样的钻孔取芯机是带有人造金刚石的薄壁空心圆形钻头的专用机具，由电动机驱动，从被测构件上直接截取与空心钻头内径相同的圆柱形砼芯样。钻取芯样时应用冷却水冷却钻头和排除砼料屑。⑵钻芯法检测适用于砼强度等级＞C10，＜C80的结构。⑶钻取芯样应在结构受力较小的部位和砼强度质量具有代表性的部位，应避开主筋、预埋件和管线的位置，并尽量避开其他钢筋。如与其他非破损检测方法综合测定砼强度时，应在同一测区钻取芯样。⑷取样位置要求：钻取芯样前，应事先探明钢筋位置，即芯样试件内不含钢筋，特别是不允许有芯样轴线平行的纵向钢筋，以免影响芯样强度。如不能避免，则每个芯样内最多只允许含有二根直径小于10mm的钢筋，且钢筋与芯样轴线基本垂直并不得露出端面。⑸数量要求：单个构件检测时，每个构件的钻芯数量不应少于3个；对于较小的构件，钻芯数量可取2个。对构件的局部区域进行检测时，取芯位置和数量可由已知质量薄弱部位的大小决定，检测结果仅代表取芯位置的砼质量，不能据此对整个构件及结构整体的砼强度作出总体评价。⑹尺寸要求：钻取的芯样直径一般不宜小于骨料最大粒径的3倍，在任何情况下不得小于骨料最大粒径的2倍。钻取芯样的薄壁钻头内径为100mm或150mm，芯样抗压试件的高度和直径比为1～2。⑺芯样加工和修补要求：为防止芯样端面不平整导致应力集中和实测强度偏低，芯样端面必须进行加工，可在磨平机上磨平，也可用水泥砂浆等磨平。⑻试件在试验前在养护室养护一周，后进行芯样的抗压试验。5.影响钻芯法检测结果的主要因素⑴芯样端面的平整程度

⑵芯样的干湿度⑶芯样的尺寸钻芯机6.芯样抗压试验和混凝土强度推定芯样试件的砼强度换算值按下式计算：

fccu=α4F/πｄ2式中：fccu—芯样试件混凝土强度换算值（MPa）;

F—芯样试件抗压试验测得的最大压力（N）;d—芯样试件平均直径（mm）；

α—不同高径比的芯样试件砼换算强度的修正系数芯样试件混凝土换算强度的修正系数高径比h/d1.01.11.21.31.41.51.61.71.81.92.0系数α1.001.041.071.101.131.151.171.191.201.221.24试验证明：以直径100mm或150mm，高径比h/d=1的圆柱体芯样试件的抗压测试值，其与边长为150mm的立方体试块强度基本上是一致的，因此可直接作为混凝土的强度换算值。对于单个构件或其局部区域取构件砼换算强度最小值作为结构砼强度代表值。由于构件在外力下，混凝土的破坏一般都是首先出现在最薄弱的区域，因此钻芯法规程规定，对于单个构件的局部区域，取芯样试件混凝土换算强度中的最小值作为代表值推定结构的混凝土强度。钻孔取样后结构上留下的孔洞必须及时进行修补，一般修补后构件的承载能力会低于未钻孔前的承载能力，所以钻芯法不宜普遍使用，更不宜在一个受力区域内集中钻孔取芯。8.3.2拔出法检测混凝土强度1.拔出法定义拔出法试验是用一金属锚固件预埋入未硬化的混凝土浇筑构件内（预埋拔出法），或在已硬化的混凝土构件上钻孔埋入一膨胀螺栓（后装拔出法），然后测试锚固件或膨胀螺栓被拔出时的拉力，由被拔出的锥台形混凝土块的投影面积，确定混凝土的拔出强度，推算混凝土的立方抗压强度，也是一种半破损试验的检验方法。混凝土预埋件抽取测试仪2.拔出法检测混凝土强度的基本原理原理：依据混凝土的抗拔力与抗压强度之间的相关关系提出的，即混凝土抗压强度fc与极限抗拔力F之间具有良好的线性关系。进行拔出试验时，拔出仪以承力环为反力座和约束圈，通过拉杆对锚固件施加拉力。随拔出力F不断加大，混凝土的主拉应力达到极限值，使之沿着2α的圆锥面产生开裂破坏，使一个圆锥体脱离砼母体而被拔出，这时砼的抗拔强度fp为：

