第二章混凝土結構的檢測第二章混凝土結構的檢測第二章混凝土結構的檢測基本內容§2-1概述§2-2混凝土結構的外觀及裂縫和變形檢測§2-3混凝土結構的損壞機理§2-4混凝土強度的檢測§2-5混凝土耐久性的檢測2011年3月湖北水利水電職業技術學院水利工程系桂劍萍2.1概述2.1.1檢測的作用和意義檢測的基本概念：第二章混凝土結構的檢測檢測檢查：測試：定性目測，了解結構的外觀定量工具或儀器測量，了解結構的力學性能和幾何特性2011年3月湖北水利水電職業技術學院水利工程系桂劍萍檢測的作用：1.對采用新材料、新結構、新工藝等工程的檢測，檢驗計算理論的正確性；2.對結構中重要的構件檢測，保證結構安全；3.對建筑中存在質量問題的結構進行檢測，提出建議；4.對非人為因素造成結構損傷，通過檢測對結構的安全性作出評價；5.對受自然侵蝕的建筑,了解材料性能變化以及材料老化以后結構的性能變化情況；6.對特別久遠的建筑，進行可靠性鑒定。第二章混凝土結構的檢測2011年3月湖北水利水電職業技術學院水利工程系桂劍萍2.1.2檢測的內容及分類檢測內容按屬性分類：第二章混凝土結構的檢測幾何特征：結構尺寸、保護層厚度、裂縫寬度、……物理特性：材料強度、構件的承載力、……化學特性：鋼筋銹蝕情況、混凝土碳化2011年3月湖北水利水電職業技術學院水利工程系桂劍萍檢測類別按方法不同分類：第二章混凝土結構的檢測非破損檢測法：回彈法、超聲波法、綜合法。半破損檢測法：取芯法、拉拔法。破損檢測法：選取有代表性構件進行破壞性試驗。2011年3月湖北水利水電職業技術學院水利工程系桂劍萍2.1.3檢測的原則具體的檢測內容及檢測要求要根據檢測的原則來確定：1.“必須、夠用”的原則。不能隨意擴大或省略；2.針對性原則。每個具體工程制定檢測計劃；3.規范性原則。嚴格按規范執行（方法、設備、檢測人員）；4.科學性原則。采取科學手段，實事求是。第二章混凝土結構的檢測2011年3月湖北水利水電職業技術學院水利工程系桂劍萍§2-2混凝土結構的外觀及裂縫和變形檢測所有檢測的基礎。目的：正確度量結構尺寸，為結構驗算提供第一手數據。第二章混凝土結構的檢測2011年3月湖北水利水電職業技術學院水利工程系桂劍萍2.2.1建筑結構的測繪測繪內容：1.柱網的軸線尺寸、2.主要受力構件的截面尺寸、3.各層建筑的標高。第二章混凝土結構的檢測2011年3月湖北水利水電職業技術學院水利工程系桂劍萍測繪方法：利用鋼尺。注意事項：第二章混凝土結構的檢測重要隱蔽工程主要受力構件：鑿出表面砼，測量鋼筋的實際直徑、數量、間距。基礎：對地基承載力目測，測量基礎大小、埋置深度。2011年3月湖北水利水電職業技術學院水利工程系桂劍萍2.2.2裂縫檢測檢測內容：1.裂縫出現的部位（分布）；2.裂縫的走向；3.裂縫的長度和寬度；4.繪制裂縫分布圖。以構件為單位，逐面展開畫圖。第二章混凝土結構的檢測2011年3月湖北水利水電職業技術學院水利工程系桂劍萍檢測方法：裂縫寬度：用10~20倍裂縫讀數放大鏡；裂縫寬度：用鋼尺；裂縫深度：借用薄鋼片插入裂縫測量。第二章混凝土結構的檢測裂縫的動態測量石膏法：將10mm厚，50~80mm寬的石膏餅粘貼在裂縫處。紙條法：在裂縫兩側粘貼紙條。2011年3月湖北水利水電職業技術學院水利工程系桂劍萍常見的具有危害性的裂縫類型：

1.受力裂縫；

2.溫度裂縫；

3.不均勻沉降裂縫。以上裂縫在結構檢測中要特別注意！！注意：粉刷層的龜裂引起的裂縫及結構裂縫的區別第二章混凝土結構的檢測2011年3月湖北水利水電職業技術學院水利工程系桂劍萍2.2.3結構變形檢測結構變形的類型：

