建筑工程检测习题解答

第一章补充作业：试述超声波检测混凝土裂缝深度(平测法)的原理和基本检测方法答：1．基本原理利用超声波绕过裂缝末端的传播时间(简称声时)来计算裂缝深度。如图1所示，若换能器对称地置于裂缝两侧．测得传播时间为t1(超声波统过裂缝末端所需的时间)。设混凝土波速为v，可得：AD+BD=t1v，又AD=BD，所以AD=t1v/2。根据直角三角形的原理，则裂缝深度为：若换能器平置于无缝的混凝土表面上，相距同样为d/，测得传播时间为t0，则t0v＝d，0/tdv代入上式、则可得：12201ttdh2．检测方法(1)无缝处检测声时和传播距离的计算。将发、收换能器放置于裂缝附近有代表性的、质量均匀的混凝土表面，两换能器内边缘相距为d。在不同的d值(如5cm、10cm、15cm、20cm、25cm、30cm等，必要时再适当增加)的情况下，分别测读出相比的传播时间t0以距离d为纵坐标，时间为t为横坐标，将数据点绘在坐标纸上。根据图形计算出这直线的斜率(用直线回归计算法)，即为超声波在该处混凝土中的传播速度v。按公式d=vt，计算出发、收技能器在不同t值下相应的超声波传播距离d。(2)绕缝传播时间的测量。1)垂直裂缝。将发、收换能器平放于混凝土表面上裂缝的两侧，并以裂缝为轴相对称，两换能器轴心的连线应垂直于裂缝的走向。沿着同一直线，改变换能器边缘距离d。在不同的d值(如5cm、10cm、15cm、20cm、25cm、30cm等)的情况下，分别读出相应的绕裂缝传播时间t1。2)倾斜裂缝。如图2所示，先将发、收换能器分别布置在A、B位置(对称于裂缝顶)，测读出传播时间t1；然后A技能器固定，待B换能器移于C，测读出另—传播时间t2,以上为一组测量数据。改变AB、AC距离，即测得不同的几组数据。裂缝倾斜方向判断法如图3所示，将一只换能器B靠近裂缝，另一只位于A处，测传播时间、接着将B换能器向外稍许移动，若传播时间减小，则裂缝向换能器移动方向倾斜；若传播时间增加，则进行固定B移动A的反方向检验。图1图2图32.7、试论述混凝土结构的损坏机理？答：（1）砼结构中钢筋的锈蚀钢筋在混凝土中腐蚀是电化学(原电池)的反应过程。阳极铁离子化，Fe2+进入溶液中并放出电子(e)；在阴极，溶解氧吸收从阳极流来的电子生成OH—。OH—在阳极可与Fe2+相结合生成Fc(OH)；并析出于钢筋表面，而后再继续与H2O，O2结合生成Fe(OH)3：Fe(OH)3脱水后生成铁锈的主要成分是F2O3。铁锈的体积膨胀（一般增加2-4倍）可以把混凝土保护层胀开，而使钢筋外露。（2）砼的碳化混凝土的碳化作用是指空气中的二氧化碳与水泥石中的氢氧化钙作用，生成碳酸钙和水。碳化又叫中性化。代表性的水泥水化物的碳化反应，以化学方程式表示如下：不管哪一种水化物都可以通过碳化反应，生成碳酸钙。由于碳酸钙在水中的溶解度小，碳酸钙在硬化混凝上的空隙中析出。碳化作用降低了混凝土的碱度，当ＰＨ值低于10时，钢筋表面钝化膜破坏，导致钢筋锈蚀。其次，当碳化深度超过钢筋的保护层时，钢筋不但易发生锈蚀，还会因此引起体积膨胀，使混凝土保护层开裂或剥落，进而又加速混凝土进一步碳化。碳化作用还会引起混凝土的收缩，使混凝土表面碳化层产生拉应力，可能产生微细裂缝，从而降低了混凝土的抗折强度。（3）砼的氯离子侵蚀混凝土中氯盐的一部分可与水泥水化中的某些组分(如C3A)相化合，化合(结晶)氯不引发钢筋腐蚀；其经化合之后所残余下来的游离态的CI－才可破坏钢筋保护膜，激发钢筋锈蚀。水泥中C3A含量愈少(如抗硫酸盐水泥)或混合材(如矿渣)含量愈多，在掺用氯盐的情况下，愈易于引发钢筋腐蚀。（4）砼的冻融破坏砼在大气中遭受冻融破坏主要是因为在某一冻结温度下存在结冰水和过冷的水。结冰水产生体积膨胀，水结冰时体积约膨胀9%，如果砼毛细管中含水率超过某一临界值（91.7%），结冰时会产生很大压力，使得混凝土产生膨胀裂缝。