fp=F/A

式中：A---拔出截头圆锥体脱离混凝土的侧面积（mm2）.由大量试验和理论分析可知，混凝土拔出强度fp接近于抗拉强度ft，混凝土拔出强度fp和立方体抗压强度fc都是抗拉强度ft的一元增函数：

fp=ah2ftfc=b（ft）c，式中：h---锚固件的锚固深度

a、b、c---常数当用拔出力F或检测砼抗压强度时很少受其他因素影响，因此，二者之间具有良好的线性关系。3.预埋拔出法和后装拔出法1）预埋拔出法（LOK试验）在浇筑砼前，于砼表层以下一定距离预先埋入一金属锚固件，待砼硬化以后，通过拔出仪对锚固件施加拔力，使砼沿着一个与轴线成2α角度的圆锥面破裂而被拔出，根据专用测强曲线，由拔出力推定砼的抗压强度。由于必须事先在构件内预埋金属锚固件，使用上有一定的局限性。但该试验可靠性较好，尤其适用于现场作为砼质量控制的检测手段，如确定停止养护、拆模时间及施加后张法预应力的时间等。2）后装拔出法（CAPO试验）在结构的硬化砼表面通过专用钻孔机，磨槽机进行钻孔、磨槽和嵌入锚固件后，进行拔出试验检测混凝土强度。是针对预埋法的不足并在其基础上发展起来的现场砼强度检测的一种方法。我国已颁布《后装拔出法混凝土强度技术规程》。3.后装法混凝土强度检测技术⑴特点--被检测混凝土强度不应低于10.0MPa。检测部位砼表层与内部质量应一致，当表层与内部质量有明显差异，应将薄弱表层的混凝土清除后方可进行检测。

