公路水运——桥梁隧道工程第3课时修改稿.pdf

2018年公路水运试验检测师考试学天教育课堂《桥梁隧道工程》VIP夜校基础班主讲老师：罗罗《桥梁隧道工程》第三课时1 第三章构件材质状况无损检测第三章构件材质状况无损检测检测项外观检查混凝土强度检测检测方法及原理钢筋锈蚀电位检测适用范围（优缺点）混凝土中氯离子检测钢筋混凝土检测构件检测钢筋分布及保护层厚检测抽样碳化深度检测检测步骤混凝土电阻率检测结构内部检测评定第三章构件材质状况无损检测结构外观检查主要以人力目测为主，辅以刻度放大镜、钢卷尺测量和锤击检查等手段。对结构物表面损伤、病害等进行检查，对检查结果尽可能采用坐标图或照相并结合文字描述进行记录。第三章构件材质状况无损检测结构混凝土强度的检测与评定结构砼强度的检测方法可分为：无损检测、半破损检测和破损检测。2 第三章构件材质状况无损检测第三章构件材质状况无损检测在结构上钻、截取试件时，应尽量选择承重构件的次要部位或次要承重混凝土强度检测常用的方法包括：回弹法、超声回弹法、取芯法等。构件，并应采取有效措施，确保结构安全。钻、截取试件后，应及时进行修复或加固处理。回弹法是用弹簧驱动重锤，通过弹击杆弹击混凝土表面，并测出重锤被反弹回来的距离，以回弹值（反弹距离与弹簧初始长度之比）作为强度相关砼强度检测评定分为结构或构件的强度检测评定与承重构件的主要受力的指标，来推定混凝土强度的一种方法。部位的强度检测评定。回弹法由于测量在砼表面进行，所以属于表面硬度法的一种。回弹仪有重型、中型、轻型和特轻型，一般工程使用最多的是中型回弹仪。第三章构件材质状况无损检测回弹法检测砼强度可采用两种方式：单个检测：适用于单个结构或构件的检测。批量检测：适用于同类结构或构件的检测，按批量检测的构件，抽检数量不得小于同批构件的30%，且构件数量不得小于10件。当检验批构件数量大于30个时，抽样构件数量可适当调整，并不得小于国家现行标准规定的最少抽样数量。3 第三章构件材质状况无损检测第三章构件材质状况无损检测回弹法测区选择：碳化深度值测量：（1）一般构件，测区数不宜少于10个，当受检构件数量大于30个且不需要碳化深度的测点数不应少于构件测区数的30%，取平均值。当碳化深度提供单个构件的推定强度，或构件某一方向尺寸不大于4.5m，且另一方向值大于2.0mm时，应在每一测区测量碳化深度值。尺寸不大于0.3m时，其测区数量可以适当减少，但不应少于5个。测量3次，读数精确至0.25mm，取其平均值作为检测结果，精确至（2）相邻两测区的间距不应大于2m，测区离构件端部或施工边缘的距离不0.5mm。宜大于0.5m，且不宜小于0.2m。测区面积不宜大于0.04㎡。检测泵送混凝土强度时，测区应选在砼浇筑侧面。（3）测区宜选在使回弹仪处于水平方向检测的混凝土浇筑侧面。当不能满足要求时，也可选择在使回弹仪处于非水平方向检测的混凝土构件的浇筑表面或底面。第三章构件材质状况无损检测第三章构件材质状况无损检测计算测区平均回弹值，应从该测区的16个回弹值中剔除3个最大值和3个超声回弹综合法是指采用超声仪和回弹仪，在结构混凝土同一测区分别最小值。测量声时值和回弹值，然后利用已建立起来的测强公式推算该测区混凝土强度。与单一回弹法或超声法相比，超声回弹综合法具有受砼龄期和含水率影当检测时回弹仪为非水平方向且非浇筑侧面时，应先对回弹值进行角度响小、测试精度高、适用范围广、能够较全面反映结构砼的实际质量等优点。修正，再对修正后的值进行浇筑面修正。不适用于因冻害、化学侵蚀、火灾、高温等已造成表面疏松、剥落的砼。