1.撓度：水平構件受力的變形；

2.傾斜或側移：豎向受力構件；

3.不均勻沉降或建筑物傾斜：地基基礎受力不均勻。第二章混凝土結構的檢測2011年3月湖北水利水電職業技術學院水利工程系桂劍萍變形的檢測方法：1.撓度：采用拉鐵絲法或用水準儀測量。2.構件的傾斜：鉛垂法。3.建筑物傾斜：根據相應觀測規范測定。第二章混凝土結構的檢測2011年3月湖北水利水電職業技術學院水利工程系桂劍萍檢測實例：夾河溝泵站安全檢測報告第二章混凝土結構的檢測2011年3月湖北水利水電職業技術學院水利工程系桂劍萍2011年3月湖北水利水電職業技術學院水利工程系桂劍萍2011年3月湖北水利水電職業技術學院水利工程系桂劍萍2011年3月湖北水利水電職業技術學院水利工程系桂劍萍2011年3月湖北水利水電職業技術學院水利工程系桂劍萍2011年3月湖北水利水電職業技術學院水利工程系桂劍萍第二章混凝土結構的檢測§2-3混凝土結構的損壞機理鋼筋混凝土結構預應力混凝土結構素混凝土結構混凝土結構的種類機理：是指為實現某一特定功能，一定的系統結構中各要素的內在工作方式以及諸要素在一定環境條件下相互聯系、相互作用的運行規則和原理。2011年3月湖北水利水電職業技術學院水利工程系桂劍萍混凝土力學特征：混凝土的損壞形式：第二章混凝土結構的檢測混凝土風化：所有混凝土和磚石表面都容易形成碳酸鹽，這個過程叫做風化。碳化過程如圖所示。混凝土結構侵蝕：氯離子滲透造成的鋼筋銹蝕。鋼筋銹蝕2011年3月湖北水利水電職業技術學院水利工程系桂劍萍第二章混凝土結構的檢測2011年3月湖北水利水電職業技術學院水利工程系桂劍萍2.3.1混凝土結構中鋼筋的銹蝕機理鋼筋銹蝕的涵義：混凝土中鋼筋銹蝕的首要條件是鈍化膜破壞，混凝土的碳化及氯離子侵蝕都會造成覆蓋鋼筋表面的堿性鈍化膜的破壞，加之有水分和氧氣的侵入，就可能引起鋼筋的銹蝕。第二章混凝土結構的檢測2011年3月湖北水利水電職業技術學院水利工程系桂劍萍現實為防止鋼筋銹蝕常規采取的措施：

設置鋼筋的保護層。鋼筋混凝土結構實際受力狀態的特點：鋼筋混凝土結構是帶裂縫工作；鋼筋銹蝕的條件如下：第二章混凝土結構的檢測2011年3月湖北水利水電職業技術學院水利工程系桂劍萍▲構件處于干燥環境條件下（相對濕度＜40％），鋼筋不會銹蝕。▲當構件處于潮濕環境條件時，鋼筋才會銹蝕。鋼筋銹蝕過程：第二章混凝土結構的檢測水＋氧氣侵入氫氧化鐵鐵銹鐵銹體積膨脹保護層剝離2011年3月湖北水利水電職業技術學院水利工程系桂劍萍鋼筋銹蝕的危害性：1.混凝土開裂、剝落；2.降低鋼筋及混凝土的粘結力；3.鋼筋截面積的減小，構件承載力降低；4.降低了結構安全度。第二章混凝土結構的檢測2011年3月湖北水利水電職業技術學院水利工程系桂劍萍2.3.2混凝土的碳化機理碳化基本概念：混凝土的碳化是指混凝土中氫氧化鈣及滲透進混凝土中的二氧化碳或其它酸性氣體發生化學反應的過程。∴

Ca（OH）2+CO2→CaCO3+H2O

∴CaO·ySiO2·ZH2O+nCO2→xCaCO3+ySiO2·nH2O

+H2O

第二章混凝土結構的檢測2011年3月湖北水利水電職業技術學院水利工程系桂劍萍混凝土的碳化過程：

1.化學反應過程。

2.二氧化碳等在混凝土中的擴散速度。

3.氫氧化鈣的擴散。影響混凝土碳化的主要因素：

1.含水量；

2.混凝土周圍介質的相對濕度。第二章混凝土結構的檢測2011年3月湖北水利水電職業技術學院水利工程系桂劍萍混凝土碳化的危害性：一般情況下混凝土呈堿性，在鋼筋表面形成堿性薄膜，保護鋼筋免遭酸性介質的侵蝕，起到了“鈍化”保護作用碳化的實質是混凝土的中性化，使混凝土的堿性降低，鈍化膜破壞，在水分和其它有害介質侵入的情況下，鋼筋就會發生銹蝕。第二章混凝土結構的檢測2011年3月湖北水利水電職業技術學院水利工程系桂劍萍混凝土碳化產生的客觀條件：