最突出特点是可以检测抗压强度高达85MPa的混凝土强度。⑵试验装置圆环式拔出试验装置适用于石子粒径较小（≤40mm）的混凝土，对混凝土的损伤较小，但试验时要求测试部位的混凝土表面必须平整。三点式拔出试验装置适用于石子粒径较大（≥60mm）的混凝土，对混凝土的损伤较大，但试验时对测试部位的混凝土表面平整度要求不高。对于钻孔、磨槽、锚固件安装等技术要求，均应严格执行《规程》的规定。⑶测点布置①结构的混凝土强度可按单个构件检测或同批构件按批抽样检测。按单个构件检测时，应在构件上均匀布置3个测点，当3个拔出力中最大拔出力和最小拔出力与中间值之差均小于或大于中间值的5%，仅布置3个点即可；当最大拔出力或最小拔出力与中间值之差均大于中间值5%时，应在最小拔出力测点附近再加测2个测点。当同批构件按批抽样检测时，抽样数量应不少于同批构件总数的30%，且不少于10件，每个构件不应少于3个测点。②测点宜布置在构件混凝土成型的侧面，如不能满足，可布置在混凝土成型的表面或底面。③测点应布置在构件受力较大及薄弱部位，相邻两测点的间距不应小于10h，测点距构件边缘不应小于4h（h为锚固件的锚固深度）。④测点应避开接缝、蜂窝、麻面部位和混凝土表层的钢筋、预埋件。测试面应平整、清洁、干燥、饰面层等应予清除，必要时进行磨平处理。⑤拔出试验后，应对不出试验造成的混凝土破损部位进行及时修补。⑷后装法混凝土强度换算及推定必须按已经建立的拔出力与立方抗压强度之间的相关关系曲线，由拔出力确定混凝土的抗压强度。混凝土强度换算按下式计算：fccu=aF+b式中fccu---混凝土强度换算值（MPa），精确至0.1MPa；F---测点拔出力（kN），精确至0.1kN；a，b---测强公式回归系数。⑸试验加荷装置①将锚固件的胀簧插入成型孔内，通过胀杆使胀簧锚固台阶完全嵌入环形槽内，保证锚固可靠。②加荷装置是一专用的手动液压拔出仪，如图示。整个加载装置是支承在圆环式或三点式的试验装置上，拔出仪与锚固件用拉杆对中连接，并与混凝土表面垂直，油缸进油时对拉杆均匀施加拔力，当混凝土开裂破坏时，由油压表或测力显示器指示拔力。③拔出后，应对拔出试验造成的混凝土破损部位进行及时修补。8.4混凝土内部缺陷的超声法检测技术8.4.1概述1.超声法检测混凝土缺陷的基本原理采用低频超声仪，测量超声脉冲的纵波在结构混凝土中的传播速度，接收波形信号的振幅和频率等声学参数的相对变化，来判定混凝土的缺陷。当混凝土结构中存在缺陷时，超声脉冲通过缺陷会产生绕射，传播速度比无缺陷混凝土的超波速度小，声时偏长。更由于波在缺陷界面会产生反射，因而能量显著衰减，波幅和频率明显降低，接收的信号的波形平缓甚至畸变。综合波速、波幅和频率等参数的相对变化，对同条件下无缺陷的砼进行比较，就可判断和评定砼的缺陷和损伤情况。2.超声法检测混凝土缺陷的方法⑴采用厚度振动式换能器检测时，可将换能器安装于结构的一个或两个表面采用单面平测、双面对测或双面斜测等。厚度振动式换能器的频率宜采用20-250kHz，径向振动式换能器的频率宜采用20-60kHz，直径不宜大于32mm。当接收信号较弱时，宜选用带有前置放大器的接收放大器。⑵当采用径向振动式换能器检测时，则可在结构表面钻孔后将换能器置于钻孔中，采用孔中对测或孔中斜测的钻孔测试法。8.4.2混凝土裂缝检测8.4.2混凝土裂缝检测1.浅裂缝检测（开裂深度≤500mm）需要检测的裂缝中不允许有积水或泥浆。当结构中有主筋穿过裂缝且与两个换能器的连线大致平行时，布置测点应使两个换能器的连线与该钢筋轴线至少相距1.5倍的裂缝预计深度。

⑴单面平测法

⑵双面斜测法⑴单面平测法被测结构的裂缝所在部位只有一个表面可供超声检测时，可以采用该法进行浅裂缝的检测。平测时应在裂缝的被测部位，以不同的测距，按跨缝和不跨缝布置测点进行检测，检测步骤如下：①跨缝的声时测量

将发射T与接收R换能器对称布置在以裂缝为轴线的两侧，距离为Li（Li=100，150，200，250mm……），分别读取声时值t0i，绘制“时-距”图，同时观察首波相位的变化。②不跨缝的声时测量

将将发射T与接收R换能器以相同的测距平置于裂缝同一侧的完好混凝土表面，距离为Li（Li=100，150，200，250mm……），分别读取声时值ti。③取多次量测的裂缝深度dci的平均值作为该裂缝的深度值dc。