构件的混凝土强度推定值是指相应于强度换算值，总体分布中保证率不超声回弹综合法检测混凝土强度技术，实质上就是超声法和回弹法两种低于95%的构件混凝土抗压强度值。单一测强的综合测试，因此，有关回弹法技术要求、检测方法及规定与前述基本相同。4 第三章构件材质状况无损检测超声法基本原理：超声仪是超声检测的基本装置。它的作用是产生重复的电脉冲去激励发射换能器，发射换能器发射的超声波经耦合进入混凝土，在混凝土中传播后被接收换能器所接收并转换成电信号，电信号被送至超声仪，经放大后显示在示波屏上。超声仪除了产生电脉冲，接收、显示超声波外，还具有测量超声波有关参数，如声传播时间、接收波振幅、频率等功能。第三章构件材质状况无损检测第三章构件材质状况无损检测超声测点应布置在回弹测试的同一测区内，每一测区布置3个测点。当在砼浇筑的侧面对测时，声速代表值应根据测区中3个测点的声速值平均值；当在顶面或底面测试时，应按声速代表值×超声测试面的声速修正超声测试优先采用对测或角测。当被测构件不具备对测或角测条件时，系数计算代表值。可采用单面平测。超声回弹法强度换算方法的适用范围：①混凝土用水泥符合现行国家标准的要求；②混凝土用砂、石集料应符合现行行业标准的要求；③可掺或不掺矿物掺合料、外加剂、粉煤灰、泵送剂；④人工或一般机械搅拌的混凝土或泵送混凝土；⑤自然养护；⑥龄期7-2000d；⑦混凝土强度10-70MPa；5 第三章构件材质状况无损检测钻心法检测混凝土强度是从混凝土结构中钻取芯样来测定混凝土的抗压强度，是一种直观准确的方法。用钻心法还可以检测混凝土的裂缝、接缝、分层、空洞或离析等缺陷，具有直观、精度高等特点。钻心法适用范围：（1）对试块抗压强度的测试结果有怀疑时；（2）因材料、施工或养护不良而发生混凝土质量问题时；（3）混凝土遭受冻害、火灾、化学侵蚀或其他损害时；（4）需检测经多年使用的建筑结构或建筑物中混凝土强度时。第三章构件材质状况无损检测第三章构件材质状况无损检测钻芯法检测砼强度的标准芯样试件的最小样本量不宜少于15个，小直径芯样处理：芯样试件的最小样本量应适当增加。锯切后的芯样应进行端面处理,宜采取在磨平机上磨平端面的处理方法。承受轴向压力芯样试件的端面,也可采取下列处理方法:芯样试件宜使用标准芯样试件，其公称直径不宜小于集料最大粒径的3（1）用环氧胶泥或聚合物水泥砂浆补平；倍；小直径芯样试件不应小于70mm且不得小于集料最大粒径的2倍。（2）抗压强度低于40MPa的芯样试件,可采用水泥砂浆、水泥净浆或聚合物水泥砂浆补平,补平层厚度不宜大于5mm；也可采用硫磺胶泥补平,补平芯样高径比宜为1.00，实际高径比要求为0.95-1.05。芯样的平均直径在层厚度不宜大于1.5mm。试件中部相互垂直的两个位置上测量，取算术平均值，精确至0.5mm。6 第三章构件材质状况无损检测第三章构件材质状况无损检测芯样试件内不宜含有钢筋。当不能满足此项要求时,抗压试件应符合下列要求：抗压强度试验：（1）标准芯样试件，每个试件内最多只允许有2根直径小于10mm的钢筋；芯样宜在与被检结构或构件砼湿度基本一致的条件下进行抗压试验。自（2）公称直径小于100mm的芯样试件,每个试件内最多只允许有一根直径然干燥状态试验时，试件应在室内自然干燥3d，按潮湿状态试验时，芯样应小于10mm的钢筋；在20±5℃的清水中浸泡40-48h，从水中取出后应立即进行抗压试验。（3）芯样内的钢筋应与芯样试件的轴线基本垂直并离开端面10mm以上。