混凝土強度的無損檢測技術(shù)研究

王博宇

摘 要：在近年來我國整體社會不斷發(fā)展的背景下，科學(xué)技術(shù)水平都得到了十分顯著的提升，其中無損檢測技術(shù)水平的提升更是在很大程度上促進(jìn)了我國中國土木工程的開展。本文將對近年來我國建筑工程無損檢測技術(shù)發(fā)展進(jìn)行分析，進(jìn)一步研究國內(nèi)土木無損檢測標(biāo)準(zhǔn)和相關(guān)的新技術(shù)。

關(guān)鍵詞：混凝土強度;建筑工程;無損檢測

引言

我國對建筑工程無損檢測技術(shù)的研究和應(yīng)用最早開始于上個世紀(jì)的五十年代左右，并且也將這項工作列入了我國第一個十二年計劃，但是這項工作正式獲得發(fā)展卻用了將近二十年的時間。

一、無損檢測技術(shù)的發(fā)展

19世紀(jì)50年代，瑞士科學(xué)家施密特、萊斯利等成功研制了相應(yīng)的回彈儀和超聲脈沖機器檢測了混凝土結(jié)構(gòu)質(zhì)量，而20世紀(jì)60年代費格瓦洛等研制的聲速、回彈綜合法和機械波反射法等進(jìn)一步估算了混凝土強度，開展了混凝土無損檢測的紀(jì)元。我國則從20世紀(jì)50年代開始逐步引進(jìn)瑞士、英國、波蘭等先進(jìn)國家的超聲波儀器和回彈儀等，并進(jìn)一步在結(jié)合實際工程應(yīng)用的基礎(chǔ)上展開了相應(yīng)研究。而60年代初我國研制的超聲波儀器則成功開啟了我國建筑行業(yè)混凝土無損檢測技術(shù)的應(yīng)用，此后，混凝土鉆芯法、后裝拔出法、雷達(dá)技術(shù)法、紅外線成像技術(shù)法等混凝土無損檢測技術(shù)的應(yīng)用逐步進(jìn)入其快速發(fā)展階段，進(jìn)一步提升了我國混凝土無損檢測的可靠性和精確度。目前，隨著我國混凝土抗壓強度技術(shù)規(guī)程及相關(guān)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的制定，我國混凝土無損檢測技術(shù)及其設(shè)備制造能力日趨成熟，為我國建筑行業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展做出了重要貢獻(xiàn)。

二、混凝土無損檢測方法

（一）回彈檢測技術(shù)

混凝土工程回彈檢測技術(shù)主要是運用回彈儀對混凝土結(jié)構(gòu)相應(yīng)的應(yīng)力應(yīng)變性能等進(jìn)行檢測，借助回彈值的大小表達(dá)混凝土結(jié)構(gòu)相應(yīng)的抗壓強度測量結(jié)果，并進(jìn)一步通過儀器設(shè)備內(nèi)部的換算模塊獲得混凝土表面硬度、強度等重要參數(shù)信息，為后續(xù)的工程結(jié)構(gòu)建筑提供數(shù)據(jù)支撐。在我國現(xiàn)階段建筑工程混凝土結(jié)構(gòu)無損檢測過程中，回彈儀由于其較低的適用條件、理想的檢測效率和適宜的成本投入等獲得了較為廣泛的應(yīng)用。但回彈檢測技術(shù)由于其測試的混凝土深度較淺，往往使得混凝土無損檢測最終在精度方面存在較大不足，其所測得的結(jié)果更多的為混凝土結(jié)構(gòu)表面數(shù)據(jù)，而不能夠真實地反映混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部相應(yīng)深度質(zhì)量和混凝土結(jié)構(gòu)的整體性能。此外，回彈檢測法在當(dāng)前建筑物內(nèi)部鋼筋較為密集的建筑結(jié)構(gòu)中往往會受到較大限制。

（二）鉆芯檢測技術(shù)