dci=Li/2｛(t0i/ti)2-1｝1/2

mdc=1/n·Σdci式中：dci---第i次量测的裂缝深度；

Li---第i次量测超声传播距离；

ti，t0i---测距为Li时不跨缝和跨缝量测的声时值（uｓ）

mdc---各测点计算裂缝深度的平均值（mm）；

n---测点数。④裂缝深度的确定当在某测距发现首波反相时，可用该测距及两个相邻测距分别计算裂缝深度dci，取此3点的平均值作为该裂缝的深度值。⑵双面斜测法被测结构都有两个相互平行的测试表面。测试时将两个换能器分别置于对应测点1，2，3…..的位置，读取相应的声时值ti，波幅值Ai和频率值fi。裂缝深度判定：对比各个测点信号，根据波幅和频率与不通过裂缝的测点的比较，由波幅和频率的突变，可以判定裂缝的深度及是否在平面方向贯通。2.深裂缝检测（开裂深度＞500mm）钻孔对测法——对于大体积混凝土的深裂缝，在被测裂缝两侧钻取测试孔，所钻测试孔应满足下面要求：①两个对应测孔的间距宜为2000mm，其轴线应保持平行。②孔径应比换能器直径大5-10mm。③孔深应至少大于裂缝预计深度700mm。④孔中粉末碎屑应清理干净。⑤测试时可在混凝土裂缝测孔的一侧另钻一深度较浅的比较孔，测试同样测距的无裂缝混凝土的声学参数，对比判断.钻孔法检测裂缝应选用频率为20-60kHz的径向振动式换能器。测试前应先将测试孔中注满清水，然后将T,R换能器分别置于裂缝两侧的对应孔中，以相同高程等间距（100-500mm）从上到下同步移动，逐点读取声时、波幅和换能器所处的深度。以换能器所处的深度h与对应的波幅值A绘制h-A坐标图，随着换能器位置的下移，波幅逐渐增大，当下移至某一位置后，波幅达到最大并基本稳定，该位置所对应的深度便是裂缝深度值。钻孔法检测裂缝深度8.4.3混凝土内部空洞和缺陷的检测1.检测原理根据各测点的声时、波幅或频率的相对变化，确定异常测点的坐标位置，从而判断缺陷的范围。2.测试方法对测法---结构具有两对互相平行的测试面时，在测区两对互相平行的测试面上，分别画间距为200-300mm的网格，从而确定各测点的位置。斜测法---结构只有一对相互平行的测试面，在测区的两个相互平行的测试面上，分别画出交叉测试和两组测点的位置。钻孔法---结构测试距离较大，可在测区的适当位置钻出平行于结构侧面的测试孔，直径范围45-50mm，换能器布置如图示。3.数据处理与缺陷的判定根据测试时记录的每一个测点的声时、波幅、频率和测距值，通过数据处理作为缺陷判断的依据当某些测点出现声时延长、声能被吸收和散射、波幅降低、高频部分明显衰减的异常情况时，对比同条件混凝土的声学参量，按《超声法检测砼缺陷技术规程》的具体规定确定混凝土内部存在不密实区域和空洞的范围。8.4.4混凝土表层损伤检测混凝土或钢混结构在施工或使用过程中，其表层会在物理或化学作用下受到损伤，其表面损伤的厚度可以利用超声法检测。检测时，应根据损伤情况和外观质量选取有代表性部位布置测区。被测表面应平整并处于自然干燥状态，无接缝和饰面层。表面损伤层检测宜选用频率较低的厚度振动式换能器。1.测试方法检测时，将发射换能器在测试表面A点耦合后保持不动，接收换能器依次耦合安置在B1、B2、B3……,每次移动距离不宜大于100mm，并测读相应的声时值t1、t2、t3……及两个换能器之间的距离L1、L2、L3……，每一个测区内不得少于5各测点。如结构的损伤层厚度不均匀时，应适当增加测区数。2.数据处理及判定按各点声时值和测距，绘制损伤层的检测“时-距”图，由于混凝土损伤后使超声波传播速度发生变化，“时-距”图上出现转折点，由此可分别求得超声波在损伤混凝土与密实混凝土中的传播速度。