混凝土結構檢測中的無損檢測技術分析

戴雯霏

摘 要 無損檢測技術在混凝土結構檢測中的有效應用，具有非常明顯的優勢，特別是在確保工程結構穩定性，降低工程檢測成本上較為明顯。但客觀來講，在混凝土結構無損檢測技術的應用中還存在許多問題。本文在歸納總結混凝土結構無損檢測主要方法的基礎上，指出了混凝土結構無損檢測的應用范圍和影響因素，并探討了其未來發展趨勢，希望能夠為相關人員提供有益借鑒。

關鍵詞 混凝土結構 無損檢測 超聲波檢測

中圖分類號：TU755 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0745（2021）10-0016-02

混凝土結構無損檢測技術就是在不破壞混凝土結構和外在形態的情況下，進行直接且有效的定性檢測，主要包括結構強度檢測、內部缺陷檢測等，是確保混凝土結構質量的關鍵技術。有必要結合實際，就混凝土結構檢測中無損檢測技術的應用范圍、影響因素、發展趨勢等展開系統研究。

1 混凝土結構檢測中的無損檢測方法

1.1 回彈法

該檢測方法主要是利用彈簧驅動彈簧錘，經由傳力桿對混凝土表面實施彈擊，然后通過對具體反彈距離的計算分析得出回彈值，然后將其作為混凝土強度檢測結果的重要依據。該檢測方法具有成本低、易操作、設備簡便、混凝土規模要求小等優勢，但同樣存在精準度不高的問題，且基本依據混凝土表層質量對其整體質量實施評估，缺乏有效檢測混凝土內部缺陷，應用范圍有限，尤其不適用于存在火災、凍傷、腐蝕等內部缺陷的混凝土檢測，以及表層和內部質量存在較大差別的混凝土，還有就是預應力鋼筋錨固區域、密集區域的混凝土。

1.2 超聲波檢測

該檢測方法主要是利用超聲儀向混凝土內部發射超聲波，然后通過對超聲波傳播速度、振幅、信號頻率等的綜合分析，對混凝土內部結構進行整體判定。如果混凝土內部性質、測點間距相同時，那么上述參數測量值也不會存在太大差異。但若是局部區域存在不密實或缺陷時，超聲波聲時值就會出現明顯變化，首波振幅、頻率也會出現下降。為此，我們可以通過下降范圍大小來綜合判定混凝土內部缺陷情況。但該檢測技術不適用于預應力管道灌漿密度檢測上，且只能對混凝土內部缺陷進行定性分析，無法準確判定缺陷所處位置[1]。

1.3 超聲層析成像

該技術就是利用專業設備向檢測對象發射超聲波、電子、X射線等，以獲取相關投影數據，然后經過專業計算得出內部物理量分布的二維、三維圖像，以全面直觀地把握內部特征。當該技術發生超聲波進行檢測時，那么其就屬于超聲層析成像技術，通過該檢測技術能夠對混凝土斷面進行矩形單元劃分，然后通過多方向、多頻次的單元檢測形成較為全面的數據影像，以確保檢測結果的全面精準。

1.4 探地雷達

該檢測方法就是利用電磁波對地下介質分布情況進行確定，具體作用機制就是發射寬頻帶短脈沖的電磁波，然后通過回收波信號的介質形態、電性性質分析，以及波形變化、強度變化、路徑變化等的分析，得出波動相位、幅度、雙程走勢等信息，進而綜合判定內部結構特點。該檢測方法適用于混凝土內部鋼筋分布情況的檢測，以及混凝土結構厚度、內部裂縫等的判定[2]。

1.5 紅外線法

該檢測方法就是依托所有絕對零度以上物體都會發射紅外線的原理，通過對混凝土熱流、熱量的檢測來判斷內部結構特征。當混凝土結構存在內部缺陷時，那么其熱傳導也會發生改變，并引起表面溫度場的改變，借此就可以通過紅外線檢測成像來找出缺陷位置和結構特征。該檢測方法具有效率高、可視化的優勢，廣泛應用于混凝土結構滲漏檢測、外層飾面剝離、外墻保溫隔熱效果等的檢測。

1.6 彈性波法

該檢測方法的原理就是利用彈性介質質點間的彈性力變化判定介質結構特征。當某處物質粒子發生應變，處于不平衡狀態的時候，就會在彈性力下發生振動，并引發周圍粒子的應變與振動，此時就會形成彈性波，通過對其檢測捕捉就能夠推導出介質特征。該檢測方法主要應用于基樁樁身結構、預應力孔道檢測領域，都是通過一定質量的力錘敲擊促使內部介質產生彈性波，并通過相關參數分析類判定結構質量，該檢測技術對檢測主體的專業能力和經驗有著較高要求。

1.7 綜合法

該檢測方法就是采用兩種或以上無損檢測方法進行檢測，以綜合判定混凝土結構質量。目前，超聲-回彈綜合法有著較為廣泛的應用，就是先通過超聲波檢測形成整體判定，隨后通過回彈法找到具體缺陷位置，在優勢互補中有效提高了檢測效率和精度。

2 混凝土結構檢測中無損檢測技術的應用

2.1 應用范圍

2.1.1 混凝土強度檢測

在混凝土強度檢測中，超聲波無損檢測能夠快速判定混凝土表面厚度，進而整體得出強度等級，但該方法不適用于結構層較厚的混凝土檢測。因此，在強度檢測上可輔以回彈法，也就是上述綜合法中所提的方法，在具體檢測中可通過主頻轉換、振幅變化、速度變化等信息實施綜合判定，以確保檢測結果精準性、全面性[3]。

