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混凝土無損檢測技術(shù)方法探究

文檔作者：李明亮1 李鵬1 王彥龍2 文檔來源： 1. 西安工業(yè)大學(xué)建筑工程學(xué)院 2. 河南四建工程有限公司		點擊數(shù)：	更新時間： 2021年08月18日
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混凝土無損檢測技術(shù)方法探究
李明亮1, 李　鵬1, 王彥龍2
(1. 西安工業(yè)大學(xué)建筑工程學(xué)院, 陜西　西安　710032;
2. 河南四建工程有限公司, 河南　鄭州　450000)
作者簡介:李明亮(1989 - ),男,河南項城人,在讀碩士研究生,研究
方向:土木工程建造與管理。
摘　要: 混凝土無損檢測技術(shù)是指在不損傷原始構(gòu)件的前
提下, 對其力學(xué)性能和質(zhì)量進行檢測, 用來評價結(jié)構(gòu)的有
效性和安全性的檢測技術(shù)。無損技術(shù)的發(fā)展日趨成熟, 在
此基礎(chǔ)上總結(jié)其今后的發(fā)展趨勢, 并對目前常用的無損檢
測方法原理做進一步的總結(jié), 以期指導(dǎo)今后的發(fā)展, 具有
極其重要的現(xiàn)實意義。
關(guān)鍵詞: 混凝土; 無損檢測技術(shù); 發(fā)展趨勢
中圖分類號: TU528 文獻標(biāo)志碼: A
文章編號: 1672 -4011(2016)11 -0096 -02
DOI: 10. 3969/ j. issn. 1672 -4011. 2016. 11. 046
The Exploration of Concrete NDT Technology
LI Mingliang1 , LI Peng1 , WANG Yanlong2
(1. School of Civil Engineering, Xi’an Technological University,
Xi’an 710032, China; 2. Henan Sijian Construction Engineering
Co. , Ltd. , Zhengzhou 450000, China) Abstract: Concrete NDT technology is a method which is
under the premise of no damage to the original member, to test
the mechanical properties and quality, to evaluate the effectiveness
and safety of the structure. Development of non - destructive
technology matures, its future trends are summarized on this basis,
and the non - destructive testing methods currently used
principle further summary. In order to guide future developmentwhich
has extremely important practical significance. Keywords: concrete; NDT technology; development trends
0　前　言
混凝土結(jié)構(gòu)的安全性與工程的質(zhì)量有著極為緊密的聯(lián)
系, 針對在高層建筑物、道路橋梁、城鐵、地下隧道及水
利設(shè)施建設(shè)中, 這些缺陷的準(zhǔn)確判斷和準(zhǔn)確量測顯得尤為
重要。目前, 各種無損檢測設(shè)備的日益更新, 檢測技術(shù)的
不斷完善, 如何充分發(fā)揮無損檢測技術(shù)在質(zhì)量監(jiān)督過程中
的作用, 尤其是針對混凝土結(jié)構(gòu)安全性能評價的無損檢測
技術(shù)研究對于工程實踐具有重要的理論和現(xiàn)實意義。
1　混凝土無損檢測技術(shù)的發(fā)展
1． 1　國外無損檢測技術(shù)的發(fā)展
早在20 世紀(jì)30 年代初, 一些專家學(xué)者開始探究無損
檢測方法[1] , 并取得一些成果。1930 年首先出現(xiàn)了表面壓
痕法; 1935 年英國的格里姆( G. Grimet)、美國的艾德
(J. M. ide)探索出了共振法, 并能直接用于測量混凝土彈性
模量; 1948 年E. Schmidt 成功研制了回彈儀; 1949 年英國
的瓊斯(R. Jones)、加拿大的奇斯曼(Cheesman) 和萊斯利
(Leslied)成功將超聲脈沖法應(yīng)用于混凝土檢測中, 瓊斯又
首先采用放射性同位素的方法, 檢測混凝土的強度和密實
度。20 世紀(jì)50 年代, 許多國家相繼開展無損檢測的試驗研
究, 在實踐的基礎(chǔ)上驗證了理論研究的真實性和準(zhǔn)確性。
