第一章 建筑结构检测技术概述
第1节 概述
在建筑施工过程中,为了对施工质量进行有效的控制,避免发生质量或安全事故,或者为了对已建成的建筑物进行质量评估,需要采取各种各样的手段进行检测,以取得充分、科学的依据。目前,我们国家在建筑工程方面的检测按照检测对象主要可以分为以下几大类:
1、建筑材料检测:如钢筋力学性能试验、混凝土试块配合比和抗压强度试验、水泥和钢筋中化学成分分析等。
2、建筑结构现场检测:如混凝土抗压强度现场检测、桩基混凝土内部质量检测、钢结构焊缝内部质量检测等。
3、建筑物附属设备检测:如建筑用门窗气密性和保温性能检测、建筑物防雷装置检测、建筑机械设备检测等。
4、建筑物环境检测:如噪声检测、室内空气质量检测等。
随着科技水平的不断提高,检测技术也在不断的进步,不断地有新的检测方法和检测仪器设备出现,本教材主要针对目前在国内检测市场较为常用、较为成熟的一些建筑结构现场检测方法进行介绍。
第2节 无损检测技术简介
1、无损检测技术的概念:
无损检测是建筑结构现场检测最为常用的一类检测方法,它是用以电子学、物理学、光学、计算机技术等为基础的检测仪器,直接在建筑构件上非破损地测量与质量有关的物理量,籍材料学、应用力学、数理统计和信息分析处理等方法,确定和评价建筑构件的某个或多个参数的测试方法。
2、无损检测技术在建筑结构现场检测中的应用:
(1)建筑构件混凝土的强度、缺陷和损伤的检测:如回弹法检测构件混凝土抗压强度、超声波法检测构件混凝土内部质量或裂缝深度等。
(2)砌筑砂浆和粘土砖的抗压强度检测:如贯入法检测砌筑砂浆抗压强度、回弹法检测普通粘土砖抗压强度。
(3)钢筋的配置和保护层厚度检测:如电磁感应法或雷达波法检测钢筋数量和间距。
(4)钢结构焊缝内部质量检测:如超声波法或射线法检测焊缝的内部质量。
(5)建筑物或建筑构件的倾斜、挠度、标高、尺寸和沉降情况检测:如采用全站仪或经纬仪检测建筑物的垂直度、采用水准仪检测建筑物的沉降情况。
(6)建筑构件的应力应变检测:如采用电阻应变仪检测钢梁的应变。
(7)钢结构防护涂层厚度和材料厚度的检测:如磁阻法检测钢结构防火涂层厚度。 (8)建筑物结构动力特性检测:如采用数据采集处理分析仪和拾振器检测房屋的振动速度。
3 、无损检测技术的特点:
(1)无损于材料、结构的组织和性能:无损检测技术在应用时不会对建筑构件产生损坏,或者损坏很小不会影响到结构性能,且易于修复。
(2)可以直接在实体或结构上,对某个或多个参数进行重复、全面的检测,弥补了因各种因素影响造成材料试件与结构物质量差别的缺点。
(3)操作简便迅速:无损检测采用的仪器设备一般来说较为轻便,便于携带,易于上手。
(4)检测精度相对较低:对于同一个参数,如果既能采用无损检测方法也能采用破损或半破损的方法得到,则一般采用无损检测方法得到的数据精度较低。
第二章 混凝土强度现场检测技术
第1节 混凝土强度现场检测的几种方法
1、回弹法
混凝土强度现场检测最为常用的方法是回弹法,它的原理是采用一个弹簧驱动的重锤,通过弹击杆(传力杆),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的指标,来推定混凝土强度的一种方法,一般来说,混凝土强度越高,回弹值就越大。
优点:
(1)设备轻便,对现场条件(如操作空间等)要求不高。 (2)不会对结构产生任何破坏,便于大批量构件的检测。 (3)检测周期短:检测结果可以立即得到。 缺点:
(1)由于现行的相关规范的限制,对于设计强度C60及以上的混凝土构件不适用。 (2)精度不高,不适用于表层或表面与内部质量有明显差异或内部存在缺陷的构件的检测。
(3)在某些特定的情况下不适用,比如混凝土龄期过长(超过1000天),或检测的构件表面一直处于潮湿状态的情况下,或混凝土表面较为粗糙,构件内外部的质量有差异。
主要仪器设备:混凝土回弹仪
混凝土回弹仪
2、钻芯法
钻芯法属于半破损的检测方法,它的原理是采用钻芯机垂直于构件表面向构件内部进钻,钻取一定长度和直径的芯样,对芯样加工后在压力机上进行抗压试验得出混凝土抗压强度。
优点:
检测精度高。 缺点:
(1)实施起来较麻烦,需要接水、接电,由于设备较大、较重,安放和操作条件要求较高。
(2)检测的周期较长:由于钻取出来的芯样需要加工和养护,需要一定时间才能进行抗压试验,得到检测结果。
(3)对结构会产生一定的破损,不适用于大量的检测。 主要仪器设备:混凝土钻孔机
混凝土钻孔机 混凝土芯样
3、超声回弹综合法
超声回弹综合法属于无损检测方法,这种方法同时采用超声波检测仪和回弹仪对建
筑构件进行测试,利用超声波在混凝土中的传播速度和回弹值综合得出混凝土强度的推定值,超声波的传播速度和混凝土的强度相关,一般来说,混凝土强度越高,混凝土就越密实,则超声波在混凝土中的传播速度越快。
优点:
检测精度较高,能在一定程度上反映混凝土的内部质量。 缺点:
仪器设备较复杂,实施起来较麻烦,在超声波检测时需要较多的人员配合,且检测
时需要在构件表面做标记和涂抹黄油作为耦合剂。
注:超声波法一般采用对测的方法进行检测,在检测时需要两个平面探头置于构件的两侧,一个
探头发射超声波,另一个探头接收超声波,为保证探头基本处于相对的位置上,需要在构件两个相对侧面布置相对的测区,做好标记。
黄油起到耦合剂的作用,因为超声波在空气中能量衰减很快,探头置于构件表面上,与构件之间
存在空隙,如果不涂黄油或其它耦合剂的话,超声波在通过空隙时能量迅速衰减,便没有足够的能量穿过混凝土构件。
主要仪器设备:超声波检测仪、混凝土回弹仪。
超声波检测仪
4、钻芯回弹综合法