混凝土無損檢測方法

劉莉

（重慶交通大學，重慶400041）

1 引言

1.1 研究背景

混凝土廣泛應用于水利、土木等工程中，其內部結構極為復雜，是一種多相的凝聚體和具有彈、粘、塑性的非均質材料，對其的結構性質和力學性能的檢測就會相對復雜。目前可以通過無損檢測技術對混凝土的強度和缺陷進行檢測。

在上個世紀初期就已經有對混凝土無損檢測方法的研究了。首先在1930年出現的表面壓痕法。1935年格里姆和艾德的共振法。在上個世紀中期，我國開始從國外引進超聲儀和回彈儀，并由此開展無損檢測技術方面的研究。60年代，我國開始自主研制超聲檢測儀。80年代，開始有了我國自己有關無損檢測技術的生產體系。90年代，無損檢測技術得到了快速的發展，新技術也得到較好的應用。

2 混凝土無損檢測方法

2.1 混凝土強度無損檢測方法

2.1.1 鉆芯法。鉆芯法是通過專用的鉆芯機，從結構混凝土中鉆取芯樣，進行抗壓試驗，然后以芯樣強度評定結構混凝土強度的一種半破損檢測方法。該方法能夠更精確、更直觀、更簡單地反映混凝土強度的實際情況。但因該方法會對混凝土結構造成一定的破壞，其檢測費用較高，耗時也較長，所以該方法僅是適宜于混凝土結構中小面積的檢測，不適合大量使用。

2.1.2 回彈法。回彈法是一種比較常用的混凝土無損檢測方法。它是使用回彈儀測出的回彈值N與混凝土強度之間的關系推定出混凝土的強度，然后對該檢測混凝土進行評定。回彈法比其它檢測方法，操作更簡便、費用更低廉、在施工現場的應用性更強且能夠進行大面積、大批量的混凝土強度檢測。但由于回彈法是利用表層混凝土來測定其強度的，會因混凝土表層的不平整或某種缺陷如疏松、浮漿以及蜂窩等，導致該方法的的精度會相對較差。因此在對混凝土檢測前可對其表面做一定的處理以提高檢測的精度。

2.1.3 超聲法。超聲法是利用超聲儀發射出的超聲波在混凝土中的傳播速度與混凝土強度之間的相關關系來推定混凝土強度的一種非破損檢測方法。而它們之間的這種關系往往是非線性的，可以通過測強曲線表示。超聲法因其操作簡便、費用較低、檢測靈敏度高等優點而被廣泛應用于無損檢測。但由于需建立強度與傳播速度的關系需考慮更多的影響因素如混凝土齡期、混凝土溫度，濕度、水灰比等。

2.1.4 超聲回彈綜合法。超聲回彈綜合法是使用超聲儀和回彈儀在結構混凝土同一測區測定出聲時值C和回彈值N，然后利用已建立的測強曲線來推算出混凝土強度的一種綜合檢測方法。回彈值用于反應混凝土結構表面的情況，超聲波在介質中傳播的速度反映了結構的力學特征，通過所測力學特性反映混凝土的強度及內部質量情況。該方法有全國通用的R—N—C關系曲線：

式中：R—混凝土的強度，MPa；C—超聲波波速，km/s；N—混凝土回彈值。

2.2 混凝土缺陷無損檢測方法

混凝土的內部缺陷的檢測屬于混凝土無損檢測在混凝土完整性方面的檢測，其缺陷是指空洞、離析、裂縫、蜂窩麻面、結合面不密實，疏松等。

2.2.1 超聲法。超聲法也可用于對混凝土缺陷的檢測。依據超聲波在混凝土的聲參數如傳播的速度、振幅、相位及主頻等的相對變化來判斷混凝土內部的缺陷情況。超聲法檢測混凝土常用的頻率為20kHz一250kHz。

2.2.2 沖擊回撥法。沖擊回波法是利用一小鋼球沖擊混凝土表面來激發低頻應力波，該應力波有：與傳播方向平行的縱波，即P波；與傳播方向垂直的橫波，即S波；沿固體表面傳播的表面波，即R波。這些波遇到波阻抗有差異的界面就發生反射、折射和繞射等現象。由傳感器接收這些波后，通過頻譜分析，將時間域內的信號轉化到頻率域，找出被接收信號同混凝土質量之間的關系，從而到達到無損檢測的目的。在對混凝土缺陷做無損檢測時主要依據縱波進行推定。該方法的優點在于不需要破壞混凝土，并且克服了傳統的超聲波檢測技術需要在被測試面的另一側設置聲波接收裝置的缺點，具有適用面廣、檢測準確的優點。由于該法采用單面測試，特別適合于只有一個測試面如路面、護坡、底板、跑道等混凝土的檢測。

2.2.3 紅外成像法。自然界中任何高于絕對溫度(-273℃)的物體，都向外連續發射紅外線，但不同物體的表面溫度和輻射量均不同。利用紅外熱像法，可以靈敏地探測到導熱系數小，表面熱輻射率大的材料的紅外輻射，諸如混凝土、磚和石材等。因此，紅外熱像檢測對于混凝土具有適用性。當混凝土結構存在某種缺陷時，直接導致表面溫度變化，使熱像圖上出現溫差等異樣，通過分析這些異樣就可以來判斷混凝土內部缺陷的情況。

3 結論

對于選取混凝土無損檢測的方法，我們應該綜合考慮各種因素，盡量選擇一種既能滿足精度要求又能滿足實驗要求的檢測方法。