根据T.C.Powers理论：冰冻的原因基本不是简单的受冻膨胀，而主要来自于水分的迁移，使得冰晶增大，产生压力致使结构破坏。水分迁移导致两种结果：一是增加了表面区域内形成的冰晶，产生了结晶压力，破坏了混凝土结构均匀性，对已形成的结构产生破坏作用；二是混凝土内部没有生成冰晶，但迁移使得混凝土内部产生干燥破坏。（5）砼的碱骨料反应2.8、如何用回弹法测定已有结构的混凝土的强度?答：(1)测区的布置。测区指每一个构件的测试区域。每人测区相当于该试样同条件砼的一个试块。根据建设部JGJ／T23—2001《回弹法检测混凝土抗压强度技术规程》的规定，取一个构件作为评定砼强度的最小单元，每个构件测区数不少于10个，对长度小于4.5m且高度低0.3m的构件,测区数可适当减少,但不应少于5个,并尽可能布置均匀,相邻两测区的间距不宜大于2m且离构件边缘的距离不宜大于0.5m，且不宜小于0.2m。在被测混凝土结构或构件上均匀布置测区，测区面积为400cm2。（2）回弹值的测定。测试时回弹值应始终与测试面垂直，并不得打在气孔和外露石子上。每个测区的两个测面用回弹仪各弹击8点。共16个点（如一个测区只有一个测面，需回弹16个点）。回弹仪宜在测区内均匀分布，点与点间距不得小于20mm。同一回弹点只允许弹击一次，每一测点的回弹值读数精确到1。（3）砼碳化深度的测定在砼表面敲击缺口（不应小于碳化深度，否则应加深），清除缺口中的粉末和碎屑后（不能用液体冲洗），立即用1%的酚酞酒精溶液滴在缺口内壁的边缘处不变色的深度若干次，精确到0.5mm，取其平均值。应选择不少于构件的30%测区数，在有代表性的位置上，测量砼的碳化深度。（4）数据处理及回弹值的修正从测区的16个回弹值中，舍弃三个最大值和三个最小值，将余下的10个回弹值按下式汁算测区平均回弹值Rm(准至0．1)：当回弹仪在非水平力向测试时，将测区平均回弹值Rmαα折算成水平方向测试的测区平均回弹Rm(准至0．1)。换算公式为：Rm=Rmα+Rαα浇筑面修正。回弹仪应测试砼构件侧面，当水平方向测试砼浇筑表面和底面时，应将测得的数据分别计算出测区平均回弹值Rt和Rb，再换算为测试砼浇筑侧面的测区平均回弹值R。R=Rt+ΔRtR=Rb+ΔRbΔRt、ΔRb分别为不同浇筑面的回弹修正值。混凝土强度换算值可采用以下三类测强曲线计算，宜优先采用本地区或本部门的测强曲线和专用混凝土强度公式。当适用统一测强曲线时，结构或构件的砼强度推定值（fcu,e）按下列公式确定：当构件的测区数少于10个时：fcu,e=fccu,min当该结构或构件的测区强度中出现小于10.0MPa时:fcu,e≤10.0MPa当该结构或构件的测区不少于10个或按批量检测时,应按下列公式计算:fcu,e=mfccu–1.645sfccu2.l2、如何用钻芯法测定已有结构的混凝土的强度？(1)用专用取芯机在被检测部位钻取混凝土芯样，；芯样的直径一般应为骨料最大粒径的3倍，至少也不得小于2倍。(2)将混凝土芯样按长径比(长度与直径的比值)不小于1．0的尺寸要求钻取试件，抗压试验以三个试件为一组。若长径比大于1时,强度需要进行修正。芯样试件砼强度长径比修正系数长径比l/d1.01.11.21.31.41.51.61.71.81.92.0修正系数α1.001.041.071.101.131.151.171.191.201.221.24(3)将按长径比为1.0制作的试样两端在磨石机上磨平，或用稠水泥浆(砂浆)抹平，端面平整度误差不应大于直径的1／10．两端面应与中轴线垂直，并作为试件的承压面。试件四周不得有缩颈、鼓肚或其它缺陷(如裂缝等)。(4)在试件侧面不向位置量测长度两次，准确至1mm，取两个测值的平均值作为试件的长度；在试件中部量测直径两次(两次测量方向相垂直)．均值作为试件的直径。(5)试件在试验前需泡入水中4d．使其达到饱和．然后按混凝土立方体抗压强度试验方法进行芯样试件的抗压强度试验.。抗压强度按下式计算(准确至0.1MPa)：第三章3.1、试论述砌体结构的损坏机理及裂缝形成的原因。