2.1.2 混凝土缺陷檢測

在混凝土內部缺陷檢測中，彈性波法是應用較為廣泛的檢測技術，主要通過沖擊荷載形成低頻應力波，最終判定混凝土內部情況。在利用該方法實施檢測時，先用小鋼球對混凝土表層進行反復敲擊，進而形成瞬時應力脈沖，此時P波與S波會順著半球波陣傳到結構內部，而R波則會順著結構表面進行橫向傳播。在此過程中，一旦遇到波阻抗不同的介質界面時就會出現發射或繞射，最終所回收的彈力波就會產生變動差異，通過計算分析可以明確得出異常介質界面所處位置，進而判定混凝土結構內部缺陷及結構厚度。

2.1.3 混凝土質量檢測

在混凝土質量檢測中，通常采用的是紅外成像法，如上文所述，就是根據混凝土顳部熱量與熱流的變化進行質量判定。如果混凝土內部存在缺陷，就會出現相應的傳導異常，進而帶來結構表面溫度的差異，通過綜合對比就能夠快速判定異常類型和具體位置。近年來，隨著檢測技術的發展，混凝土質量檢測技術也出現了許多新突破和新要求，如模糊聚類分析，就是在對特定對象進行檢測時，要結合現場實際結構，全面考慮所選檢測方法的精準度和可行性，以保證檢測結果的精準性。

2.2 影響因素

2.2.1 波速的確定

在混凝土結構的無損檢測技術中，無論是超聲波還是沖擊波，波速的精準確定都是非常重要的影響因素。在實際檢測中，縱波波速的確定通常是通過設置兩個距離合適的傳感器，分別讀取激振點到傳感器縱波到達的時間，隨后用傳感器之間的距離除以縱波到達的時間差，最后確定混凝土內部縱波波速。當然，受混凝土板狀結構的影響，實際混凝土內部縱波波速還應該在上述結果的基礎上乘以形狀系數0.96。為最大程度地消除縱波波速確定誤差，要多取幾組數據進行綜合對比，將平均值作為最后確定數值，這是較為保守且可靠的檢測方法。

2.2.2 接收點與激振點間距

在混凝土結構的無損檢測技術應用中，必須要合理設置接收點與激振點之間的距離，若是兩者的距離較大，因波在實際傳播中會隨距離而逐漸變弱，很容易使得傳感器無法精準獲取縱波信號。而若是兩者之間距離過小，則會無法有效區分瑞利波和縱波信號，會干擾檢測結果。因此，必須要確保接收點與激振點的距離合理性，以免影響到檢測結果。大量實踐表明，對于混凝土板狀結構的檢測，兩者之間的距離最好選為0.5倍板厚左右。

2.2.3 沖擊作用時長

沖擊時間與頻帶寬窄有著正相關，沖擊時間越長，產生的應力波有效頻率就越小，傳播距離就越長，因此適用于深層缺陷的結構檢測。相反，沖擊時間越短，產生的應力波有效頻率則越大，傳播距離變小，頻帶變寬，較為適用于側淺部位的缺陷檢測[4]。

3 混凝土結構檢測中無損檢測技術發展趨勢

3.1 強化無損檢測結果驗證

客觀來講，無論是哪種無損檢測技術，單獨應用的時候都存在一定缺點和局限，如回彈法只適用于混凝土表層結構的硬度檢測，超聲波法只適用于構件兩點之間的混凝土內部質量檢測，地質雷達法很容易受內部電磁感應強弱的影響，彈性波法很難有效判定混凝土內部缺陷的位置，等等。因此，在未來混凝土結構無損檢測技術的發展中，會越來越強化檢測結果的驗證，以確保檢測結果的精準性。當然，驗證手段也會隨著技術成熟而逐步摒棄傳統有損的方式，典型如上述的綜合法，通過互相驗證來強化結果精準性，同樣是未來發展的一大趨勢。

3.2 注重檢測理論與工程實踐的對接

因混凝土制作材料、工藝流程、施工技術等存在較大差異，都會對無損檢測技術的應用造成直接影響。再加上國內無損檢測技術發展尚處于初期階段，還沒有完全擺脫對西方發達國家的技術依賴，這就決定了在后續一段時間內，我國混凝土結構無損檢測技術將非常注重檢測理論與工程實踐的對接。特別是在信息化時代，無損檢測技術的研發與應用，應該全面介入混凝土構件生產過程，通過大量基礎數據的整合與分析，為混凝土結構檢測精準性生成提供重要支撐[5]。

總而言之，混凝土結構無損檢測技術的發展有著廣闊空間，并在技術加持下，智能化、精準化水平將越來越高。但也需要看到的是，當前無損檢測技術應用還存在許多問題，需要檢測主體在實踐探索中不斷完善與提升，通過持續的技術優化和質量管理，為混凝土結構工程的高質量開展提供重要支撐與保障。

參考文獻：

[1] 張曉麗.橋梁混凝土結構無損檢測中應用彈性波CT技術的研究[J].交通世界，2021（21）：66-67.

[2] 龐錦浩.無損檢測技術在建筑工程檢測中的應用分析[J].中國建筑金屬結構，2021（07）：88-89.

[3] 高業奎.房屋建筑無損檢測技術應用探析[J].房地產世界，2021（12）：73-75.

[4] 梁偉卓.無損檢測技術在建筑工程檢測中的應用分析[J].廣東建材，2021，37（06）：45-46.

[5] 王剛.地質雷達在隧道襯砌無損檢測中的應用[J].四川建材，2021，47（06）：17-18.