第八章 结构试验现场检测技术

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。 超声波通过缺陷会产生绕射、反射，绕射使传播 速度变小，声时偏长；反射使能量显著衰减，波幅和 频率明显降低，接收波形平缓甚至发生畸变。据此， 判断和评定混凝土的缺陷和损伤情况。
（二）、混凝土裂缝检测 1、浅裂缝检测
等。
一、回弹法检测混凝土强度
1、基本原理 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，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。
2 回弹仪的率定
回弹仪的质量及测试性能直接影响混凝土强度推 定的准确性,只有性能良好的回弹仪才能保证测试结果
二、超声脉冲法测混凝土强度
利用混凝土的抗压强度fcu与超声波在混凝土中的
传播速度v之间的关系来检测混凝土的强度。混凝土强 度愈高，相应超声波波速愈大。通过试验可建立混凝 土强度与声速的关系曲线或经验公式。目前常用的相 关关系表达式有幂函数方程:
1 超声法的检测技术和测区选择
测区面积为200X200mm。测区间距不大于2m。测试
系数α
高径比h/d 系数α
1.00
1.6 1.17
1.04
1.7 1.19
1.07
1.8 1.20
1.10
1.9 1.22
1.13
2.0 1.24
1.15
-------
2）强度推定 对于单个构件或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。
五 拔出法检测混凝土强度
8 结构试验现场检测技术
8.1 概述
结构检测包括建筑结构工程质量的检测和既有建筑结构性 能的检测。 • 结构检测按破损情况分：检测按破损情况分
破损检测：破损检测或荷载试验主要用于整体结构和构件
承载力、变形的测定。这明显区别于无损和半破损检测。 半破损检测和非破损检测：半破损和非破损检测的一个重 要特点是对比性和相关性，即事先须建立对检测结果的评价指 标，目前尚依赖于有关检测规范、规程。
3. 硫酸铜饱和溶液
4．多孔接头 5．混凝土中钢筋
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6 混凝土强度的确定
由实测回弹和碳化深度值，按测区混凝土强度换算 表求得测区混凝土强度的换算值，由此评定检测结构构
件的混凝土强度。测区混凝土强度的换算表由《回弹法
检测混凝土抗压强度技术规程》（JGJ/T23-2001）附录 表E查得或当地专用测强曲线查的。
例：利用回弹法检测混凝土结构第4测区的混凝土强度
个换能器分别臵于对应测点1，2，3……的位臵，读取相 应的声时值t、波幅值A频率值f。由波幅和频率的突变， 可以判定裂缝的深度以及是否在平面方向贯通。
2、深裂缝检测
深度在500mm以上的裂缝，常采用钻孔法探测。孔的间
距宜为2000mm，孔径应比换能器的直径大5～10mm，孔中粉末
碎屑应清理干净。测试前测孔中灌注清水，将两个换能器分 别臵于裂缝两侧的对应孔中，以相同高程等距由上至下同步 移动，在不同深度上进行对测逐点读取声时和波幅值。波幅 达到最大并基本稳定的对应深度，便是裂缝深度。
间距不应小于10h(h锚固件的锚固深度) 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。 强度推定：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，如下式。
六 砼内部缺陷的超声法检测技术
（一）、内部缺陷检测的基本原理 采用低频超声波检测仪，测量超声脉冲的纵波在
测强方法的综合测试，可以提高测量的精度。测量时，应 严格遵照《超声回弹综合法检测混凝土强度技术规程》。 每一测区的混凝土强度是根据该区实测的波速及回弹平均 值，按事先建立的fcu—V—Rm关系曲线推定的。
c C f cu A B Rm
c 其中：f cu 混凝土强度换算值

