质量检测技术简述-混凝土结构检测

混凝土结构检测、拔出法检测混凝土强度教学目标重点难点教学目标：1.知识目标：掌握拔出法检测混凝土强度2.技能目标：能够进行一般工程的拔出法检测混凝土强度3.态度目标：通过学生勤奋学习学生能正确对待学习，养成良好的学习习惯，寻找有效的学习方法重点：拔出法检测混凝土强度的原理难点：拔出法检测混凝土强度的推定复习回顾复习回顾上次课题的主要内容提出本次课题学习的问题，学生思考拔出法检测混凝土强度？目录后装拔出法检测混凝土强度

拔出法检测混凝土强度是一种半破损的检测方法。拔出法分为两类：预埋拔出法和后装拔出法。预埋拔出法适合于混凝土质量的现场控制，例如，决定拆除模板或加置荷载的适当时间，决定施加或放松预应力的适当时间，决定吊装、运输构件的适当时间，决定停止湿热养护或冬季施工时停止保温的适当时间等。预埋拔出法在北欧、北美等许多国家得到了迅速的推广应用。而在我国，则更多地使用后装拔出法，即在已硬化的混凝土上钻孔，然后锚入锚固件进行拔出试验。在后装拔出法中，根据反力支承的不同拔出仪目前有两种类型：圆环式支承和二点式支承。1994年中国工程建设标准化协会颁布了《后装拔出法检测混凝土强度技术规程》(CECS69：94)。该规程在附录A的条文说明中以实例的形式给出了圆环式支承的测强曲线的回归公式，山东地区有圆环反力支承的测强曲线的回归公式。本章主要介绍后装拔出法。目录后装拔出法检测混凝土强度3检测技术要点2检测仪器1基本原理5混凝土强度换算及推定4测强曲线目录一、基本原理

后装拔出法检测混凝土强度，是指在已硬化的混凝土表面钻孔、磨槽、嵌入锚固件并安装拔出仪进行拔出试验，测定极限拔出力，根据预先建立的拔出力和混凝土强度之间的相关关系检测混凝土强度。目前对拔出法检测时的破坏机理的研究尚存在—些未明确的问题，对其破坏机理尚无公认的理论。目录二、检测仪器3钻孔机2拔出仪1技术要求5锚固件4磨槽机1、技术要求

(1)拔出试验装置由钻孔机、磨槽机、锚固件及拔出仪等组成。(2)钻孔机、磨槽机、锚固件及拔出仪必须具有制造工厂的产品合格证，拔出仪的计量仪表必须具有计量单位的校准合格证。(3)拔出试验装置应采用圆环式，其反力支承内径d3＝55mm．胀簧锚固台阶外径d2=25mm，锚固件的锚固深度h＝25mm，钻孔直径d1=18mm(图6—l—6)。当采用三点式拔出试验装置时，其反力支承内径d3＝120mm，锚固件的锚固深度＝35mm，钻孔直径dl=22mm(图6—l—7)。2、拔出仪

(1)拔出仪由加荷装置、测力装置及反力支承三部分组成。拔出仪的加载装置一般采用油压系统，由手动式油泵的油压使油缸的活塞产生很大的拔出力；测力显示装置可采用数显式或指针式；拔出仪反力支承有圆环式和三点式两种。(2)拔出仪应具备以下技术性能：①额定拔出力大于测试范围内的最大拔出力：②工作行程对于圆环式拔出试验装置不小于4mm，对于三点式拔出试验装置不小于6mm；③允许示值误差为仪器额定拔出力的±2％；④测力装置宜具有峰值保持功能。2、拔出仪

(3)遇有下列情况之一时，拔出仪应送校准机构校准：①更换液压油后；②更换测力装置后；②经维修后；④拔出仪出现异常时；⑤超过校准有效期限(有效期限为一年)；⑥遭受严重撞击或其他损害。3、钻孔机