1.相對濕度接近100％時，不能碳化；

2.相對濕度介于50％～60％時，碳化最快；

3.相對濕度小于25％時，不能碳化。第二章混凝土結構的檢測2011年3月湖北水利水電職業技術學院水利工程系桂劍萍混凝土碳化深度的確定：式中：K——碳化速度系數

t——碳化時間影響混凝土碳化速度系數大小的因素：水泥品種、水泥用量、水灰比、振搗情況、養護方法、外加劑、摻合料等。當水泥用量較大、水泥等級越高、水泥為普通硅酸鹽水泥時，K就越小！！！第二章混凝土結構的檢測2011年3月湖北水利水電職業技術學院水利工程系桂劍萍2.3.3混凝土的氯離子侵蝕機理氯離子對混凝土的侵蝕屬于化學侵蝕，對結構的危害是多方面的，但最終表現為鋼筋的銹蝕。氯離子對混凝土的侵蝕表現為兩方面：1.是氯離子從外界環境侵入已硬化的混凝土造成的，即外摻型。海水是氯離子的主要來源，北方寒冷地區冬季道路、橋面撒鹽化雪除冰都有可能使氯離子滲入混凝土中，還有一些化工企業。第二章混凝土結構的檢測2011年3月湖北水利水電職業技術學院水利工程系桂劍萍2.是氯離子在混凝土施工過程中作為外加劑摻入的，即內摻型。氯鹽作為早強劑使用，是氯離子的主要來源，目前已造成建筑的銹蝕裂縫。第二章混凝土結構的檢測2011年3月湖北水利水電職業技術學院水利工程系桂劍萍2.3.4混凝土裂縫對鋼筋銹蝕的影響主要表現為：混凝土裂縫為水及其他有害物質進入混凝土提供便利條件。鋼筋銹蝕的條件：內部條件鈍化膜破壞；外部條件必須有水；第二章混凝土結構的檢測2011年3月湖北水利水電職業技術學院水利工程系桂劍萍2.3.5混凝土的凍融破壞機理定義：系指在水飽和或潮濕狀態下，由于溫度正負變化，建筑物的已硬化混凝土內部孔隙水結冰膨脹，溶解松弛，產生疲勞應力，造成混凝土由表及里逐漸剝蝕的破壞現象。第二章混凝土結構的檢測2011年3月湖北水利水電職業技術學院水利工程系桂劍萍混凝土凍融破壞的破壞特征：

1.水泥石的崩裂；

2.部分砂漿呈粉狀剝落，粗骨料外露；

3.構件端部及接頭部位產生線狀裂縫或“崩脹”。第二章混凝土結構的檢測2011年3月湖北水利水電職業技術學院水利工程系桂劍萍北方地區采用撒鹽除冰，由于鹽類及凍融循環的共同作用引起的鹽凍破壞是凍融循環破壞的一種特殊形式。鹽凍破壞是靜水壓及鹽溶液的滲透壓和結晶壓共同作用的結果，因此，鹽凍破壞要比單純的凍融破壞嚴酷得多。鹽凍破壞區別于其他破壞形式的主要特征是：第二章混凝土結構的檢測2011年3月湖北水利水電職業技術學院水利工程系桂劍萍①表面分層剝落，骨料暴露，但剝落層下面的混凝土完好；②破壞速度快，對未采用防鹽凍措施而使除冰鹽者，少則一冬，多則幾冬，即可產生嚴重鹽凍破壞；③在沒有干擾的剝蝕表面或裂縫中可見到白色鹽結晶體；第二章混凝土結構的檢測2011年3月湖北水利水電職業技術學院水利工程系桂劍萍防止混凝土凍融破壞的主要措施：嚴格混凝土制作配合比，降低混凝土的水灰比。嚴寒地區，水灰比小于0.5，水泥最小用量為300kg/m3