第三章构件材质状况无损检测第三章构件材质状况无损检测单个构件砼强度的推定值：钻芯修正方法：有效芯样的数量不应少于3个，对于较小构件，有效芯样数量不少于2钻芯修正方法宜采用修正量的方法修正。此时，标准芯样的数量不应少个。单个构件的砼强度推定值不再进行数据舍弃，而应按有效芯样抗压强度于6个，小直径芯样的试件数量宜适当增加。当采用间接检测方法为无损检值中的最小值确定。测方法时，钻芯位置应与间接检测方法相应的测区重合。当采用的间接检测方法对结构构件有损伤时，钻芯位置应布置在相应测区的附近。由钻芯修正方法确定检测批砼强度推定值时，应采用修正后的样本算术平均值和标准差按前述规定修正。7 第三章构件材质状况无损检测桥梁结构砼材质强度检测结果的评定，应依据桥梁结构或构件实测强度推定值或测区平均换算强度值计算推定强度匀质系数或平均强度匀质系数，并根据其值的范围查表确定砼强度评定标度。匀质系数=实测强度推定值第三章构件材质状况无损检测（或平均换算强度值）/抗压强度设计值评定标准钢筋锈蚀电位的检测与评定强度状况评定标度≥0.95≥1.00良好1(0.95，0.90](0.95，0.90]较好2(0.90，0.80](0.95，0.90]较差3(0.80，0.70](0.95，0.90]差4＜0.70＜0.80危险5第三章构件材质状况无损检测强碱环境中的钢筋，表面生成致密氧化膜，使钢筋处于钝化状态。一旦条件改变，钢筋便由钝化状态向活化状态转变。一旦钢筋表面钝化膜局部破坏或变差，钝化膜处就会形成阳极，而钝化膜完好的部位就构成阴极，从而形成若干个微电池。发生氧化还原反应，造成钢筋锈蚀，宏观上砼和钢筋形成半电池。通过检测钢筋锈蚀半电池电位来判断当下砼内部的钢筋锈蚀活化程度。8 第三章构件材质状况无损检测第三章构件材质状况无损检测半电池电位法：钢筋锈蚀状况检测范围应为主要承重构件或承重构件的主要受力部位。半电池电位法是利用混凝土中钢筋锈蚀的化学反应引起的电位变化来测或一般检查结果有迹象表明钢筋可能存在锈蚀的部位。测试与钢筋的尺寸和定钢筋锈蚀状态的一种方法。通过测定钢筋/混凝土半电池电极与在混凝土埋在砼中的深度无关，可以在砼构件使用寿命中的任何时期使用。表面的铜/硫酸铜参考电极之间电位差的大小，评定混凝土中钢筋的锈蚀活化程度。已经干燥到绝缘状态的砼或已发生脱空层离的砼表面，测试时不能提供稳定的电回路，不适用此法。对特殊环境，如海水浪溅区、处于盐雾中的砼通过测定钢筋、砼半电池电极与在砼表面的铜、硫酸铜参考电极之间的结构等，不具有普遍适用性。电位差大小，来评定砼中钢筋的锈蚀活化程度。第三章构件材质状况无损检测第三章构件材质状况无损检测钢筋锈蚀状况测试方法：钢筋锈蚀状况测试方法：(1)钢筋锈蚀状况检测范围应为主要承重构件或重构件的主要受力部位，(3)当一个测区内存在相邻测点的读数超过150mV时，通常应减小测点或根据一般检查结果有迹象表明钢筋可能存在锈独酌部位。但测区不应有明的间距。显的锈蚀胀裂、脱空或层离现象。(4)测点读数变动不超过2mV，可视为稳定。在同一测点，同一支参考(2)在测区上布置测试网格，网格节点为测点，网格间距可选电极，重复测读的差异不超过10mV；不同的参考电极重复测读的差异不超20cm×20cm、30cm×30cm、20cm×10cm等，根据构件尺寸而定，测点过20mV。若不符合读数稳定要求，应检查测试系统的各个环节。位置距构件边缘应大于5cm，一般不宜少于20个测点。钢筋锈蚀电位水平越高，表示锈蚀活动越低（越不易锈蚀）。