常用的混凝土無損檢測技術(shù)

李昌煌

摘要：混凝土無損檢測即混凝土非破壞性檢測，就是在不破壞待測構(gòu)件原來的狀態(tài)、化學(xué)性質(zhì)等前提下，通過獲取混凝土、鋼筋等相關(guān)的物理量，并充分利用所獲取的物理量采用相關(guān)曲線擬合數(shù)據(jù)處理等方法，推定混凝土質(zhì)量（強度、缺陷）以及鋼筋的情況。簡要介紹了幾種常見的混凝土無損檢測技術(shù)，如回彈法、超聲波法、鉆芯法、超聲回彈綜合法等，討論了這幾種檢測技術(shù)的原理以及優(yōu)缺點，并對現(xiàn)在無損檢測技術(shù)存在的缺陷提出一些建議以及對新型混凝土無損檢測技術(shù)提出了展望。

關(guān)鍵詞：混凝土無損檢測強度缺陷

中圖分類號：TU528 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2012）08（c）-0061-01

混凝土作為目前最重要的結(jié)構(gòu)工程材料之一，其質(zhì)量直接關(guān)系到結(jié)構(gòu)的安全，如何準(zhǔn)確地鑒定結(jié)構(gòu)混凝土的質(zhì)量成為一個迫切需要解決的重要課題。因此針對在用的無損檢測技術(shù)的原理、優(yōu)缺點以及使用范圍等的歸納和總結(jié)顯得尤為重要，可以為提供可靠的混凝土質(zhì)量提供有力保證。

1常用的混凝土無損檢測技術(shù)

1.1回彈法

回彈法是通過測定混凝土表面硬度來推定其抗壓強度。

工作原理：一個標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)量的重錘，在標(biāo)準(zhǔn)彈簧彈力的帶動下，沖擊一個與混凝土表面接觸的彈擊桿，由于回彈力的作用，重錘又跳回一定距離，并帶動滑動指針在刻度上指出回彈值N。通過事先建立的混凝土強度和回彈值的關(guān)系曲線，就可以根據(jù)實測的N求得值。在各種測試方法中，回彈法操作最簡單、用最低廉、效率最高，因而現(xiàn)場應(yīng)用性極強。由于混凝土采用的不同配合比、不同的外加劑等都會使混凝土表面硬度和抗壓強度的相關(guān)關(guān)系差異很大。并且回彈測強曲線只考慮了正常情況的混凝土碳化，忽略了混凝土的早期齡期碳化等現(xiàn)象，大大降低了回彈法的測試結(jié)果精度。回彈法要求混凝土表面清潔、平整，無疏松、浮漿以及蜂窩等，必要時可用砂輪清除疏松物和雜物，且不應(yīng)有殘留的粉末或粉屑。測區(qū)宜在構(gòu)件范圍內(nèi)均勻分布，測區(qū)間距不應(yīng)大于2cm，離構(gòu)件離構(gòu)件邊緣不宜大于50cm、小于20cm。

1.2 超聲法

檢測原理：依據(jù)超聲儀產(chǎn)生高壓電脈沖激勵發(fā)聲脈沖傳入混射換能器內(nèi)的壓電晶體獲得高頻聲脈沖?；炷两橘|(zhì)中，由接受換能器接收通過混凝土傳來的聲信號，測出超聲波在混凝土中傳播的時間和距離，算出超聲波在混凝土中的傳播速度。利用儀器的數(shù)據(jù)處理及相關(guān)的分析軟件對接收信號的各種聲參數(shù)進行綜合分析以評估混凝土構(gòu)件的強度、缺陷等。

超聲波法：超聲檢測指向性好、傳播能量大、對各種材料的穿透力較強、適應(yīng)性強、檢測靈敏度高、對人體無害、成本低廉等諸多優(yōu)點得到廣泛應(yīng)用，是無損檢測中發(fā)展最快、應(yīng)用最廣泛的檢測技術(shù)，占有非常重要的地位。缺點：由于混凝土本身結(jié)構(gòu)復(fù)雜人們目前對超聲波在其中的傳播特點了解仍然十分膚淺，尤其是許多傳播規(guī)律往往隨著超聲波頻率、料粒徑、率等因素的變化而變化，因而在進行超聲檢測時，對現(xiàn)象的解釋難免出現(xiàn)謬誤，且會影響到測試結(jié)果的準(zhǔn)確分析。