20 世紀(jì)60 年代, 單一方法的不足, 促使學(xué)者們開始探究綜
合理論方法, 最有代表性的是羅馬尼亞的費格瓦洛教授
(I. Facaoaru)率先提出聲速法和回彈法的原理。20 世紀(jì)70
年代, 格林(A. T. Green)、盧什(H. Rusch)等學(xué)者將聲發(fā)射
技術(shù)引進用于檢測混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部的裂縫。20 世紀(jì)80 年
代, 美國的瑪麗(MarySahsatone)和尼古拉斯(Nicholas JGarino)
首次提出了機械波反射法, 用于混凝土材料檢測, 取得
了極好的效果。20 世紀(jì)90 年代, 涌現(xiàn)了一批新的檢測技
術(shù), 例如拔出法、鉆芯法、射釘法等, 不斷完善了無損檢
測方法體系。
1． 2　國內(nèi)無損檢測技術(shù)的發(fā)展
20 世紀(jì)60 年代, 我國從世界各國引進并成功研制生產(chǎn)
回彈儀, 并在混凝土檢測中應(yīng)用開來。20 世紀(jì)70 年代, 同
濟大學(xué)魏墨盒教授率先帶領(lǐng)進行無損檢測領(lǐng)域研究, 使得
非金屬超聲儀在我國首次問世。中國建材研究院提出的
“水泥凈漿聲速核算法”、陜西省建筑研究院提出了“砂漿
聲速核算法”、湖南大學(xué)提出的“聲速衰減綜合測強法”
南京水院提出“概率缺陷判別法”, 開始建立了無損檢測的
檢測標(biāo)準(zhǔn), 使原來的經(jīng)驗判斷上升為數(shù)值判據(jù)判斷。20 世
紀(jì)70 年后期, 在超聲測試中儀器的讀數(shù)問題, 建材總院和
陜建院組織進行聯(lián)合試驗研究并進行統(tǒng)一標(biāo)定。20 世紀(jì)80
年代, 全國各地的學(xué)者和研究院在綜合法研究檢測混凝土
抗壓強度、超聲法檢測混凝土缺陷、以及裂縫的深度研究
等方面做出了極大的貢獻。進入21 世紀(jì)后, 隨著科學(xué)技術(shù)
不斷的向前發(fā)展, 新技術(shù)和新方法不斷涌現(xiàn), 紅外成像技
術(shù)、沖擊回波技術(shù)、雷達技術(shù)[2] 等也進入了快速發(fā)展應(yīng)用
階段, 混凝土建筑無損檢測方法體系正在逐漸完善。測試
儀器更加數(shù)字化、智能化、精密化, 不斷向高精尖方向邁
進, 同時充分利用計算機軟件進行數(shù)據(jù)分析處理, 并結(jié)合
數(shù)值模擬在數(shù)據(jù)處理方面的優(yōu)勢, 使得無損檢測技術(shù)更能
適應(yīng)時代的發(fā)展和社會進步的需要。
2　混凝土建筑無損檢測方法分類與特點
混凝土無損檢測技術(shù)的分類方法眾多, 其中按其檢測
目的, 可以將無損檢測方法分為: 混凝土強度值的檢測、
混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部缺陷的檢測[3] 、混凝土幾何尺寸的檢測
(如混凝土的厚度、鋼筋位置和保護層厚度檢測)、混凝土
質(zhì)量均勻性檢測與控制, 同時還有建筑熱工和隔聲等物理
特性檢測、建筑外墻飾面的檢測、建筑物節(jié)能體系的檢測
等。根據(jù)檢測原理、方法的分類及主要的測試指標(biāo)與參數(shù),
常用的無損檢測技術(shù)方法[4] 總結(jié)見表1。
·96· 萬方數(shù)據(jù)
表1 混凝土建筑無損檢測技術(shù)綜合分類
檢測方法分類測試原理測試指標(biāo)及參數(shù)檢測標(biāo)準(zhǔn)(規(guī)程) 優(yōu)缺點
回彈法
利用回彈儀彈擊混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件, 根
據(jù)表面硬度推算抗壓強度
回彈值JGJ/ T23—2011 《回彈
法檢測混凝土抗壓強
度技術(shù)規(guī)程》
優(yōu)點: 設(shè)備容易操作、檢測
速度快、成本低廉; 缺點: 精度比較低
超聲脈沖法
利用超聲波檢測儀, 依據(jù)超聲波遇到
由聲阻抗不同的介質(zhì)構(gòu)成的界面時, 將會發(fā)生反射現(xiàn)象, 測量與分析參數(shù)
變化, 以判定混凝土中的缺陷情況
超聲脈沖傳播速度、波幅和主頻
CECS21—2000 《超聲
法檢測混凝土缺陷技
術(shù)規(guī)程》
優(yōu)點: 儀器輕便、智能化程
度較高, 可以測量多參數(shù); 缺點: 影響因素不易控制
超聲回彈綜合法
利用超聲法和回彈法進行綜合, 并對
混凝土同一測區(qū)進行檢測, 采集不同
的參數(shù), 并建立抗壓強度與多項參數(shù)
的綜合相關(guān)關(guān)系
回彈值和聲速值CECS02—2005 《超聲
法檢測混凝土缺陷技
術(shù)規(guī)程》
優(yōu)點: 檢測精度高、可靠性
強; 缺點: 多因素變量不易
控制
鉆芯法
利用專用鉆機, 從結(jié)構(gòu)構(gòu)件上鉆取芯
樣, 通過檢測混凝土強度, 推算芯樣
的抗壓強度, 以此來推定結(jié)構(gòu)構(gòu)件抗