。第二章混凝土結構的檢測2011年3月湖北水利水電職業技術學院水利工程系桂劍萍2.3.6混凝土的堿-骨料反應定義：堿—骨料反應指水泥中的堿和骨料中的活性硅發生反應，生成堿—硅酸鹽凝膠，并吸水產生膨脹壓力，造成混凝土開裂。這是世界性的難題！！！第二章混凝土結構的檢測2011年3月湖北水利水電職業技術學院水利工程系桂劍萍破壞特征：

1.表面混凝土產生雜亂無章的網狀裂縫，或者在骨料顆粒周圍出現反應環；

2.在破壞試樣里可以鑒定出堿-硅酸鹽凝膠的存在；

3.在裂縫或空隙中，可以發現堿-硅酸鹽凝膠失水硬化而成的白色粉末。第二章混凝土結構的檢測2011年3月湖北水利水電職業技術學院水利工程系桂劍萍堿-骨料反應發生的條件：

1.是混凝土的原材料水泥、混合材、外加劑和水中含堿量高；

2.是骨料中有相當數量的活性成分；

3.是潮濕環境，有充分的水分或濕空氣供應。當水泥中的Na2O含量＞0.6％時，就會及活性骨料發生堿-骨料反應而膨脹。

第二章混凝土結構的檢測2011年3月湖北水利水電職業技術學院水利工程系桂劍萍影響堿-骨料反應的因素：

1.活性二氧化硅的活性；

2.活性二氧化硅的含量；

3.活性材料的粒徑；

4.堿的可獲量；

5.可利用的水量。第二章混凝土結構的檢測2011年3月湖北水利水電職業技術學院水利工程系桂劍萍防止混凝土中堿-骨料反應采取的措施：

1.控制水泥中的含堿量，采用低堿水泥。水泥中堿含量＜0.6%作為預防堿骨料反應的安全界限

；

2.采用火山灰水泥或粉煤灰水泥，可以降低孔隙液中的pH值；

3.采用低水灰比混凝土，提高混凝土的密實度，防止水的滲入。第二章混凝土結構的檢測2011年3月湖北水利水電職業技術學院水利工程系桂劍萍注意：由于堿骨料反應很慢，需很長時間才能出現破壞，因此在建筑結構設計中對高堿水泥以及活性骨料的使用要慎重！第二章混凝土結構的檢測2011年3月湖北水利水電職業技術學院水利工程系桂劍萍§2-4混凝土強度的檢測混凝土強度的定義：也稱混凝土的立方體抗壓強度標準值，用fcu.k表示。系指按照標準方法制作養護的邊長為150mm的立方體試件，在28d齡期用標準試驗方法測得的具有95%保證率的抗壓強度。