9 第三章构件材质状况无损检测第三章构件材质状况无损检测影响半电池电位测量准确的因素：钢筋锈蚀电位的一般判定标准：砼含水率对测值的影响较大，测量时构件应处于自然干燥状态。（即内（1）在对已处理的数据（已进行温度修正）进行判读之前，按惯例将部干燥，表面润湿）。若环境温度在22±5℃范围之处，应对铜/硫酸铜电极数据加以负号，绘制等电位图，然后进行判读。（2）按下表规定判断锈蚀作温度修正。活化程度。电位水平（mV）钢筋状况评定标度≥120无锈蚀活动性或锈蚀活动性不确定1(−200,−300]有锈蚀活动性，但锈蚀状态不确定，可能坑蚀2(−300,−400]有锈蚀活动性，发生锈蚀概率大于90%3(−400,−500]有锈蚀活动性,严重锈蚀可能性极大4＜−500构件存在锈蚀开裂区域5第三章构件材质状况无损检测氯离子含量简便测定方法：试验室化学分析法和滴定条法。滴定条法可在现场完成氯离子含量的测定。第三章构件材质状况无损检测取样：结构混凝土中氯离子含量的检测与评定每一测区取粉的钻孔数量不宜少于3个，取粉孔可与碳化深度测量孔合并使用。钻孔取粉应分层收集。同一测区不同孔相同深度的粉末可收集在一个塑料袋内，质量应不少于25g，若不够可增加同一测区测孔数量。不同测区测孔相同深度的粉末不应混合在一起。10 第三章构件材质状况无损检测试验室化学分析法：适用于测定硬化砼中砂浆的游离氯离子含量；适用于测定砼中砂浆氯离子总含量，包括已和水泥结合的氯离子含量。氯离子含量的判定标准：氯化物浸入砼可以引起钢筋的锈蚀，其锈蚀危险性受到多种因素的影响，如碳化深度、砼含水率、砼质量等，因此应综合分析。第三章构件材质状况无损检测混凝土中氯离子含量评定标准氯离子含量诱发钢筋锈蚀的可能性评定标度（占水泥含量的百分比）＜0.15很小1第三章构件材质状况无损检测[0.15,0.40)不确定2[0.40,0.70)有可能诱发钢筋锈蚀3混凝土中钢筋分布及保护层厚度的检测[0.70,1.00)会诱发钢筋锈蚀4≥1.00钢筋锈蚀活化511 第三章构件材质状况无损检测钢筋保护层厚度检测：应用范围混凝土中钢筋分布及保护层厚度的检测针对主要承重构件或承重构件的主要受力部位或钢筋锈蚀电位测试结果表明钢筋可能锈蚀活化的部位，以及根据结构检算及其他检测需要确定的部位。在下列情况下需进行检测：1.用于估测混凝土中钢筋的位置、深度和尺寸。2.在无资料或其他原因需要对结构进行调查的情况下。3.进行其他测试之前需要避开钢筋进行的测试。第三章构件材质状况无损检测第三章构件材质状况无损检测钢筋保护层厚度检测：测区布置：检测方法及原理对某一类构件检测时，抽样数不少于同类构件的30%，且不少于3件；1.检测方法：采用电磁无损检测方法确定钢筋位置，辅以现场修正确定按单个构件检测时，测区数不应少于3个，每个测区应不少于10点；相邻测保护层厚度，估测钢筋直径，量测值精确至毫米。区的间距不宜小于2m；应避免在钢筋交叉位置进行测量。对无资料的构件，2.检测原理：仪器探头产生一个电磁场，当某条钢筋或其他金属物体位应首先测量钢筋，宜采用测读5-10次，剔除异常数据、求平均值的测量方法。于这个电磁场内时，会引起这个电磁场磁力线的改变，造成局部电磁场强度的变化。电磁场强度的变化和金属物大小与探头距离存在一定的对应关系。如果把特定尺寸的钢筋和所要调查的材料进行适当标定，通过探头测量并由仪表显示出来这种对应关系，即可估测混凝土中钢筋的位置、深度和尺寸。12 第三章构件材质状况无损检测第三章构件材质状况无损检测将保护层测试仪传感器在构件表面平行移动，当仪器显示值为最小时，钢筋保护层厚度检测结果评定：传感器正下方即是所测钢筋的位置。