对混凝土无损检测技术的论述

对混凝土无损检测技术的论述

杜炽明

杜炽明

东莞市虎门建筑材料试验室广东东莞523000

摘要:在工程应用中,对混凝土的检测是十分必要的。在实际生活中,混凝土的质量问题也受到了人们的普遍关注。为了防止质量问题的发生,就必须采取防患于未然的必要手段,要做好提前检测和评估,对存在的缺陷进行判断和排查。但是如何在不对建筑物产生任何破坏的情况下,对混凝土内部的缺陷,包括缺陷的类型、性质、数量、形状、位置、尺寸、分布及其变化等进行正确的判断和评价成了十分重要的研究课题。随着科技不断的进步,现在技术人员可以在传统的检测手段基础上进行许多先进无损检测,并且取得了良好的应用效果。无损检测的方法可以达到工程的要求,为工程应用提供了很好的支持。

关键词:混凝土;无损检测;特点方法

1.混凝土无损检测特点分析

混凝土无损检测是指在不破坏混凝土内部结构和使用性能的情况下，利用声、光、热、电、磁、和射线等方法，测定与混凝土力学性能有关的物理量，来推定混凝土的强度、缺陷等。混凝土无损检测与常规的标准试块破坏试验方法相比，具有下列特点:1)不破坏构件或者建筑物的组织结构，不影响其使用性能，而且简便快速。2)可直接在混凝土结构上作全面检测，能比较真实地反映混凝土的实际质量和强度，可以避免标准试块不能真实反映工程质量的缺点。3)能获得破坏试验不能获得的信息，如能检测内部空洞、疏松、开裂、不均匀性、表层烧伤、冻害及化学腐蚀等，这些都是标准试块破坏试验无法代替的。4)标准试块破坏试验只能用于新建结构工程的混凝土质量检测，而无损检测方法，对在建和现役建筑物都适用。5)可以进行非接触检测，如用红外线法、摄影法等，无需接触建筑物，减少了搭建脚手架等过程和人为误差。6)可以进行连续测试和重复测试，使测试结果具有良好的可比性。7)由于是间接检测，检测结果要受到其他多种因素的影响，检测精度要比直接检测差。目前，用于混凝土无损检测的方法很多，除了几种常规的方法(超声、回弹、射线)外，还有红外线、电磁波、声发射等方法。

2.混凝土无损检测常用方法

2.1回弹法及应用

回弹法是通过利用回弹仪测得混凝土表面的硬度，来推定混凝土的质量和抗压强度。回弹仪由弹击锤、弹击传力杆组成，弹击锤通过用弹簧驱动，驱动力通过传力杆作用到混凝土，弹击锤反弹回来，并弹到一定的距离，测出这段距离即为反弹距离值，那么得出的与强度相关的指标就是反弹距离与弹簧初始长度的比值，利用该指标推定混凝土的强度，从而对混凝土的质量和抗压强度进行检验。与其他无损检验技术相比较，回弹法的优点在于操作简单，方法容易掌握，仪器方便携带，具有高效率、高灵活性等特点，并且费用较低。但是回弹法也存在一定的缺陷，就是没有足够的精确度，并且只能用于检测表层较薄的混凝土的质量，如若混凝土表层与内部存在明显的质量差异或者混凝土内部存在一定的缺陷，回弹法不能达到工程所要到达的要求。另外，回弹法还不能应用于预应力钢筋锚固区或钢筋密集区的混凝土等。

2.2超声波检测技术

目前最常用的无损检测法就是超声波检测法。超声波法在应用时,需要在被测物体表面或者是钻孔内部布置一些测量点,利用低频超声波可以测混凝土的质量均匀性和内部缺陷等。在测量时,可以在被物体的表面或者相向面进行对测,同时也可以在钻孔内部进行测量。当测试时的超声脉可以冲穿透混凝土的全部厚度,这测试结果就可以很好地反映出被测对象的质量优劣。所以这样的测试具有很好的灵活性,同时可以在同一部位进行多次的重复性无损检测。超声法已经大量地应用到了混凝土裂缝深度、内部缺陷、钻孔桩基检测等诸多领域。但是超声法检测缺陷时也受到了一些因素的限制,这包括混凝土的含水量以及钢筋量等。