1.3 超聲波回彈綜合法

超聲回彈綜合法是采用超聲儀和回彈儀，在結(jié)構(gòu)混凝土同測區(qū)分別測量聲時值及回彈值。回彈值用于反應(yīng)混凝土結(jié)構(gòu)表面的情況，超聲波在介質(zhì)中傳播的速度反映了結(jié)構(gòu)的力學(xué)特征，通過所測力學(xué)特性反映混凝土的強度及內(nèi)部質(zhì)量情況。優(yōu)點：既能反應(yīng)混凝土的表層狀態(tài)，也可以反應(yīng)混凝土的內(nèi)部構(gòu)造情況，并且可以抵消部分影響強度和物理量相關(guān)關(guān)系的因素，可比較準(zhǔn)確地反應(yīng)混凝土的強度情況。缺點：檢測精度仍然是至關(guān)重要的問題，所以測試精度還有待更進一步提高。

1.4 鉆芯法

鉆芯法檢測結(jié)構(gòu)實體混凝土強度是使用專用鉆芯機直接從結(jié)構(gòu)上鉆以芯樣，并根據(jù)芯樣的抗壓強度推定結(jié)構(gòu)混凝土立方體抗壓強度的一種半破損現(xiàn)場檢測方法。鉆芯法直接可靠，并能較好地反映混凝土實際狀況，同時可以比較準(zhǔn)確地測定其強度。此外，從芯樣可以直接觀察到局部混凝土的內(nèi)部情況，例如骨料的組成等。但由于鉆芯法對結(jié)構(gòu)具有一定的破損性，其代表性的取芯位置的確定、取芯的數(shù)量在結(jié)構(gòu)實體混凝土強度檢測中受到了很大的限制；另外，其測試費用也較高，一般不宜把鉆芯法作為經(jīng)常性的、大量使用。

1.5 拔出法

拔出法是一種半破損檢測方法，根據(jù)測試結(jié)構(gòu)混凝土中錨固件被拔出時的拉力，確定混凝土的拔出強度，據(jù)以推算混凝來土的立方體抗壓強度。一般分為預(yù)埋拔出法與后裝拔出法種。預(yù)埋拔出法是在混凝土表層一定距離處預(yù)先埋入一個錨固件，混凝土硬化以后，過錨固件施加拔出力以獲得混凝土的推定強度。后裝拔出法，是在硬化混凝土上鉆孔、磨槽、安裝錨固件后用拔出法做拔出實驗，根據(jù)測定的抗拔力檢測混凝土抗壓強度的微破損方法。預(yù)埋拔出法：現(xiàn)場應(yīng)用方便，試驗費用低廉，尤其適用于混凝土質(zhì)量現(xiàn)場控制。后裝拔出法：由于對混凝土被拔出時的破壞機理的研究尚存在一定的分歧，受到混凝土骨料、混凝土內(nèi)部缺陷和鋼筋間距以及現(xiàn)場操作過程中人為因素的影響等，因此要建立拉拔強度與混凝土抗壓強度之間的穩(wěn)定關(guān)系還是有尚待理論與實踐上的突破。

2對無損檢測技術(shù)存在缺陷提出的建議

（1）目前還沒有沒有獨立的完善的基于混凝土強度的超聲波無損檢測技術(shù)規(guī)程。（2）可以考慮將鉆芯及回彈法進行組合，既可以避免了鉆芯法勞動強度大的問題，又彌補了回彈法精度較低的不足，同時還可大大減少鉆芯法對結(jié)構(gòu)造成的損害，保護了結(jié)構(gòu)的安全。（3）超聲波無損檢測主要應(yīng)用于混凝土損傷檢測，依據(jù)波速、波幅等判別混凝土強度及缺陷，但以上判別方式?jīng)]有具體的判別指標(biāo)，對于不同的混凝土損傷判別因人而異，缺少獨立的基于混凝土缺陷的超聲波檢測判別體系。（4）目前超聲法檢測中對混凝土測強與測缺陷是各自獨立，分開進行的，大大地增加了檢測工作的工作量。因此，超聲法測強與超聲法測缺陷二者緊密結(jié)合起來，將成為當(dāng)下混凝土工程中一個有重大意義的熱點問題。

3無損檢測技術(shù)的前景與展望

隨著當(dāng)代計算機模擬技術(shù)和成像技術(shù)的迅猛發(fā)展，為無損檢測技術(shù)提供了很好的技術(shù)支持，使其能進行快速的、大量信息的處理，使檢測結(jié)果更加可靠、檢測水平不斷提高。同時伴隨著一些新材料、新施工工藝的出現(xiàn)，為無損檢測技術(shù)提拱了新的發(fā)展方向。

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