(1)钻孔机可采用金刚石薄壁空心钻或冲击电锤。金刚石薄壁空心钻应有冷却水装置。(2)钻孔机宜有控制垂直度和深度的装置。4、磨槽机

磨槽机由电钻、金刚石磨头、定位圆盘及冷却水装置组成。为保证胀簧锚固台阶外径d2＝25mm，应经常检查金刚石磨头的外径，及时更换磨头。5、锚固件

锚固件由胀簧和胀杆组成。胀簧锚固台阶宽度b＝3.5mm。目录三、检测技术要点3测点布置要求2检测方式和抽样数量1资料收集5钻孔和磨槽4检测前的仪器、设备检查6拔出检测1、资料收集

检测前宜具备下列资料：(1)工程名称及建设单位、设计单位、施工单位和监理单位名称；(2)结构或构件尔称、混凝土设计强度等级及施工图纸；(3)水泥品种、用量、厂名、出厂口期及强度、安定性检验报告，砂石品种、粒径。外加剂或掺合料品种、掺量以及混凝土配合比情况等；(4)施工时材料计量情况、模板类别、混凝土浇筑和养护情况及成型日期；(5)结构或构件的试块混凝土强度试压资料以及相关的施工技术资料；(6)结构或构件存在的质量问题。2、检测方式和抽样数量

(1)检测方式检测结构或构件混凝土强度可采用两种方式：①单个构件检测：主要是指时单个柱、梁、墙、基础等的混凝土强度进行检测，其检测结论不得扩大到未检测的构件或范围。②按批抽样检测：适用于同楼层、混凝土强度等级相同，原材料、配合比、成型工艺、养护条件基本一致且龄期相近、构件，所处环境相同的同种类构件的检测。大型结构按施工顺序可划分为若干个检测区域，每个检测区域作为一个独立构件，根据检测区域数量，可选择单个构件检测，也可选择按批抽样检测。(2)抽样数量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。3、测点布置要求

测点布置应符合下列规定：(1)每一结构或构件至少均匀布置3个测点。按单个构件检测时，如3个拔出力中的最大拔出力和最小拔出力与中间值之差均小于中间值的15％，仅布置3个测点即可；如最大拔／h力或最小拔出力与中间值之差大于中间值的15％(包括两者均大于中间值的15％)，应在最小拔出力测点附近再加测2个测点。(2)测点宜布置在构件混凝土成型的侧面，混凝土成型的侧面确实无法布置测点时，可在混凝土成型的顶面布置测点。此时，应用电动磨平机将测点部位混凝土打磨平整。(3)在构件的受力较大及薄弱部位匝布置测点，相邻两测点的间距不应小于10h(h为锚固深度)，测点距构件边缘不应小于4h。(4)检测面应为原状混凝土面，不应有装饰层、疏松层、浮浆、油垢，否则应将装饰层、疏松层和杂物清除，并将残留的粉末和碎屑清理干净。(5)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。(6)检测部位混凝土表层与内部质量应一致。当混凝土表层与内部质量有明显差异时，应将薄弱层清除干净后方可检测。(7)结构或构件的测点应标有明显的编号，必要时应在记录纸上描绘测点布置示意图。4、检测前的仪器、设备检查

检测前，应对钻孔机、磨槽机、拔出仪的工作状态是否正常及钻头、磨头、锚固件的规格尺寸是否满足成孔尺寸要求进行检查。5、钻孔和磨槽

(1)在钻孔过程中，钻头庇始终与混凝上表面保持垂赶，垂直度偏差不应大于3°。(2)在混凝土孔壁磨环形槽时，磨槽机的定位圆盘应始终紧靠混凝土表面回转，磨出的环形槽应规整。(3)成孔尺寸应满是下列要求：①成孔直径，当采用圆环式时应为18.1～19.0mm，当采用二点时应为22.1~23.0mm；②成孔深度hl应比锚固深度h深20—30mm；③锚固深度，当采用圆环式时应为(25±0.8)mm，当采用三点时应为(35±0.8)mm；④环形槽深度c应为3.6～4.5mm。6、拔出检测

