試論混凝土無損檢測技術(shù)及其應(yīng)用
2015-03-20
引言
在科技飛速發(fā)展的現(xiàn)代化社會(huì)，在土木建筑工程中隨著混凝土的廣泛應(yīng)用，混凝土的質(zhì)量越來越受到人們的重視。因此，為了保證混凝土的質(zhì)量以及工程的安全施工，對(duì)混凝土進(jìn)行檢測是非常必要的。隨著科技的飛速發(fā)展，各種準(zhǔn)確的、先進(jìn)的、高效的混凝土檢測技術(shù)被提出，為工程施工的進(jìn)行提供了良好的保障。
1、回彈法及應(yīng)用
回彈法是通過利用回彈儀測得混凝土表面的硬度，來推定混凝土的質(zhì)量和抗壓強(qiáng)度?；貜梼x由彈擊錘、彈擊傳力桿組成，彈擊錘通過用彈簧驅(qū)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)力通過傳力桿作用到混凝土，彈擊錘反彈回來，并彈到一定的距離，測出這段距離即為反彈距離值，那么得出的與強(qiáng)度相關(guān)的指標(biāo)就是反彈距離與彈簧初始長度的比值，利用該指標(biāo)推定混凝土的強(qiáng)度，從而對(duì)混凝土的質(zhì)量和抗壓強(qiáng)度進(jìn)行檢驗(yàn)。與其他無損檢驗(yàn)技術(shù)相比較，回彈法的優(yōu)點(diǎn)在于操作簡單，方法容易掌握，儀器方便攜帶，具有高效率、高靈活性等特點(diǎn)，并且費(fèi)用較低。但是回彈法也存在一定的缺陷，就是沒有足夠的精確度，并且只能用于檢測表層較薄的混凝土的質(zhì)量，如若混凝土表層與內(nèi)部存在明顯的質(zhì)量差異或者混凝土內(nèi)部存在一定的缺陷，回彈法不能達(dá)到工程所要到達(dá)的要求。另外，回彈法還不能應(yīng)用于預(yù)應(yīng)力鋼筋錨固區(qū)或鋼筋密集區(qū)的混凝土等。
2、超聲波法及應(yīng)用
在混凝土無損檢測技術(shù)中，聲波法的地位不容忽視。聲波法是以波的傳播為理論基礎(chǔ)的，其主要包括超聲波檢測技術(shù)、聲發(fā)散檢測技術(shù)和沖擊回波技術(shù)等，而工程建設(shè)中常用到的為超聲波檢測技術(shù)，下面對(duì)超聲波檢測技術(shù)進(jìn)行重點(diǎn)介紹。
超聲波法的檢測原理是，超聲儀產(chǎn)生高壓電脈沖，這種高壓電脈沖又通過激勵(lì)發(fā)聲脈沖，傳入混射換能器內(nèi)的壓電晶體，從而獲得高頻聲脈沖?；炷羵鱽砺曅盘?hào)，在混凝土介質(zhì)中傳遞，最后由接受換能器接收，測出超聲波在混凝土中傳播的時(shí)間和距離，算出超聲波在混凝土中的傳播速度。利用儀器的數(shù)據(jù)處理及相關(guān)的分析軟件對(duì)接收信號(hào)的各種聲參數(shù)進(jìn)行綜合分析以評(píng)估混凝土構(gòu)件的強(qiáng)度、缺陷等。
超聲波檢測技術(shù)具有良好的指向性，并且傳播能量較大；對(duì)于各種混凝土材料都能夠較好的適應(yīng)；具有較強(qiáng)的穿透力和良好的檢測靈敏度；費(fèi)用低廉，無毒無害等，從而受到人們的重視和廣泛應(yīng)用。在各種無損檢測技術(shù)中，超聲波法是應(yīng)用最廣泛并且發(fā)展最快的檢測技術(shù)，占有的地位不容忽視。同時(shí)，超聲波法也存在一定的缺點(diǎn)，例如，由于目前人們對(duì)超聲波的理論基礎(chǔ)了解的不夠，并且檢測的大部分混凝土的結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，特別是由于超聲波的很多傳播規(guī)律會(huì)隨著各類因素的變化而變化，因此在利用超聲波法對(duì)混凝土進(jìn)行檢測時(shí)容易出現(xiàn)或大或小的誤差，從而影響對(duì)現(xiàn)象的解釋以及測試結(jié)果的準(zhǔn)確性。
