混凝土裂縫檢測方法回顧及展望

【摘 要】總結(jié)了過去混凝土裂縫檢測的傳統(tǒng)方法，并介紹了一種新興的無損檢測方法——瑞雷面波法。

【關鍵詞】混凝土裂縫檢測 瑞雷面波

無論是工業(yè)或民用建筑還是公路、鐵路、水庫、大壩、橋梁、電站、機場、隧道這類工程項目中，由于混凝土具有施工方便、價格低廉、性能良好等特性，成為工程建設中最普遍的一種材料。但是，混凝土又具有現(xiàn)場澆注的特點，在質(zhì)量上不好控制。而且經(jīng)過風吹日曬，冰凍雨淋或受到高強度的荷載、內(nèi)部的鋼筋銹蝕等現(xiàn)象產(chǎn)生裂縫。裂縫的存在加速衰減混凝土的質(zhì)量，長此以往嚴重危害混凝土結(jié)構(gòu)的安全性和穩(wěn)定性。最終造成建筑或工程的失事，對國家和人民的財產(chǎn)安全造成威脅。

為了保證工程和建筑的安全性，就需要對混凝土進行檢測?；炷亮芽p檢測方法分為三種：傳統(tǒng)有損檢測法、傳統(tǒng)無損檢測法和新興無損檢測法。

一、傳統(tǒng)有損檢測法[1]

傳統(tǒng)有損檢測法包括試塊評定法、取芯法、聲波對測法、射釘法、壓釘法、拔出法。其中具有代表性：

（一）取芯法。此法是在混凝土結(jié)構(gòu)受力較小的部位鉆取芯樣，取出后進行抗壓強度測定。由于鉆孔取芯法檢測混凝土強度比較精確、可靠，而且可以直接觀察混凝土內(nèi)部的情況與施工的質(zhì)量。一直以來都是混凝土檢測的重要方法。但這種方法的缺點是取樣容易受到混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部鋼筋或預埋件的影響，試驗的周期較長，同時會造成混凝土結(jié)構(gòu)局部破損，而且費用也相當高。

（二）聲波對測法。在平行裂縫的一側(cè)激發(fā)聲波信號，另一側(cè)接收透射的信號，通過比較無裂縫和有裂縫的透射信號或通過透射層析成像來判斷裂縫深度，然而這種方法需要在裂縫兩側(cè)鉆孔來布置觀測系統(tǒng)，對建筑造成一定的損傷。

（三）拔出法。拔出法是用拉拔裝置拔出預先埋在混凝土中的脹桿，通過所需要的拔出力，進而推算出混凝土的強度。一般情況下，預埋在混凝土中的脹桿有兩種：一種是“先裝法”，即事先將脹桿埋設在混凝土內(nèi)，到達時間后做拔出試驗。另一種是“后裝法”，即在已硬化的混凝土表面鉆孔，然后裝入脹錨螺栓，澆灌混凝土后進行拔出試驗，由于拔出法拔出的位置損傷不是很大，可以進行修復，而且能直接反映混凝土的實際強度，比鉆孔取芯法要方便，而且費用低，在實際工程中得到越來越多的運用。

二、傳統(tǒng)的無損檢測法

無損檢測，不需要破壞混凝土結(jié)構(gòu)和外形，可直接檢測混凝土強度、缺陷及其它物理力學性能指標，是一個簡便、經(jīng)濟的方法。特別是在受自然災害、施工質(zhì)量及危房鑒定時能夠快速了解建筑物的損壞程度。隨著預制樓板的逐漸退出，現(xiàn)澆板的大量使用和樁基工程的增加，無損檢測技術具有廣泛的發(fā)展前景。傳統(tǒng)的無損檢測方法很多，有超聲波法、回彈法、雷達法、紅外線法等。

（一）超聲波法。利用超聲波儀測試混凝土強度的方法，稱為超聲波法。其基本原理是：超聲波在介質(zhì)中傳播時，遇到不同介面將發(fā)生反射、折射、繞射、衰減等表象，從而使傳播的速度、振幅、波形、頻率等發(fā)生變化。研究這些變化規(guī)律，即可獲得介質(zhì)的信息。超聲波信號穿透能力強，檢測混凝土強度主要的依據(jù)是超聲波在混凝土中的傳播速度，因為超聲波在介質(zhì)中的縱波傳播速度，與介質(zhì)致密性有一定的相關性。大量的實驗證明，混凝土強度愈高，傳播速度愈快；混凝土強度愈低，傳播速度愈慢。得出超聲波速度，即可求得混凝土強度。

（二）回彈法?；貜椃ㄊ且环N利用回彈儀測試混凝土強度的方法。它的工作原理是在回彈儀上的一個標準質(zhì)量的重錘的帶動下，沖擊一個與混凝土表面接觸的彈擊桿，由于彈力的作用重錘又返回一定距離，并帶動滑動指針在刻度上指出回彈值，此值等于重錘回彈距離與起跳點原始位置距離的百分比值。因為回彈值表示建筑混凝土表面的硬度，而材料的表面硬度又和材料強度有關，從而建立沖擊回彈值與混凝土的相關曲線?；貜椃ň哂袃x器構(gòu)造簡單、使用方便、速度快和費用低等優(yōu)點。在一定條件下能滿足結(jié)構(gòu)混凝土強度的測試要求，誤差在15%以內(nèi)。

（三）紅外檢測技術[2]。紅外無損檢測是通過測量物體的熱量和熱流來確定混凝土質(zhì)量的一種方法，當混凝土內(nèi)部存在缺陷或裂縫時，它將改變混凝土的熱傳導性，使混凝土表面溫度產(chǎn)生差別，利用遙感檢測儀測量熱輻射，就可以查到混凝土的缺陷的具體位置。

（四）雷達法。雷達法的主要原理是電磁波在混凝土中傳播時，其傳播速度與介質(zhì)的介電常數(shù)相關，當遇到混凝土界面、內(nèi)部缺陷、鋼筋等介電常數(shù)變化較大的目標時發(fā)生反射、散射等，通過分析反射信號的波形、傳播時間等參數(shù)來判斷混凝土內(nèi)部的狀況。

三、新興的無損檢測法

近年來，一種新的裂縫無損檢測方法-瑞雷面波法應運而生，同樣是在混凝土表面上布置觀測系統(tǒng)，采用錘擊震源，通過接收的瑞雷面波特征來推算裂縫的特征。超聲波法和沖擊彈性波法是利用彈性波中的體波進行檢測，而地表激發(fā)的彈性波中大部分能量為瑞雷面波，而且在分層介質(zhì)中，瑞雷面波具有頻散特性，瑞雷面波的波長不同，穿透的深度也不同。瑞雷面波法具有分辨率高、應用范圍廣、受場地影響小、檢測設備簡單、檢測速度快、經(jīng)濟等一系列優(yōu)點，廣泛應用于淺表層巖土工程勘察和災害地質(zhì)調(diào)查等領域。

瑞雷面波雖然優(yōu)點很多。但裂縫的情況非常復雜。我們不能只靠一種方法就確定混凝土內(nèi)部的狀況。所以綜合上述方法來共同檢測混凝土裂縫才是正確的。

參考文獻：

[1]陳祥森，混凝土缺陷無損檢測技術發(fā)展現(xiàn)狀綜述，標準與檢測，2007年

[2]崔立軍，混凝土檢測方法分析，高校實驗室工作研究，2004年6月