2.3拔出法

拔出法用于检测混凝土的强度，它是将安装在混凝土体内的锚固件拔出，测定其极限抗拔力，然后根据预先建立的混凝土极限拔出力与其抗压强度之间的相对关系来测定混凝土强度的一种半破损(局部破损)检测方法。大量实验表明:极限拔出力与混凝土抗压强度之间确实存在着某种近似线性的对应关系，这就为该方法的应用鉴定了坚实的基础。拔出法可分为预埋拔出法及后装拔出法两种，预埋拔出法是指预先将锚固件埋入混凝土内的拔出法，后装拔出法是指在已硬化的混凝土上钻孔，然后再在其上安装锚固件的拔出法。前者主要适用于成批、连续生产的混凝土结构构件的强度检测，后者可用于新、旧混凝土各种构件的强度检测。拔出法一般不宜直接用于遭受冻害、火灾、化学腐蚀等损伤混凝土的检测。

2.4雷达法

随着地质雷达法的不断提高，其已经成功被应用到了诸多领域如公路路面的调查、桥梁隧道的调查、混凝土检测等。地质雷达法的工作原理是利用发射天线将高频电磁波由地面以宽频带短脉冲形式定向发送到地下，遇到存在明显差异的波阻抗发生反射，从而返回地面，在地面利用接收天线将其接收。使发射天线和接收天线沿测线同步移动，在移动过程中要注意使发射和接收天线的间距保持固定，然后就得到测线以下部分混凝土的缺陷分布情况的雷达图像。当混凝土存在明显差异时，例如存在蜂窝或架空等时，产生的反射波就会增强；则当混凝土的比较完整致密、性质相对均一时，产生的反射波会很弱。通过对记录的波形的分析可以得出混凝土的强度和内部缺陷。其优点在于其具有可视性和较好的灵活性，并且在同一部分可以反复测试。缺点在于混凝土中的钢筋使混凝土内部的缺陷难以用雷达信号进行识别。

2.5冲击回波法

近年来无损检测技术的成果之一就是冲击回波技术。该技术是在对象的表面施一个微小的冲击,和冲击产生的应力波在材料中会传播到缺陷处,这事就将产生微小的位移响应,再进行分析,根据分析来确定缺陷发生的位置以及深度等信息。

冲击回波方法具有单面检测方法的优点,可以克服超声方法在对象两侧放置传感器所产生的弱点。目前该方法已经被成功应用于混凝土的厚度、对象内部缺陷等的检测。该方法具有巨大的发展潜力。

2.6红外成像法

红外成像检测技术运用到了红外热成像技术,红外无损检测技术在国内外发展的十分迅速,应该得到更加广泛的关注。当红外热像仪探测到物体各部分辐射的红外线能量时,就会根据物体表面温度场的分布状况形成直观的数据材料,这能对不连续的缺陷进行检测。红外检测技术可以应用于房屋质量以及功能的监测,因其在我国还处于起步阶段,所以还具有很广阔的应用空间。

该技术对于建筑物墙体剥离、渗漏、房屋保温等的检测,具有速度快,面积大,视觉直观等特点,它具有其他无损检测技术所不具备的优良特性,所以在工程中推广红外无损检测技术是十分必要的一项工作。

2.7钻芯法

钻芯法利用的是专用钻机和人造金刚石空心簿壁钻头。其检测原理是，在混凝土结构构件上直接利用专用钻机和人造金刚石空心簿壁钻头钻取芯样，得到的芯样通过检测可以推定出混凝土的强度和内部缺陷。该方法具有精度高、检测结果较可靠等优点，但是同时存在一定不足就是会损伤混凝土，需要较大的劳动强度，并且成本较昂贵，此外还容易受到各种相关因素的限制。

3.结语

总之，混凝土结构无损检测技术是多学科紧密结合的高技术产物，现代电子技术和计算机科学的发展为其提供了现代化的测试工具，同时现代土木工程中迅速发展的新设计、新材料、新工艺又对无损检测技术不断提出新的更高要求。无损检测已经成为混凝土测试技术体系中一个重要的组成部分，是建筑工程测试技术现代化的重要发展方向。

参考文献：

[1]邱平.混凝土无损检测技术，北京：中国环境科学出版社，2015

[2]赵考.混凝土强度检测方法的探讨，山东建筑工程学院学报，2014