鉆芯檢測技術(shù)是利用特定鉆機從建筑工程結(jié)構(gòu)混凝土中鉆取相應(yīng)數(shù)量的芯樣，然后進(jìn)行相應(yīng)的抗壓試驗，從而利用芯樣強度評定建筑工程結(jié)構(gòu)混凝土的強度或者觀察混凝土建筑物內(nèi)部質(zhì)量的重要技術(shù)，屬于科學(xué)有效且檢測精度較高的混凝土局部檢測方法，廣泛應(yīng)用于建筑工程混凝土結(jié)構(gòu)強度、密實度、裂縫和分層處等的質(zhì)量狀況。該方法雖然具有簡單易行、直觀可靠等重要優(yōu)勢，是混凝土無損檢測方法中不容忽視的重要檢測技術(shù)之一，但其運行成本往往較高，耗費時間較長，且鉆芯取樣往往會對建筑工程混凝土結(jié)構(gòu)和構(gòu)件造成局部的破壞，因此不宜在同一建筑結(jié)構(gòu)中大面積使用該方法檢測混凝土工程的實際質(zhì)量。

（三）拔出檢測技術(shù)

拔出檢測技術(shù)是20世紀(jì)70年代由美國相關(guān)科學(xué)家研制出來的應(yīng)用于檢測混凝土結(jié)構(gòu)強度的科學(xué)方法，能有效利用相關(guān)機械設(shè)備科學(xué)測定被埋入混凝土結(jié)構(gòu)表面錨件在拔出時的相應(yīng)抗拔力，借助抗拔力值的大小和混凝土結(jié)構(gòu)強度之間的關(guān)系來推測混凝土結(jié)構(gòu)是否破損的重要檢測方法。和鉆芯檢測技術(shù)相比，拔出檢測技術(shù)對混凝土結(jié)構(gòu)的破壞較小，且使用成本較低，但較大的離散性使得其檢測結(jié)果的可靠度遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于鉆芯檢測技術(shù)。

（四）超聲波法檢測技術(shù)

混凝土結(jié)構(gòu)超聲波無損檢測技術(shù)是利用超聲波能量在混凝土建筑結(jié)構(gòu)內(nèi)部進(jìn)行傳播，并獲取傳播特征以發(fā)現(xiàn)混凝土內(nèi)部各缺陷的科學(xué)技術(shù)。在此過程中，超聲儀器發(fā)出相應(yīng)的超聲波，并在混凝土結(jié)構(gòu)表面形成高頻脈沖，利用高頻脈沖在勻質(zhì)混凝土構(gòu)件內(nèi)部傳播速度相對穩(wěn)定的獨特性質(zhì)探測混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部，進(jìn)而利用相應(yīng)的超聲波傳播特征獲取混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)強度、密實度等數(shù)據(jù)指標(biāo)。超聲波檢測技術(shù)是對回彈檢測技術(shù)的進(jìn)一步優(yōu)化，但由于其測量結(jié)果受外部環(huán)境較大的影響，因此超聲波測量儀的測量結(jié)果往往需要在考慮各類環(huán)境因素的前提下采取科學(xué)的修正方法對測量結(jié)果進(jìn)行修正。

（五）紅外線成像檢測技術(shù)

紅外線成像檢測技術(shù)是借助測量混凝土結(jié)構(gòu)中熱量及熱流的具體數(shù)值，以判定其質(zhì)量的重要檢測方法。當(dāng)混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部存在某種缺陷時，混凝土的熱傳導(dǎo)系數(shù)將會發(fā)生改變，從而使混凝土表面的溫度場分布產(chǎn)生異常。相關(guān)工作人員利用紅外成像儀器檢測出這種異常的熱像圖時，便可根據(jù)其異常性質(zhì)判斷出混凝土缺陷的種類和具體位置。該方法能夠24h對檢測結(jié)構(gòu)物進(jìn)行上下左右的全面連續(xù)掃描，可檢測溫度范圍較廣，實際分辨率較高，是一種檢測精度較高且使用方便的混凝土無損檢測方法。

（六）紅外線成像檢測技術(shù)