答：（1）荷载引起的裂缝1)拉应力破坏。砖砌的水池、圆形简仓等构筑物常会发生由于拉应力过大而引起砌体开裂现象。2)弯曲抗拉破坏。弯曲抗拉破坏多产生于挡土墙、地下室围墙和建筑物上部压力较小的挡风墙上。弯曲抗拉裂缝有沿齿缝和沿直缝两种形式3)轴压和偏压破坏。轴压破坏主要发生在独立砖柱上。当砖柱上出现贯穿几皮砖的纵向裂缝时，则该纵向裂缝已经成为不稳定裂缝，即在荷载不增加的情况下，裂缝仍将继续发展。4)局部受压破坏。这类破坏通常发生在受集中力较大处，如梁的端部。（2）地基不均匀沉陷引起的裂缝地基发生的不均匀沉降当超过—些限度后，会造成砌体结构的开裂。通常又分为以下两种情况，1)中间沉降较多的沉降(又称盆式沉降)。对软土地基通常地基中部的沉降较大，这时房屋将从底层开始出现沿45。角方向的斜裂缝，其特点是下层的裂缝宽度较大。2)一端沉降较多的沉降。当地基软硬不均，如一部分位于岩层，一部分位于土层时容易发生。这时房屋将沿顶部开始出现沿450角方向的斜裂缝，其特点是顶层的裂缝宽度较大当不均匀沉降稳定以后，这类裂缝将不再发展。（3）温度裂缝由于结构周围温度变化(主要是大气温度变化)引起结构构件热胀冷缩的变形称为温度变形。砖墙的线膨胀系数约为5×l0-6℃-1、混凝土的线膨胀系数为1．0×l0-5℃-1，也就是说，在相同温度下，钢筋混凝土构件的变形比砖墙的变形要大一倍以上。3.3、砌体结构的检测有哪些方法?如何选用这些方法?砌体工程的现场检测方法，按对墙体损伤程度可分为以下两类：（1）非破损检测方法，在检测过程中，对砌体结构的既有性能没有影响。（2）局部破损检测方法，在检测过程中，对砌体结构的既有性能有局部的、暂时的影响，但可修复砌体工程的现场检测方法，按测试内容可分为下列几类：(1)检测砌体抗压强度：原位轴压法、扁顶法；(z)检测砌体工作应力，弹性模量：扁顶法；(3)检测砌体抗剪强度：原位单剪法、原位单砖双剪法；(4)检测砌筑砂浆强度；推出法、简压法、砂浆片剪切法、回弹法；根据检测目的、设备及环境条件，可按照表3．1选择检测方法。2.9、如何用筒压法推定砌体中的砌筑砂浆的强度?答：(1)在每一测区，从距墙表面20mm以内的水平灰缝中凿取砂浆约4000g，砂浆片(块)的最小厚度不得小于5mm。各个测区的砂浆样品应分别放置并编号，不得混淆。(2)使用手锤击碎样品，筛取1—15mm的砂浆颗粒的2000g，在105±50C的温度下烘干至恒重，待冷却至室温后备用。(3)每次取烘干样品约1000g，置于孔径5mm、10mm、15mm标准筛所组成的套筛中，机械摇筛2mm或手工摇筛1．5mm。称取粒级5—10mm和10—15mm的砂浆颗粒各250g，混合均匀后即为一个试样。共制备三个试样。(4)每个试样应分两次装入承压简。每次约装1／2，在水泥跳桌上跳振5次，整平表面，安上承压盖。如无水泥跳桌，可按照砂、石紧密体积密度的试验方法颠击密实。(5)将装料的承压筒置于试验机上，盖上承压盖，开动压力试验机，于20-40秒内均匀加荷至规定的筒压荷载值后，立即卸荷。不同品种砂浆的简压荷载值分别为；水泥砂浆、石粉砂浆为20kN；水泥石灰混合砂浆、粉煤灰砂浆为10kN。(6)将施压后的试样倒入由孔径5mm和筛10min标准筛组成的套筛中，装入摇筛机摇筛2min或人工摇筛1.5min(7)称量各筛筛余试样的质量(精确至0．1g)，各筛的分计筛余量和底盘剩余量的总和，与筛分前的试样质量相比，相对差值不得超过试样质量的0．5％；当超过时，应重新进行试验。按下式计算标准试样的筒压比第四章4.1、基槽检验工作包括哪些内容?答：(1)应做好验槽准备工作，熟悉勘察报告，了解拟建建筑物的类型和特点研究基础设计图纸及环境监测资料。当遇到下列情况时，应列为验槽的重点：1）当持力土层的顶板标高有较大的起伏变化时；2）基础范围内存在两种以上不同成因类型的地层时；3）基础范围内存在局部异常土质或坑穴、古井、老地基或古迹