(1)将胀簧插入成型孔内，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)拔出仪与锚固件用拉杆连接对中，并与混凝土表面垂直。(3)施加拔出力应连续均匀，速度应控制在0.5～1.0kN／s。(4)施加拔出力至混凝土开裂破坏、测力显示器读数不再增加为止，记录极限拔出力值，精确至0.1kN。(5)对结构或构件进行检测时，应采取有效措施防止拔出仪及机具脱落摔坏或伤人。(6)当拔出检测过程中出现异常时，应做详细记录，并将该值舍去，在其附近补测一个测点。(7)拔出检测后，应对拔出检测造成的混凝土破损部位进行修补。目录四、测强曲线12山东地区测强曲线《后装拔出法检测混凝土强度技术规程》(CECS69：94)的测强曲线回归公式

《后装拔出法检测棍凝土强度技术规程》(CECS69：94)在附录A的条文说明中以实例的形式给出了圆环反力支承的测强曲线的回归公式，在山东地区采用后装拔出法(圆环式)检测时，可选用山东地区圆环反力支承的测强曲线的回归公式。1、《后装拔出法检测混凝土强度技术规程》(CECS69：94)的测强曲线回归公式

(1)测强回归公式《后装拔出法检测混凝土强度技术规程》(CECS69：94)正文第5．1．1条给出了回归公式的形式：(6—1—43)式中—混凝土强度换算值，精确到0.1MPaF—拔出力，精确至0.1kN；A，B—测强公式回归系数。附录A的条文说明中以实例的形式给出了圆环反力支敢的测强曲线的回归公式：

(6—I—44)1、《后装拔出法检测混凝土强度技术规程》(CECS69：94)的测强曲线回归公式

(2)钻芯法修正当被测结构所用混凝土的材料与制定测强曲线所用的材料有较大差异时，可在被测结构上钻取混凝土芯样，根据芯样强度对混凝土换算值进行修正。芯样数量应不少于3个，在每个芯样附近做3个测点的拔出检测试验，取3个拔出力的平均值代入式(6—l—44)计算每个芯样位置相应的混凝土强度换算值。修正系数可按式(6—1—45)进行计算：(6—1-45)式中η—修正系数，精确至o．o㈠—第i个混凝土芯样试件抗压强度值，精确至0．1MPa；—对应与第i个混凝土芯样试件的3个拔出力平均值的混凝土强度换算值，精确至0．1MPa；n—芯样试件数量。2、山东地区测强曲线

山东地区的圆环反力支承的测强曲线的回归公式：

(6—1-46)式中—结构或构件：第i个测点混凝土强度换算值，精确至0.1MPaTi—结构或构件第i个测点的拔出力值，精确至0.1kN。2、山东地区测强曲线

当采用山东地区测强曲线的问归公式时，应注意以下几点：(1)适用于采用圆环式拔出装置及混凝土强度拔出仪检测和推定山东地区范周内建筑工程结构或构件中的普通混凝土抗压强度。(2)在正常情况下，混凝土强度的验收与评定应按现行的国家标准《混凝土结构工程施工质量验收规范》(GB50204—2002)和混凝土强度检验评定标准》(GBJ107—2010)中的有关规定执行。当对结构或构件的混凝土强度有怀疑或争议时，可按本规程进行检测，检测结果可作为处理混凝土质量或结构性能鉴定问题的一个主要依据。(3)检测部位的混凝土表层应与内部质量应一致。当混凝土表层与内部质量有明显差异时，应将薄弱表层清除干净后方可进行检测。(4)该测强曲线适用于符合下列条件的混凝土强度的检测：①符合普通混凝土用材料、拌合用水的质量标准且粗骨料为碎石，碎石最大粒径不大于40mm；②抗压强度为10～60MPa；③不掺引气型外加剂；④自然养护或蒸气养护出池后经自然养护7d以上。目录五、混凝土强度换算及推定12按批抽检检测的混凝土强度推定单个构件的混凝土强度推定1、单个构件的混凝土强度推定

单个构件的拔出力计算值，应按下列规定取值：

(1)当构件3个拔出力中的最大和最小拔出力与中间值之差均小于中间值的15％时，取最小值作为该构件拔出力计算值；(2)当加测时，加测的2个拔出力值和最小拔出力值一起取平均值，再与前一次的拔出力中间值比较，取较小值作为该构件的拔出力计算值；(3)按单个构件的拔出力计算值计算出强度换算值，作为单个构件混凝上强度推定值。2、按批抽检检测的混凝土强度推定