根据测量部位实测保护层厚度特征值与其设计值的比值，进行钢筋保护层厚度对结构钢筋耐久性的影响进行评判。找到钢筋位置后，将传感器在原处左右转动一定角度，仪器显示最小值钢筋保护层厚度评定标准时传感器长轴线的方向即为钢筋的走向。实测保护层厚度特征值/设计值对结构钢筋耐久性的影响评定标度>0.95影响不显著1(0.85，0.95]有轻度影响2(0.70，0.85]有影响3(0.55，0.70]有较大影响4≤0.55钢筋易失去碱性保护，发生锈蚀5第三章构件材质状况无损检测钢筋锈蚀电位测试表明，应对可能存在钢筋锈蚀活动的区域（锈蚀标度为3、4、5）进行碳化深度测量。通常采用在砼新鲜断面喷洒酸碱指示剂，通察颜色变化来确定碳化深度的方法。在同一测区，应先进行保护层厚度、第三章构件材质状况无损检测锈蚀电位、电阻率的测量，再进行碳化深度及氯离子含量的测量。混凝土碳化深度的检测与评定13 第三章构件材质状况无损检测第三章构件材质状况无损检测碳化深度测区数不应少于3个，每一测区布置3个测孔，测孔成品字形排碳化深度检测结果评定：列，孔距应大于2位孔径，距边角应大于2.5倍的保护层厚度。酚酞试剂：混凝土碳化深度对钢筋锈蚀影响的评定，可取构件的碳化深度平均值与75%酒精与白色酚酞粉末配置成酚酞浓度为1%-3%的溶剂，装入喷雾器中该类构件保护层厚度平均值的比值，并考虑其离散情况，参考下表对单个构备用，溶剂应为无色透明的液体。指示剂从无色变为紫色时，砼未碳化。件进行评定。碳化深度检测评定标准碳化深度平均值/保护层厚度平均值评定标度<0.51[0.5，1.0)2[1.0，1.5)3[1.5，2.0)4≥2.05真题精讲——构件材质状况无损检测（一）单项选择题1.回弹法检测混凝土强度时如果为非水平方向且测试面为非混凝士的浇筑真题精讲侧面时，（）。A.应先对回弹值进行角度修正再对修正后的值进行浇筑面修正3.构件材质状况无损检测B.应先进行浇筑面修正再对回弹值进行角度修正C.修正顺序不影响检测结果D.对回弹值进行角度修正即可14 真题精讲——构件材质状况无损检测真题精讲——构件材质状况无损检测1.【答案】AP1321.【答案】AP132【解析一】回弹法检测混凝土强度时检测角度以水平方向为基准，测【解析二】当回弹仪向下（-90°）测试时，弹击杆弹击混凝土表面后试面以浇筑侧面为基准，其余角度（一般为正负90°）及测试面（一般为表重锤向上反弹，由于重锤自身的重力影响，回弹值将会偏小，因此-90°的面及底面）需要对回弹值进行修正，这是因为回弹仪的原理为通过弹击杆修正值都是在水平方向的基础上加上某一个值。相反回弹仪向上（＋90°）弹击混凝土表面，测出重锤被反弹回来的距离，以回弹值作为与强度相关测试时，修正值是在水平方向的基础上减某一个值。对于测试面需要修正的指标，通过测强曲线推算混凝土强度，而测强曲线是通过大量回弹值是因为混凝土处于底面和表面的密实度等指标有所差异。如果为非水平方（测试角度为水平及测试面为侧面时回弹值）与混凝土强度值拟合而成的，向且测试面为非混凝土的浇筑侧面时应先对回弹值进行角度修正再对修正因此在利用回弹值进行混凝土强度推算时，应确保回弹值的测试角度为水后的值进行浇注面修正。平和测试面为浇筑侧面，否则就需要修正。真题精讲——构件材质状况无损检测真题精讲——构件材质状况无损检测2.钻芯法中对芯样要求其公称直径不宜小于集料最大粒径的（）；也可采用小直径芯样试件，但其工程直径不宜小于（）且不得小于集料最大粒径的（）。2.