無損檢測在混凝土檢測技術(shù)運用分析

1 前言

隨著公路橋梁工程行業(yè)全面發(fā)展和進步，人們對工程質(zhì)量的重視度也逐步提高。公路橋梁工程質(zhì)量管理體系創(chuàng)建中，混凝土作為核心原材料是極為重要的管理部分，該材料的質(zhì)量水平對項目經(jīng)濟效益有著直接的影響。當前很多先進的無損檢測技術(shù)被應(yīng)用到公路橋梁工程材料質(zhì)量檢測中，要結(jié)合具體的情況采取科學合理的檢測技術(shù)，嚴格控制檢測環(huán)節(jié)，避免各種不利因素影響檢驗效果，最終保證公路橋梁工程材料的質(zhì)量合格，為工程質(zhì)量提升奠定基礎(chǔ)。

2 混凝土無損檢測技術(shù)的含義與特點

2.1 混凝土無損檢測技術(shù)的含義

混凝土無損檢測技術(shù)就是在保證質(zhì)量達到完整性的條件下，應(yīng)用探測設(shè)備檢測物理量，然后對比分析實際混凝土參數(shù)，明確混凝土質(zhì)量水平是否滿足工程需要。

2.2 混凝土無損檢測技術(shù)的特點

2.2.1 不會給構(gòu)件造成損害，可以準確掌握混凝土材料的物理信息量，這是基礎(chǔ)條件。

2.2.2 整個操作階段相對簡單，所使用的設(shè)備、資源都比較簡單，實際操作價值比較高。

2.2.3 并不限定混凝土部件的尺寸或者形狀，可以考慮工程的具體情況進行多次試驗和分析。

2.2.4 可以針對公路橋梁工程的材料進行長期檢測，獲取檢測結(jié)果，以做好質(zhì)量管理和控制[1]。

3 無損檢測技術(shù)應(yīng)用到公路橋梁工程領(lǐng)域內(nèi)

3.1 公路橋梁工程混凝土結(jié)構(gòu)檢測應(yīng)用

混凝土是公路橋梁工程的核心施工材料，是主要的組成結(jié)構(gòu)部分，所以該結(jié)構(gòu)部分的施工質(zhì)量和穩(wěn)定性直接影響著公路橋梁工程的施工效果。在混凝土結(jié)構(gòu)檢測中，要保證工程的質(zhì)量合格，這是出發(fā)點，也是重要目標。所以，無損檢測的使用可以更好地保護公路橋梁工程結(jié)構(gòu)的安全性和穩(wěn)定性，但是要結(jié)合具體的檢測需要確定最佳檢測技術(shù)，以保證檢測結(jié)果的準確性。當前我國在進行混凝土結(jié)構(gòu)的無損檢測時，主要應(yīng)用的方式是回彈法、超聲法等，可以測定結(jié)構(gòu)強度；通過超聲波、雷達法等檢測混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部質(zhì)量，比如裂縫、密實度等參數(shù)檢測；能夠掌握內(nèi)部質(zhì)量水平，進行項目實施方案的優(yōu)化，切實提升工程的施工質(zhì)量水平和效率。

3.2 公路橋梁工程鋼結(jié)構(gòu)檢測應(yīng)用

鋼結(jié)構(gòu)是公路橋梁工程的主體組成部分，所以該部分的強度也會關(guān)系到整個項目的質(zhì)量。為了全面提升建設(shè)施工的效果，要應(yīng)用符合工程需要的無損檢測技術(shù)，實現(xiàn)全面地質(zhì)量檢測。一般可以選擇應(yīng)用超聲檢測方法、射線探傷、滲透檢測、磁粉檢測等從多個角度和方向全面分析施工質(zhì)量水平，并結(jié)合可能存在的病害問題展開深入分析，以提升鋼結(jié)構(gòu)總體性能。此外，還應(yīng)該深入分析鋼筋結(jié)構(gòu)的質(zhì)量，保證焊接等質(zhì)量達到標準要求，從而符合工程的質(zhì)量標準和要求，為無損檢測水平的提升奠定堅實的基礎(chǔ)。

4 現(xiàn)階段混凝土強度無損檢測的主流方法

下文將重點分析當前使用最為普遍的無損混凝土強度檢測技術(shù)，了解各種技術(shù)在應(yīng)用中的問題，以便提升總體的應(yīng)用效果。

4.1 回彈法

回彈法，主要的設(shè)備是有彈簧驅(qū)動運行的重錘，通過設(shè)備中的彈力干將其彈射到混凝土表面，然后通過設(shè)備測量出重錘的回彈距離參數(shù)確定強度性能參數(shù)，以便明確混凝土強度是否能夠達到標準的要求。當前我國所應(yīng)用的回彈性型式比較多，最為主要的是N型、NR型、M型和 L型。這些檢測儀器的操作比較簡單，數(shù)據(jù)也比較準確，各項數(shù)據(jù)都能夠得到較高的精度，經(jīng)濟效益比較好，總體來說其檢測效果非常好，所以被廣泛使用到當前公路橋梁工程混凝土強度檢測領(lǐng)域內(nèi)。具體的實際檢測中，材料表層、內(nèi)部質(zhì)量等都不能有非常明顯的缺陷，否則將不能準確測定強度性能參數(shù)；此外，在超出回彈測強曲線規(guī)定的齡期、強度、碳化深度等方面也無法順利實施。根據(jù)當前的結(jié)構(gòu)組成形式，目前回彈的種類比較多，不同型式的回彈儀要結(jié)合應(yīng)用的條件做好必要的保養(yǎng)和檢定，回彈儀分類型見表1，防止出現(xiàn)檢測結(jié)果不準確的情況[2]。