紅外線成像檢測技術(shù)是借助測量混凝土結(jié)構(gòu)中熱量及熱流的具體數(shù)值，以判定其質(zhì)量的重要檢測方法。當(dāng)混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部存在某種缺陷時，混凝土的熱傳導(dǎo)系數(shù)將會發(fā)生改變，從而使混凝土表面的溫度場分布產(chǎn)生異常。相關(guān)工作人員利用紅外成像儀器檢測出這種異常的熱像圖時，便可根據(jù)其異常性質(zhì)判斷出混凝土缺陷的種類和具體位置。該方法能夠24h對檢測結(jié)構(gòu)物進(jìn)行上下左右的全面連續(xù)掃描，可檢測溫度范圍較廣，實際分辨率較高，是一種檢測精度較高且使用方便的混凝土無損檢測方法。

三、混凝土無損檢測技術(shù)的發(fā)展趨勢

（一）將無損檢測技術(shù)與實際工程應(yīng)用相結(jié)合

目前，我國混凝土無損檢測技術(shù)大多是利用相應(yīng)的機械設(shè)備檢測出的數(shù)據(jù)和常規(guī)混凝土強度監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行對比和推算而得出相應(yīng)結(jié)論的科學(xué)技術(shù)，盡管當(dāng)前我國混凝土無損檢測技術(shù)的方法雖多，但其思想往往較為單一，混凝土檢測所利用的手段及其使用區(qū)域還存在較大的局限性。因此，建筑行業(yè)管理人員想要在今后的工程建設(shè)過程中更好地利用混凝土無損檢測技術(shù)，就必須進(jìn)一步加大無損檢測技術(shù)和實際工程應(yīng)用相結(jié)合的力度，盡可能地建立科學(xué)合理的數(shù)據(jù)檢測和實際工程應(yīng)用關(guān)系，在此基礎(chǔ)上開辟出新的混凝土無損檢測方法。

（二）加大混凝土無損檢測技術(shù)的數(shù)據(jù)分析

數(shù)據(jù)分析和儀器勘查是我國混凝土無損檢測技術(shù)的關(guān)鍵性內(nèi)容，目前，我國對混凝土無損檢測相關(guān)物理儀器的研究已經(jīng)取得了相應(yīng)成就，利用此類儀器設(shè)備勘察出的數(shù)據(jù)也達(dá)到了相應(yīng)的精準(zhǔn)度，但后期大量的數(shù)據(jù)卻給相關(guān)工作人員分析工作的開展帶來了一定阻礙。同時，我國現(xiàn)階段所采用的大數(shù)據(jù)分析方法和國外發(fā)達(dá)國家所使用的數(shù)據(jù)分析相比，其精度仍存在較大差距，網(wǎng)絡(luò)神經(jīng)法、層析成像法等主要運用于混凝土無損檢測技術(shù)的數(shù)據(jù)分析方法在其分離、運算和成像分析過程中，其精確度仍需進(jìn)一步提升。因此，在處理物理機械設(shè)備勘測所得的相應(yīng)數(shù)據(jù)時，有關(guān)工作人員應(yīng)加大對先進(jìn)數(shù)據(jù)分析技術(shù)的引進(jìn)力度，采用新的處理方式將大量數(shù)據(jù)信息進(jìn)行分類處理，盡可能地達(dá)成數(shù)據(jù)分析的快速性和準(zhǔn)確性，為提升我國混凝土無損檢測水平做出相應(yīng)貢獻(xiàn)。

四、結(jié)束語

綜上所述，在近年來的發(fā)展和進(jìn)步過程中，我國的建筑工程無損檢測技術(shù)也得到了越來越顯著的發(fā)展，應(yīng)用范圍更為廣泛。大量的實踐證明，對無損檢測技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用可以確保施工環(huán)節(jié)中的相關(guān)環(huán)節(jié)得到更有效的質(zhì)量控制，是對工程質(zhì)量進(jìn)行提升的重要方式

參考文獻(xiàn)：

[1]魏昕，許英剛，陳晨.混凝土強度無損檢測技術(shù)研究[J].教育教學(xué)論壇，2015（08）：82-83.

[2]張榮成，國天逵.建設(shè)工程高強混凝土強度無損檢測技術(shù)的試驗研究[J].江西建材，2014（12）：182-186.