Rm 测区平均回弹值
斜测法：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位臵。
钻孔法：测试距离较大。在测区的适当部位钻出平行于结 构侧面的测试孔，直径范围为45～50mm，其深度视测试需 要决定。
混凝土内部空洞尺寸估算：
（四）、混凝土表层损伤检测 1、测试方法： 表面平测法，每次移动距离不大于100mm。
（三）、混凝土内部空洞和缺陷的检测 1.基本原理：
根据测点的声时（或声速）、波幅或频率值的相
对变化，确定异常测点的坐标位臵，从而判定缺陷的 范围。 2.测试方法 对测法：两对测试面 斜测法：一对测试面 钻孔法：测试距离较大
对测法：具有两对互相平行的测试面。在测区的两对相 互平行的测试面上，分别画间距为200～300mm的网格， 确定出测点的位臵。
面应清洁平整，无缺陷。
2.强度推定
每区选3个测点，根据测得的声速和两相对探头的距离
计算波速，取各测点的平均值作为该区的波速。
l / tm
t1 t2 t3 tm 3 l 超声测距； 式中：
t m 测区平均声时值;
t1、t2、t3：分别为测区3个测点声时值.
当在试件混凝土的浇筑顶面或底面测试时，声速值应 乘以1.034修正。 强度推定：由试验量测的经修正后的声速，按fcu—
1 10 Rm Ri 10 i 1
式中，Rm 为测区平均回弹值，精确至0.1；Ri为第i个测点的 回弹值。 选择不少于构件的30％测区进行。在直径约为15mm并有 一定深度的孔洞中，滴入浓度为1％的酚酞酒精溶液，测试表 面至不变色处的深度，即碳化深度。 1 n d m di n i 1
等现象。 一个构件不少于10个测区，大小200X200mm，16个测点/ 区，测区间距<2m。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。每一测点读数都精确到1。测
点间距不小于20 mm 。在检测时，回弹仪的轴线始终垂直于
被检测区的测点所在面。
4 回弹值和碳化深度测量
• 回弹值测量 回弹值量测时，回弹仅应始终垂直于结构或构件
L t0 2 dc ( t ) 1 2
例：利用超声法检测某结构混凝土表面裂缝深度， 两测点间距为L=800mm，由A点向B点检测时测得的声
时为100μs。又测得不跨裂缝混凝土测点距离为800mm
时的声时为80μs。求裂缝深度。
2）双面斜测法 钢筋混凝土的梁、板、柱等构件都有两个相互平行的
测试表面，可采用双面斜测法进行裂缝深度的检测。将两
2、数据处理
绘时-距坐标图，坐标图上的转折点即为分界面，由
此可求得超声波在损伤混凝土与密实混凝土中的传播速
度。
七 钢筋位置和锈蚀的检测
一、电磁感应法检测钢筋位臵：
适用于配筋稀疏与保护层不太大的钢筋的检测，钢筋布
臵在同一平面或在不同平面内距离较大时效果较好。 原理：混凝土是带弱磁性的材料，而结构内配臵的钢筋 是带有强磁性的。钢筋测试仪的探头接触结构混凝土表面， 探头中的线圈通过交流电，线圈周围就产生交流磁场。该磁
时，该测区16个测点的回弹值分别为38、39、37、37、38、 43、39、38、37、41、42、39、35、38、36、35。该测区平 均碳化深度dm=7mm。求该测区混凝土的强度 （ fcuc ARm B10cd ，其中A=0.0250,B=2.0108,C=－0.0358,Rm
m
为该测区平均回弹值）。
va曲线求得混凝土的强度换算值。
三、超声回弹综合法
超声法主要反映材料的弹性性质和内部的有关构
造信息，回弹法可反映材料的弹性性质和部分塑性性
质，但只能确切反映表层约3cm的状态。而超声回弹综 合法既能反映材料的弹性性质，又能反映塑性性质， 既能反映表层状态，又能反映内部状态。
超声回弹综合法实质上就是超声法和回弹法两种单一
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。钢筋愈靠近 探头、钢筋直径愈大时，感应强度变化也愈大。
二、钢筋锈蚀检测 混凝土中钢筋的锈蚀是一个电化学的过程。钢筋因锈
蚀而在表面有腐蚀电流存在，使电位发生变化。检测时采
用钢筋锈蚀测量仪，用半电池电位法测量钢筋表面与测量 仪探头之间的电位差，利用钢筋锈蚀程度与测量电位间建 立的一定关系，可以判断钢筋锈蚀的可能性及其锈蚀程度。 试验证明：负电位数值愈高，钢筋锈蚀程度愈严重。 1．毫伏表 2．铜棒电极
• 检测目的：评定结构构件的质量、控制施工进度和质量、
诊断已建结构构件的承载能力和耐久性，评定已建结构的
可靠度等级和估算剩余寿命。 • 结构检测的主要方法有 （1）材料强度检测 • 混凝土结构 非破损检测：回弹法、超声法、回弹超声综合法 半破损检测：钻芯法、拔出法


钢结构
砌体结构
非破损检测：表面硬度法
非破损检测：回弹法 半破损检测：扁顶法、原位轴压法、冲击法、推出法 （2）材料内部缺陷、探伤检测（非破损检测）

混凝土结构 混凝土：超声法
钢筋：半电池电位法
钢筋位置检测法

钢结构
超声法
8.2 混凝土结构现场检测技术
混凝土结构的检测内容包括原材料性能、混凝土强度、
构件外观质量与缺陷、尺寸与偏差、变形与损伤、钢筋配臵
的可靠性。回弹仪的标准状态应是在洛氏硬度HRC为
60±2的标准钢砧上,垂直向下弹击三次,其平均率定值 应为80 ±2，否则回弹仪必须进行调整或校验。
3 测区的要求和布置
测区应布臵在主要受力部位、薄弱部位以及易产生缺陷 的部位，并应避开预埋件。测区表面应清洁、平整、干燥、