表1 回彈儀分類型

4.2 超聲回彈綜合法

該方法是將超聲測量技術(shù)和回彈測量技術(shù)聯(lián)合應(yīng)用，通過超聲檢測儀能夠?qū)崿F(xiàn)在規(guī)定測量范圍內(nèi)測量超聲波的傳播平均速度，確定混凝土結(jié)構(gòu)的強度性能，以準確掌握強度性能參數(shù)。這種檢測方法可以達到無損檢測的要求，不會給公路橋梁工程材料的各個結(jié)構(gòu)產(chǎn)生不利影響，強度數(shù)據(jù)可以直接讀取出來，操作也比較方便，可以多次反復(fù)應(yīng)用，保證在強度均勻的條件下測量。它主要應(yīng)用到不能測量回彈值的結(jié)構(gòu)部件中，可以適應(yīng)多種環(huán)境的應(yīng)用。從這些特點展開分析，其一般在凍害、化學腐蝕、高溫等導致混凝土結(jié)構(gòu)損壞的條件下，應(yīng)用這種無損檢測技術(shù)。我國的管理部門發(fā)布相關(guān)的混凝土強度測量規(guī)程，可以結(jié)合實際情況確定最為合適的方法，提高檢測的標準和要求。

4.3 紅外線成像檢測

這種檢測技術(shù)是通過應(yīng)用紅外熱成像技術(shù)的應(yīng)用，也是現(xiàn)代社會應(yīng)用比較普遍的先進科技。主要的工作原理就是通過紅外線成像儀檢測公路橋梁工程結(jié)構(gòu)質(zhì)量，獲取結(jié)構(gòu)物的紅外能量相關(guān)數(shù)據(jù)信息，收集和分析物體中所形成的溫度場數(shù)據(jù)，最終達到紅外檢測的目標。紅外熱成像檢測在我國的應(yīng)用范圍雖然比較小，但是該技術(shù)比較先進，未來發(fā)展中必然會有很大的影響，發(fā)展空間非常廣闊[3]。

4.4 彈性波CT檢測

彈性波（P 波）注入混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部，其在傳播過程中，傳播速度會受到混凝土結(jié)構(gòu)部件的密度、強度、彈性模量等直接關(guān)系。如果混凝土結(jié)構(gòu)中有比較明顯的硬度不足或者缺陷的問題，這個缺陷問題范圍內(nèi)彈性波的波速會很小。因此，要通過應(yīng)用該斷面中所存在的彈性波分析速度，以準確掌握其內(nèi)部的缺陷和問題。波速一般就能夠明確具體的混凝土強度和缺陷的問題。彈性波CT技術(shù)作為目前比較重要的混凝土無損檢測技術(shù)，要結(jié)合其彈性波速和相應(yīng)的物理參數(shù)分析多個關(guān)聯(lián)方面，在不損壞混凝土部件的基礎(chǔ)條件下，做好被檢測對象的掃描和分析，然后應(yīng)用彈性波在斷面中將傳播速度與聯(lián)合CT技術(shù)進行反演處理，可以了解被檢測對象的內(nèi)部特性，分析二維、三維圖像方面，做好質(zhì)量檢測工作。在具體的檢測環(huán)節(jié)，首先是利用扇形測試方法掌握必要的首波傳輸情況，就能夠獲取矩陣方程在掌握被狀態(tài)下的波速剖面圖，結(jié)合該圖像進行質(zhì)量問題和隱患分析[4]。

5 以彈性波CT檢測技術(shù)為例分析

5.1 測試精度及測線布置

彈性波CT分辨率高低會受到很多方面的影響，一方面是反演算法、目標形態(tài)等，另一方面主要是受到系統(tǒng)和信號頻率方面的影響，這些都是直接影響的條件。如果發(fā)現(xiàn)檢測部位存在異常情況，尤其是結(jié)構(gòu)尺寸的缺陷，要進行信號頻率的控制，提高檢測的效果。不同射線密度與射線視角也會給檢測后的成像質(zhì)量帶來直接影響。目前應(yīng)用比較普遍的測線方法是兩側(cè)透射、三側(cè)透射，而效果最好的就是四側(cè)透射。為了提升成像的效果，要適當增加扇形角度尺寸，同時確保射線目的符合要求[5]。

5.2 典型應(yīng)用結(jié)果

比如某混凝土的板式結(jié)構(gòu)部分，其內(nèi)部設(shè)置有非常多的鋼筋材料，密度比較高，但是有些結(jié)構(gòu)也會出現(xiàn)缺陷和問題，比如泡沫結(jié)構(gòu)。具體的測線設(shè)置可見圖1所示。因此，要進行矩形面部分的扇形透射測試分析，圖1中就是實心矩形的發(fā)振點，空心圓點是受信點，總計布置有221條測線。

圖1 CT測線布置

測試結(jié)果見圖2，從該圖分析可以發(fā)現(xiàn)，有1個矩形低速去，說明其內(nèi)部有明顯缺陷，強度比較差，和實際情況相同。

圖2 CT測試圖像

6 結(jié)語

混凝土無損檢測技術(shù)是提升公路橋梁工程質(zhì)量的關(guān)鍵，未來將突破傳統(tǒng)技術(shù)的限制，朝著智能化方向發(fā)展，最終提升無損檢測技術(shù)水平。新興檢測技術(shù)的研發(fā)和應(yīng)用，能夠客觀分析公路橋梁工程的質(zhì)量情況，做出準確判斷和分析，消除傳統(tǒng)技術(shù)的缺陷和問題，為公路橋梁工程領(lǐng)域的全面發(fā)展奠定基礎(chǔ)，保障人們的生命健康安全。