8.4.5灌注桩混凝土缺陷检测本法适用于桩径不小于0.6m的灌注桩桩身混凝土缺陷检测根据桩径大小预埋超声检测管（声测管）桩径为0.6-1.0m时，宜埋二根管桩径为1.0-2.5m时，宜埋三根管，按等边三角形布桩径为2.5m以上时，宜埋四根管，按正方形布置声测管之间应保持平行，宜采用钢管，对于桩身长度小于15m的短桩，可用硬质PVC塑料管。声测管埋设示意图超声脉冲检测方法：1.根据桩径大小选择合适频率的换能器和仪器参数，一经选定，在同批桩的检测过程中不得随意改变。2.将换能器分别置于两个声测孔的顶部或底部，以同一高度或相差一定高度等距离同步移动，逐点测读声学参数并记录换能器所处深度。3.测点间距宜为200-500mm，在普测的基础上，对数据可疑部位应进行复测或加密检测，采用对测、交叉斜测即扇形扫射等方法，确定缺陷的位置和范围。4.当同一桩中埋三根或三根以上声测管时，应以每两根管为一个测试剖面，分别对所有剖面进行检测。灌注桩超声测试剖面示意图8.5砼内部钢筋位置和钢筋锈蚀的检测技术8.5.1砼内部钢筋位置的检测对已建砼结构作可靠性诊断和新建砼结构施工质量进行鉴定时，要求确定钢筋位置、布筋情况、保护层厚度测量和估计钢筋直径。当采用钻芯法检测砼强度时，为在取芯部位避开钢筋，也需作钢筋位置的检测。构件检验部位基本原理钢筋测定仪是利用电磁感应原理进行检测的，砼带有弱磁性，钢筋带有强磁性。砼中原来是均匀磁场，当砼中配置钢筋后，就会使磁力线集中于沿钢筋的方向。检测时，钢筋测试仪的探头接触结构结构砼表面，探头中的线圈通过交流电，线圈周围就产生交流磁场。该磁场中由于有钢筋存在，线圈中产生感应电压。该感应电压的变化值是钢筋与探头的距离和钢筋直径的函数。钢筋越靠近探头，钢筋直径越大时，感应强度变化也越大。电磁感应法比较适用与配筋稀疏与混凝土表面距离较近的钢筋检测。钢筋布置在同一平面或在不同平面内距离较大时，结果较满意。钢筋越接近探头，钢筋直径越大，感应的强度越大，相位差也越大。检测技术检测技术检测技术检测技术检测技术检测数据处理验收合格标准9.5.2混凝土内部钢筋锈蚀的检测已建结构钢筋锈蚀会导致保护层胀裂、剥落及钢筋有效截面削弱等，直接影响结构承载能力和使用寿命。混凝土是碱性材料，在钢筋周围形成保护性氧化膜，使之免受腐蚀。但由于砼质量差等原因，结构产生裂缝，其内部产生电化学腐蚀现象，造成钢筋的腐蚀，另外碳化影响，砼ph值降低，也会使钢筋锈蚀。工作原理混凝土中钢筋的锈蚀是一个电化学的过程，即钢筋因锈蚀而在表面有腐蚀电流存在，使电位发生变化。利用钢筋锈蚀程度与测量电位间建立的一定关系，由电位高低变化规律，可以判定钢筋锈蚀的可能性及锈蚀程度。试验证明：负电位数值越高，钢筋锈蚀程度越严重。8.6砖砌结构的现场检测技术砖砌结构的强度由组成砌体的块材和砂浆的材料强度或施工时制作的砌体试块强度来决定。已建结构性能鉴定：√传统方法：直接从砌体结构上截取试样进行抗压强度试验，对试样产生较大损伤。√非破损或局部破损试验的方法：按照《砌体工程现场检测技术标准》8.6.1砌体强度的间接测定砌体强度间接测定法就是使用专门的仪器和专门的测试方法，在非破坏或局部破损的条件下量测硬化砂浆或块材的某一项强度指标，或是与材料强度有关的某一物理参数，并间接推算或判定砌体强度。砌体强度直接与砂浆和砖块的强度有关√砖砌体的抗压强度：由砂浆强度等级和砖块强度等级确定；√砌体沿灰缝截面破坏时的抗拉、弯曲和抗剪强度：由砂浆强度等级确定；√砌体沿块体截面破坏时的轴心抗拉和弯曲强度：由块材强度等级确定。1.回弹法回弹法检测砂浆强度的基本原理与混凝土强度检测的回弹法相同。采用专用的HT-75型砖块回弹仪和HT-20型砂浆回弹仪分别量测砖砌体内的砖块和砂浆强度，由反映砂浆表面的回弹值和用酚酞试剂测试的砂浆碳化深度与砂浆强度的相关关