常用的混凝土無損檢測(cè)技術(shù)

李昌煌

摘要：混凝土無損檢測(cè)即混凝土非破壞性檢測(cè)，就是在不破壞待測(cè)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(qiáng)度、缺陷）以及鋼筋的情況。簡(jiǎn)要介紹了幾種常見的混凝土無損檢測(cè)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(cè)技術(shù)的原理以及優(yōu)缺點(diǎn)，并對(duì)現(xiàn)在無損檢測(cè)技術(shù)存在的缺陷提出一些建議以及對(duì)新型混凝土無損檢測(cè)技術(shù)提出了展望。

關(guān)鍵詞：混凝土無損檢測(cè)強(qiáng)度缺陷

中圖分類號(hào)：TU528 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：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(gè)迫切需要解決的重要課題。因此針對(duì)在用的無損檢測(cè)技術(shù)的原理、優(yōu)缺點(diǎn)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(cè)技術(shù)

1.1回彈法

回彈法是通過測(cè)定混凝土表面硬度來推定其抗壓強(qiáng)度。

工作原理：一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)量的重錘，在標(biāo)準(zhǔn)彈簧彈力的帶動(dòng)下，沖擊一個(gè)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(dòng)滑動(dòng)指針在刻度上指出回彈值N。通過事先建立的混凝土強(qiáng)度和回彈值的關(guān)系曲線，就可以根據(jù)實(shí)測(cè)的N求得值。在各種測(cè)試方法中，回彈法操作最簡(jiǎn)單、用最低廉、效率最高，因而現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用性極強(qiáng)。由于混凝土采用的不同配合比、不同的外加劑等都會(huì)使混凝土表面硬度和抗壓強(qiáng)度的相關(guān)關(guān)系差異很大。并且回彈測(cè)強(qiáng)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(cè)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(shí)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(cè)區(qū)宜在構(gòu)件范圍內(nèi)均勻分布，測(cè)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(cè)原理：依據(jù)超聲儀產(chǎn)生高壓電脈沖激勵(lì)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(hào)，測(cè)出超聲波在混凝土中傳播的時(shí)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(duì)接收信號(hào)的各種聲參數(shù)進(jìn)行綜合分析以評(píng)估混凝土構(gòu)件的強(qiáng)度、缺陷等。

超聲波法：超聲檢測(cè)指向性好、傳播能量大、對(duì)各種材料的穿透力較強(qiáng)、適應(yīng)性強(qiáng)、檢測(cè)靈敏度高、對(duì)人體無害、成本低廉等諸多優(yōu)點(diǎn)得到廣泛應(yīng)用，是無損檢測(cè)中發(fā)展最快、應(yīng)用最廣泛的檢測(cè)技術(shù)，占有非常重要的地位。缺點(diǎn)：由于混凝土本身結(jié)構(gòu)復(fù)雜人們目前對(duì)超聲波在其中的傳播特點(diǎn)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(jìn)行超聲檢測(cè)時(shí)，對(duì)現(xiàn)象的解釋難免出現(xiàn)謬誤，且會(huì)影響到測(cè)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(cè)區(qū)分別測(cè)量聲時(shí)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(cè)力學(xué)特性反映混凝土的強(qiáng)度及內(nèi)部質(zhì)量情況。優(yōu)點(diǎn)：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(qiáng)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(qiáng)度情況。缺點(diǎn)：檢測(cè)精度仍然是至關(guān)重要的問題，所以測(cè)試精度還有待更進(jìn)一步提高。

1.4 鉆芯法

鉆芯法檢測(cè)結(jié)構(gòu)實(shí)體混凝土強(qiáng)度是使用專用鉆芯機(jī)直接從結(jié)構(gòu)上鉆以芯樣，并根據(jù)芯樣的抗壓強(qiáng)度推定結(jié)構(gòu)混凝土立方體抗壓強(qiáng)度的一種半破損現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)方法。鉆芯法直接可靠，并能較好地反映混凝土實(shí)際狀況，同時(shí)可以比較準(zhǔn)確地測(cè)定其強(qiáng)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(duì)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(shí)體混凝土強(qiáng)度檢測(cè)中受到了很大的限制；另外，其測(cè)試費(fèi)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(cè)方法，根據(jù)測(cè)試結(jié)構(gòu)混凝土中錨固件被拔出時(shí)的拉力，確定混凝土的拔出強(qiáng)度，據(jù)以推算混凝來土的立方體抗壓強(qiáng)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(gè)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(qiáng)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(shí)驗(yàn)，根據(jù)測(cè)定的抗拔力檢測(cè)混凝土抗壓強(qiáng)度的微破損方法。預(yù)埋拔出法：現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用方便，試驗(yàn)費(fèi)用低廉，尤其適用于混凝土質(zhì)量現(xiàn)場(chǎng)控制。后裝拔出法：由于對(duì)混凝土被拔出時(shí)的破壞機(jī)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(chǎng)操作過程中人為因素的影響等，因此要建立拉拔強(qiáng)度與混凝土抗壓強(qiáng)度之間的穩(wěn)定關(guān)系還是有尚待理論與實(shí)踐上的突破。

2對(duì)無損檢測(cè)技術(shù)存在缺陷提出的建議

（1）目前還沒有沒有獨(dú)立的完善的基于混凝土強(qiáng)度的超聲波無損檢測(cè)技術(shù)規(guī)程。（2）可以考慮將鉆芯及回彈法進(jìn)行組合，既可以避免了鉆芯法勞動(dòng)強(qiáng)度大的問題，又彌補(bǔ)了回彈法精度較低的不足，同時(shí)還可大大減少鉆芯法對(duì)結(jié)構(gòu)造成的損害，保護(hù)了結(jié)構(gòu)的安全。（3）超聲波無損檢測(cè)主要應(yīng)用于混凝土損傷檢測(cè)，依據(jù)波速、波幅等判別混凝土強(qiáng)度及缺陷，但以上判別方式?jīng)]有具體的判別指標(biāo)，對(duì)于不同的混凝土損傷判別因人而異，缺少獨(dú)立的基于混凝土缺陷的超聲波檢測(cè)判別體系。（4）目前超聲法檢測(cè)中對(duì)混凝土測(cè)強(qiáng)與測(cè)缺陷是各自獨(dú)立，分開進(jìn)行的，大大地增加了檢測(cè)工作的工作量。因此，超聲法測(cè)強(qiáng)與超聲法測(cè)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(gè)有重大意義的熱點(diǎn)問題。

3無損檢測(cè)技術(shù)的前景與展望

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

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