【答案】BP143A.4倍，80mm，3倍【解析】抗压试验的芯样试验宜使用标准芯样试件，其公称直径不宜B.3倍，70mm，2倍小于集料最大粒径的3倍；也可采用小直径芯样试件，但其公称直径不宜小C.3倍，60mm，2倍于70mm且不得小于集料最大粒径的2倍。D.3倍，50mm，2倍15 真题精讲——构件材质状况无损检测真题精讲——构件材质状况无损检测3.对混凝土桥梁主要构件或主要受力部位布设测区检测钢筋锈蚀电位，每一测区的测点数不宜少于（）个。A.53.【答案】CP150B.10【解析】混凝土桥梁钢筋锈蚀的检测一般采用半电池电位法，测点位C.15置距构件边缘应大于5cm，一般不宜少于20个测点。D.20真题精讲——构件材质状况无损检测真题精讲——构件材质状况无损检测（二）判断题（二）判断题1.混凝土强度检测评定可分为结构或构件的强度检测评定与承重构件的主1.混凝土强度检测评定可分为结构或构件的强度检测评定与承重构件的主要受力部位的强度检测评定。要受力部位的强度检测评定。【答案】✔P12516 真题精讲——构件材质状况无损检测真题精讲——构件材质状况无损检测2.半电池电位法是通过测定钢筋/混凝土半电池电极与在混凝土表面的铜/2.半电池电位法是通过测定钢筋/混凝土半电池电极与在混凝土表面的铜/硫酸铜参考电极之间电位差的大小，来评定混凝土中钢筋的锈蚀活化程硫酸铜参考电极之间电位差的大小，来评定混凝土中钢筋的锈蚀活化程度。度。【答案】✔P148真题精讲——构件材质状况无损检测真题精讲——构件材质状况无损检测（三）多选题1.超声—回弹法与超声法比，超声回弹综合法具有以下优点（）。1.【答案】ACP135【解析】超声回弹综合法是指采用超声仪和回弹仪，在结构混凝土同A.受混凝土含水率和龄期影响小B.对测试面要求低一测区分别测量声时值和回弹值，然后利用已建立起来的测强公式推算该测区混凝土强度。与单一回弹法或超声法相比，超声回弹综合法具有受混C.能够较全面反映结构混凝土实际质量，测试精度高D.简便快捷凝土龄期和含水率的影响小、测试精度高、适用范围广、能够较全面地反映结构混凝土的实际质量等优点。17 真题精讲——构件材质状况无损检测真题精讲——构件材质状况无损检测2.芯样试件内不宜含有钢筋。如不能满足此项要求,试件应符合下列要求（）。2.【答案】ABCP144A.标准芯样试件，每个试件内直径小于10mm的钢筋不得多于2根【解析】芯样试件内不宜含有钢筋。如不能满足此项要求,试件应符合B.公称直径小于100mm的芯样，每个试件内最多只允许有一根直径下列要求：小于10mm的钢筋①标准芯样试件，每个试件内最多只允许有2根直径小于10mm的钢筋；C.芯样内的钢筋应与芯样试件的轴线基本垂直并离开端面10mm以②公称直径小于100mm的芯样试件，每个试件内最多只允许有一根直上径小于10mm的钢筋；D.芯样有裂缝或有其他较大缺陷③芯样内的钢筋应与芯样试件的轴线基本垂直并离开端面10mm以上。真题精讲——构件材质状况无损检测真题精讲——构件材质状况无损检测3.混凝土中碱集料反应（）。A.属于化学反应B.对钢筋有侵蚀作用3.【答案】ADP148C.可在钢筋表面生成致密氧化膜【解析】碱集料反应是指混凝土集料中某些活性矿物(活性氧化硅、活D.可导致混凝土涨裂性氧化铝等)与混凝土微孔中的碱溶液产生的化学反应，其反应生成物体积增大，从而导致混凝土结构发生破坏。18 •扫一扫更多学习交流学天网校APP学天公路水运服务号出品全国统一客服热线：400-9944-365全国统一客服QQ：800086018学天网校：www.xuetian.cn19