第二章混凝土結構的檢測

混凝土的強度是決定和評定混凝土結構和構件性能的關鍵因素和關鍵參數。混凝土軸心抗壓強度標準值：fck=0.66×fcu.k混凝土軸心抗拉強度標準值：第二章混凝土結構的檢測已有建筑物混凝土抗壓強度的常用測試方法：第二章混凝土結構的檢測非破損檢測法：表面硬度法（回彈法、印痕法），聲學法（共振法、超聲脈沖法），綜合法。半破損檢測法：取芯法、小圓柱劈裂法、壓入法和拔出法。2.4.1回彈法測定混凝土的強度2.4.1.1概述回彈儀于1948年由瑞士工程師施密特發明。回彈法測定混凝土強度屬非破損檢測方法。技術指導文件：《回彈法檢測混凝土抗壓強度技術規程》（JGJ/T23-2001)第二章混凝土結構的檢測2.4.1.2回彈法的原理回彈法是根據混凝土表面硬度及抗壓強度之間存在著一定的相關性而發展起來的一種混凝土強度測試方法。重錘彈擊混凝土表面：硬度高彈擊后變形小回彈值大硬度小彈擊后變形大回彈值小第二章混凝土結構的檢測2.4.1.3回彈儀回彈儀的分類：按沖擊動能的大小分：重型、中型、輕型、特輕型四種。常用型號：一般采用中型，型號HT225，沖擊動能2.21J。第二章混凝土結構的檢測2.4.1.4測強曲線定義：是指通過一系列的大量試驗建立的回彈值及混凝土強度之間的關系曲線。曲線的分類：按照制定曲線的條件和使用范圍分類：1.統一曲線：是由全國有代表性的材料、成型、養護工藝配制的混凝土試塊，通過大量的破損和非破損試驗所建立的曲線。第二章混凝土結構的檢測適用條件：無地區曲線或專用曲線時檢測符合規定條件的混凝土構件強度。檢測精度：平均相對誤差δ≤±15.0％相對標準差er≤18.0％第二章混凝土結構的檢測2.地區曲線：是由本地區常用的材料、成型、養護工藝配制的混凝土試塊，通過較多的破損和非破損試驗所建立的曲線。適用條件：無專用曲線時檢測符合規定條件的混凝土構件強度。檢測精度：平均相對誤差δ≤±14.0％相對標準差er≤17.0％第二章混凝土結構的檢測3.專用曲線：是由及被檢測構件相同的材料、成型、養護工藝配制的混凝土試塊，通過一定數量的破損和非破損試驗所建立的曲線。適用條件：檢測與該構件相同條件的混凝土構件強度。檢測精度：平均相對誤差δ≤±12.0％相對標準差er≤14.0％第二章混凝土結構的檢測2.4.1.5回彈法的適用范圍由于受測強曲線的代表性限制，《規程》規定：回彈法只適用于齡期14～1000d范圍內自然養護、評定強度在10～50MPa的普通混凝土；不適用于內部有缺陷或遭化學腐蝕、火災、冰凍的混凝土和其他品種混凝土。第二章混凝土結構的檢測2.4.1.6回彈法檢測混凝土強度的步驟第二章混凝土結構的檢測1.測區的布置4.數據處理及回彈值的修正2.回彈值的測定3.混凝土碳化深度的測定1.測區的布置要求（重點）測區的定義：是指每一個構件，例如一根梁一根柱的測試區域，每個測區相當于該試樣同條件混凝土的一個試塊。

《規程》規定：1）取一個構件作為評定混凝土強度的最小單元，每個構件測區數不小于10個，對長度小于4.5m且高度低于0.3m的構件，可適當減少，但不得小于5個，并盡可能均勻布置；第二章混凝土結構的檢測2）測區最好布置在試樣的兩個對稱的測試面，如不能滿足也可選擇在一個測面上；3）測區應優先考慮布置在混凝土澆筑的側面；4）測區必須避開位于混凝土保護層附近設置的鋼筋或預埋鐵件；5）測區表面應清潔、平整、干燥，不應有接縫、飾面層、粉刷層、浮漿、油垢、蜂窩麻面等，見附圖；第二章混凝土結構的檢測第二章混凝土結構的檢測6）必要時用砂輪清洗疏松層和雜物，且不應留有殘余粉末；7）測試的構件必須具有一定剛度和穩定性，對于體積小、剛度差以及測試部位厚度小于100mm的構件，應設置臨時支撐加以固定；8）測區應標有清晰地編號，并在記錄紙上描述測區的布置示意圖。第二章混凝土結構的檢測不同類型構件的測區布置實例：

a、帶懸臂的梁（挑梁根部應有測區）第二章混凝土結構的檢測b、異型柱第二章混凝土結構的檢測第二章混凝土結構的檢測c、牛腿柱d、剪力墻或混凝土墻板第二章混凝土結構的檢測e、杯形基礎第二章混凝土結構的檢測f、筒體（電梯井，簡體結構，混凝土筒倉）第二章混凝土結構的檢測2.回彈值的測定1）測試時，回彈儀應始終及測試面垂直，并不得打在氣孔和外露石上；2）每個測區的兩個側面用回彈儀各彈擊8點，共16個測點（如只有一個側面，也需回彈16點），同一回彈點只允許彈擊1次，每一測點的回彈值讀數精確到1；3）回彈宜在側面范圍內均勻分布，點與點間距不得小于20mm，回彈點距構件邊緣或外露鋼筋、鐵件的距離不得小于30mm。第二章混凝土結構的檢測3.混凝土碳化深度的測定1）用電錘或其他工具在混凝土中敲擊形成深約15mm的缺口（不應小于碳化深度）；2）清除缺口中的粉末和碎屑后（不能用液體沖洗），立即用1%的酚酞酒精溶液滴在缺口內壁的邊緣處；3）用鋼尺測量不變色的深度若干次，讀數精確到0.5mm，取平均值；4）測定位置不少于構件的30%測區數，在有代表性的位置上測量。見附圖。第二章混凝土結構的檢測碳化分界線第二章混凝土結構的檢測4.數據