(1)将按批抽样检测的每个拔出力值代入式(6—1—46)计算出强度换算值。（2）混凝土强度的推定值按下式计算：式中—批抽检构件混凝土强度换算值的平均值，精确至0.1MPa，按下式计算：(6—1—50)—批抽检构件混凝土强度换算值的标准差，精确至0.1MPa，按下式计算：2、按批抽检检测的混凝土强度推定

(6—1—51)—结构或构件第i个测点混凝土抗压强度换算值，精确至0.1MPa；—批抽检构件混凝土强度换算值中最小值的平均值精确至0.1MPa；—第j个构件混凝土强度换算值中的最小值，精确至0.1MPa：n—批抽检构件的测点总数；m—抽检的构件数。2、按批抽检检测的混凝土强度推定

(3)对于按批抽样检测的构件，当全部测点的强度标准差出现下列情况时，则该批构件应全部按单个构件检测：①当混凝土强度换算值的平均值小于或等于25MPa时，>4，5MPa；②当混凝土强度换算值的平均值大于25MPa时，>5．5MPa。课题巩固任务：支撑装置的种类与作用。根据讲授的理论知识，分五组进行小组讨论，每组选一名代表讲讨论结果进行汇报教学目标重点难点教学目标：1.知识目标：通过本课教学使学生掌握影响超声回弹综合法测强的主要因素2.技能目标：通过本节内容的学习，能够熟练进行测区布置3.态度目标：通过学生勤奋学习学生能正确对待学习，养成良好的学习习惯，寻找有效的学习方法重点：影响超声回弹综合法测强的主要因素难点：抽样方法及测区布置复习回顾复习回顾上次课题的主要内容提出本次课题学习的问题，学生思考分析综合法测强的影响因素？目录三、检测仪器3混凝土超声波检测仪的保养4换能器3、混凝土超声波检测仪的保养

为确保仪器处于正常状态，应定期对超声仪进行保养。仪器工作时应注意防尘、防震；仪器应存放在阴凉、干燥的环境中。对较长时间不用的仪器，应通电排除潮气，每月通电一次，每次不少于1h；仪器需存放在通风、阴凉、干燥处。仪器存放时也需防尘，搬运过程中须防止碰撞和剧烈振动。4、换能器(1)换能器的工作频率宜在50～100kHz范同内。这是因为大量的试验表明。由于超声脉冲波的频散效应，采用不同频率换能器测量的混凝土中声速有所不同，且声速有随换能器频率增高而增大的趋势，而当换能器工作频率在50～100kHz时，所测声速偏差较小。(2)换能器的实测主频与标称频率相差不应超过±10％。换能器的实际频率与标称频率应尽量一致，若实际频率与标称频率差异过大，则测读的声时值会产生较大误差，以致测出的声速值难以反映混凝土的真实强度，因此要求换能器的实测主频与标称频率不能差异过大，即不超过±10％。目录四、影响综合法测强的主要因素

超声回弹综合法检测混凝土强度是利用混凝土回弹值、超声声速等物理量，间接推定混凝土强度，混凝土是一种多项复合材料，其各种性能必然受其自身和外界各种因素的影响，对于各种因素根据其影响程度的不同，可采取相应措施。各因素对超声回弹综合法的影响及相应处理方法见表6-1—6目录五、检测技术要点3回弹测试2抽样方法及测区布置1资料收集4超声测试1、资料收集采用超声回弹综合法检测混凝土强度测试前宜具备下列资料：(1)工程名称和设计、施工、建设、委托单位名称；(2)结构或构件名称、施工图纸和混凝土设计强度等级；(3)水泥的品种、强度等级和用量。砂石的品种、粒径，外加剂或掺合料的品种、掺量和混凝土配合比等：(4)模板类型，混凝土浇筑、养护情况和成型日期；(5)结构或构件检测原因的说明。如需对结构进行鉴定计算，委托方还应提供设计(建筑、结构)图纸。2、抽样方法及测区布置(1)检测数量①按单个构件检测时，应在构件上均匀布置测区，每个构件上测区数量不应少于10个。所谓测区，是指在结构或构件上同时进行超声、回弹测试的一个检测单元。单个构件是指各层轴线间或