壓強度或缺陷
芯樣抗壓強度CECS03—2007 《鉆芯
法檢測混凝土強度技
術(shù)規(guī)程》
優(yōu)點: 方法簡便、具有極強
代表性; 缺點: 結(jié)構(gòu)破損、精度低
拔出法
根據(jù)錨固件從混凝土拔出時受到的拔
出力, 利用極限拔出力和混凝土強度
間的相關(guān)關(guān)系, 推定被測構(gòu)件的強度
拔出力CECS69—2011 《拔出
法檢測混凝土強度技
術(shù)規(guī)程》
優(yōu)點: 利于現(xiàn)場控制、費用
較低; 缺點: 對凍害、腐蝕、火災(zāi)、高溫損傷部位不適宜
脈沖回波法
利用在結(jié)構(gòu)面施加應(yīng)力波, 根據(jù)產(chǎn)生
回波的傳播情況, 檢測結(jié)構(gòu)的厚度, 內(nèi)部缺陷的存在及位置
應(yīng)力波的時域、頻
域圖
GB/ T11344 -2008《無
損檢測接觸式超聲脈
沖回波法測厚方法》
優(yōu)點: 應(yīng)用廣泛、儀器使用
方便; 缺點: 參數(shù)設(shè)置復(fù)雜
雷達法
由雷達發(fā)射高頻脈沖電磁波, 利用不
同介質(zhì)中雷達反射波的變化, 對被測
結(jié)構(gòu)的物理特性和缺陷做出無破損檢
測診斷的技術(shù)
雷達反射波波速、波形
DGJ32 - TJ79 - 2009 雷達法檢測建設(shè)工程
質(zhì)量技術(shù)規(guī)程
優(yōu)點: 應(yīng)用范圍廣、高精極
度、高分辨力; 缺點: 造價
較高
紅外成像法
利用檢測物體熱輻射的紅外線特定的
信號波段, 形成其表面溫度場分布狀
況形成的熱像圖, 可得知被測物體的
結(jié)構(gòu)及結(jié)構(gòu)結(jié)合面存在的不連續(xù)缺陷
熱輻射DL/ T664 -2008《帶電
設(shè)備紅外診斷應(yīng)用規(guī)
范》
優(yōu)點: 操作簡單, 使用方便; 缺點: 環(huán)境溫度影響較大, 不易控制
3　混凝土無損檢測技術(shù)的展望
3． 1　擴大無損檢測的規(guī)模和檢測內(nèi)容
眾所周知, 在之前的無損檢測領(lǐng)域, 研究范圍較為狹
窄, 主要體現(xiàn)在混凝土抗壓強度檢測和缺陷檢測, 隨著認
識的不斷加深, 檢測的內(nèi)容也在隨之拓展, 更能滿足實際
工程的需要。例如, 混凝土耐久性預(yù)測; 新建建筑物早期
強度檢測; 建筑過程中強度的適應(yīng)性檢測; 正在服役的建
筑物損傷程度的檢測; 防火混凝土建筑物檢測; 外墻裝飾
裝修質(zhì)量檢測; 建筑物節(jié)能體系的檢測等。
3． 2　無損檢測技術(shù)的不斷完善
目前, 關(guān)于無損檢測技術(shù)的研究主要側(cè)重在混凝土抗
壓強度和結(jié)構(gòu)缺陷性測試方面, 關(guān)鍵的因素就是如何能在
原有檢測設(shè)備的基礎(chǔ)上充分提高強度檢測的精度, 應(yīng)成為
專家學(xué)者研究的主攻方向。由于混凝土抗壓強度相關(guān)的因
素太過繁瑣, 找準(zhǔn)其中的主要因素, 確定重要的影響參數(shù),
才能保證其檢測精度。同時要利用各種檢測技術(shù)進行重新
組合, 與半破損檢測法結(jié)合, 充分利用各種方法的優(yōu)點,
提高檢測精度和效率。針對構(gòu)件的缺陷性檢測, 超聲法應(yīng)
用最廣泛、發(fā)展最快。主要在于測試結(jié)果處理方面, 現(xiàn)已
進入信息處理的嶄新階段, 從信息收集, 信息的圖像化,
信息的存儲, 數(shù)據(jù)的記錄各個方面。越來越多的新技術(shù)和
新的檢測設(shè)備, 如彈性波層析成像技術(shù)[5] 、瑞利表面波檢
測技術(shù)、射線探傷技術(shù)、磁粉探傷技術(shù)、滲透探傷技術(shù)、
沖擊反射技術(shù)、紅外遙感技術(shù)、渦流檢測技術(shù)等的應(yīng)用,
使我國的無損檢測技術(shù)達到更加先進的水平, 今后也應(yīng)將
新技術(shù)的檢測規(guī)程進逐步完善和落實。
4　結(jié)　語
混凝土無損檢測技術(shù)在實際工程檢測中發(fā)揮著越來越
重要的作用, 如何與新一代的監(jiān)測儀器和技術(shù)緊密結(jié)合,
從而提高檢測的可靠性, 是現(xiàn)階段無損檢測技術(shù)發(fā)展的方
向。經(jīng)過多年的發(fā)展, 混凝土無損檢測技術(shù)已經(jīng)日臻成熟,
不僅在建筑物方面, 而且在其他領(lǐng)域的應(yīng)用也更加廣泛。
隨著我國越來越重視高新技術(shù)的應(yīng)用, 引用國外的先進技
術(shù)和設(shè)備, 將極大地促進了我國無損檢測技術(shù)的發(fā)展。
[ID:003050]
參考文獻:
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·97· 萬方數(shù)據(jù)

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