混凝土結(jié)構(gòu)裂縫寬度和深度檢測方法

摘要：一般來說，大部分結(jié)構(gòu)裂縫不影響結(jié)構(gòu)的承載力，但是有些裂縫會(huì)造成質(zhì)量隱患，破壞使用功能，影響使用壽命。針對混凝土裂縫的危害，闡述了混凝土裂縫檢測的方法。強(qiáng)調(diào)了在實(shí)際工程中對結(jié)構(gòu)裂縫檢測安全的研究十分有重要。

關(guān)鍵詞：混凝土；裂縫；寬度檢測、深度檢測；

引言：混凝土裂縫檢測的內(nèi)容主要包括裂縫的位置、形態(tài)、分布特征、寬度、長度、深度、走向、數(shù)量、裂縫發(fā)生及開展的時(shí)間過程、是否穩(wěn)定、裂縫內(nèi)是否有滲出物、裂縫周圍混凝土表觀質(zhì)量情況等。

裂縫的位置、數(shù)量、走向一般來用照片和繪制裂縫展開圖等形式記錄，長度用直尺、鋼尺進(jìn)行測量，下面著重介紹裂縫的寬度和深度的檢測方法。

1 裂縫寬度檢測方法

裂縫寬度的量測常用讀數(shù)顯微鏡，它是由光學(xué)透鏡與游標(biāo)刻度等組成的復(fù)合儀器。其最小刻度值要求不大于0.05mm。其次，也有用印刷有不同寬度線條的裂縫標(biāo)準(zhǔn)寬度板（裂縫卡）與裂縫對比測量；或用一組具有不同標(biāo)準(zhǔn)厚度的塞尺進(jìn)行試插對比，剛好插入裂縫的塞尺厚度，即裂縫寬度。后二法較簡便，但能滿足一定要求。一般常有的裂縫寬度檢測方法有以下幾種：

1.1 脆漆涂層法

脆漆涂層是一種在一定拉應(yīng)變下即開裂的噴漆。涂層的開裂方向正交于主應(yīng)變方向，從而可以確定試件的主應(yīng)力方向。脆漆涂層具有很多優(yōu)點(diǎn)，可用于任何類型結(jié)構(gòu)的表面，而不受結(jié)構(gòu)材料、形狀及加荷方法的限制。但脆漆層的開裂強(qiáng)度與拉應(yīng)變密切相關(guān)，只有當(dāng)試件開裂應(yīng)變小于涂層最小自然開裂應(yīng)變時(shí)脆漆層才能用來檢測試件的裂縫。1975年美國BLH公司研制了一種用導(dǎo)電漆膜來發(fā)現(xiàn)裂縫的方法。它是將一種具有小阻值的彈性導(dǎo)電漆，涂在經(jīng)過清潔處理過的混凝土表面，涂成長度約100-200mm，寬5-10mm的條帶，待干燥后接入電路。當(dāng)混凝土裂縫寬度達(dá)到0.001-0.004mm時(shí)，由于混凝土受拉，因而拉長的導(dǎo)電漆膜就會(huì)出現(xiàn)火花直至燒斷。導(dǎo)電漆膜電路被切斷后還可以繼續(xù)用肉眼進(jìn)行觀察。

1.2 光纖裂縫傳感器

Ansari使用環(huán)形光纖測量了混凝土梁試件裂縫的寬度，其原理為環(huán)形光纖傳輸?shù)墓馐橇芽p增長引起光傳播波動(dòng)的函數(shù)。ChristopherK.Y.Leung等提出了一種新型分布式光纖傳感器，可用于混凝土結(jié)構(gòu)物裂縫檢測，其優(yōu)點(diǎn)是不需要事先知道裂縫的方向，只要裂縫方向與光纖斜交，就能感知裂縫的存在，并對影響感知初始裂縫寬度的因素(縫與光纖的夾角)和光損耗同縫寬的關(guān)系進(jìn)行了詳細(xì)研究如圖1.2。

2 裂縫深度檢測方法有以下三種：

2.1 超聲波檢測

超聲波法用于非破損檢測，就是以超聲波為媒介，獲得物體內(nèi)部信息的一種方法，其基本原理是在混凝土材料性質(zhì)(包括混凝土的成分、配合比和齡期等)相同的條件下，對比聲波在有、無裂縫的混凝土中傳播時(shí)間差異比較來判定裂縫深度。由于混凝土組成顆粒小、密度大、密度分部也很均勻，所以聲波能很好地傳播，對其內(nèi)部缺點(diǎn)及其部位等都能正確地檢測出來。把握混凝土表面產(chǎn)生的裂縫深度，對耐久性診斷和探究修補(bǔ)加固策略有重要意義。測定裂縫深度，基本上都是將發(fā)射探頭和吸收探頭，安排在混凝土同一面上的裂縫四周，但由于所選用的波形種類(縱波、橫波及表面波)和聲學(xué)參數(shù)(聲速、頻率、相位等)的不同，已有許多種具體方法。

2.2 傳感儀器監(jiān)測

利用埋設(shè)在混凝土中的儀器進(jìn)行裂縫監(jiān)測，慣例技巧是利用振弦式測縫計(jì)（圖1、圖2），其把持領(lǐng)域僅0.12～1，屬點(diǎn)式檢測，由于裂縫涌現(xiàn)的空間隨機(jī)性，因此往往漏檢，為了及時(shí)無遺漏地監(jiān)測裂縫，必須實(shí)行大領(lǐng)域的、持續(xù)、散布式監(jiān)測，即所謂全散布監(jiān)測。

2.3 光纖傳感網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測

在各國競相開發(fā)的結(jié)構(gòu)監(jiān)測高科技領(lǐng)域里，光纖傳感以其奇特優(yōu)勢居于中心地位，它靈活、精度高、抗電磁干擾，且可靠耐久，易于光纖傳輸組成主動(dòng)化遙測系統(tǒng)。裂縫的產(chǎn)生可以用埋設(shè)在混凝土中光纖的光強(qiáng)變更監(jiān)測，而裂縫的定位可用多模光纖在裂縫處的光強(qiáng)忽然降落或診斷完成，通過衰減曲線上的裂縫損耗突變點(diǎn)，可以正確地?cái)喽芽p的部位，針對混凝土裂縫檢測的特點(diǎn)，研制出基于光時(shí)域反射技巧的光纖裂縫傳感網(wǎng)絡(luò)，可實(shí)現(xiàn)混凝土結(jié)構(gòu)的散布檢測，凡裂縫和光纖傳感網(wǎng)絡(luò)相交，均可感知，并可定寬、定位、定向。

3 結(jié)語

裂縫是混凝土結(jié)構(gòu)中普遍存在的一種現(xiàn)象，它的出現(xiàn)不僅會(huì)降低建筑物的抗?jié)B能力，影響建筑物的使用功能，而且會(huì)引起鋼筋的銹蝕，混凝土的碳化，降低材料的耐久性，影響建筑物的承載能力，因此在實(shí)際工作中應(yīng)加強(qiáng)對混凝土裂縫的檢測工作具有重要的意義。

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