3、超聲波回彈綜合法及應(yīng)用
顧名思義，超聲波回彈綜合法就是綜合利用超聲儀和回彈儀，同時(shí)測定混凝土的聲時(shí)值和回彈值，值得注意的是要使儀器在混凝土結(jié)構(gòu)的同側(cè)進(jìn)行測定。利用回彈值測定混凝土表面較薄層的質(zhì)量和強(qiáng)度，利用聲時(shí)值反映混凝土結(jié)構(gòu)的測出混凝土的力學(xué)特征，再通過所得力學(xué)特性反映混凝土的內(nèi)部強(qiáng)度和質(zhì)量情況。在應(yīng)用過程中，超聲波回彈綜合法的優(yōu)點(diǎn)在于，不僅可以反映較薄層的混凝土表面層的強(qiáng)度，還可以將混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度反映出來。此外，還可以把一些容易對(duì)混凝土的物理量和強(qiáng)度的相關(guān)因素進(jìn)行抵消，從而提高了測得的混凝土強(qiáng)度的準(zhǔn)確性。其缺點(diǎn)在于仍然無法達(dá)到十分精確的檢測結(jié)果，因此與檢測結(jié)果的精確度方面有關(guān)的技術(shù)還有待提高。
4、垂直反射法及應(yīng)用
垂直反射法測定的是一種極小的偏移距離，也就是收發(fā)距離很小，從而提高了結(jié)果的準(zhǔn)確性。其檢測原理是，發(fā)射探頭發(fā)射出脈沖波，脈沖波在混凝土介質(zhì)中的傳播過程中會(huì)遇到一定的波阻抗，若波阻抗過于明顯就會(huì)產(chǎn)生反射波，反射波返回到混凝土表面后被接收傳感器接收。記錄下反射波信號(hào)的振幅、相位和頻率等信息，并對(duì)其進(jìn)行分析，即可判斷出混凝土中的缺陷。
5、地質(zhì)雷達(dá)法及應(yīng)用
隨著地質(zhì)雷達(dá)法的不斷提高，其已經(jīng)成功被應(yīng)用到了諸多領(lǐng)域如公路路面的調(diào)查、橋梁隧道的調(diào)查、混凝土檢測等。
地質(zhì)雷達(dá)法的工作原理是利用發(fā)射天線將高頻電磁波由地面以寬頻帶短脈沖形式定向發(fā)送到地下，遇到存在明顯差異的波阻抗發(fā)生反射，從而返回地面，在地面利用接收天線將其接收。使發(fā)射天線和接收天線沿測線同步移動(dòng)，在移動(dòng)過程中要注意使發(fā)射和接收天線的間距保持固定，然后就得到測線以下部分混凝土的缺陷分布情況的雷達(dá)圖像。當(dāng)混凝土存在明顯差異時(shí)，例如存在蜂窩或架空等時(shí)，產(chǎn)生的反射波就會(huì)增強(qiáng)；則當(dāng)混凝土的比較完整致密、性質(zhì)相對(duì)均一時(shí)，產(chǎn)生的反射波會(huì)很弱。通過對(duì)記錄的波形的分析可以得出混凝土的強(qiáng)度和內(nèi)部缺陷。其優(yōu)點(diǎn)在于其具有可視性和較好的靈活性，并且在同一部分可以反復(fù)測試。缺點(diǎn)在于混凝土中的鋼筋使混凝土內(nèi)部的缺陷難以用雷達(dá)信號(hào)進(jìn)行識(shí)別。
6、鉆芯法及應(yīng)用
鉆芯法利用的是專用鉆機(jī)和人造金剛石空心簿壁鉆頭。其檢測原理是，在混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件上直接利用專用鉆機(jī)和人造金剛石空心簿壁鉆頭鉆取芯樣，得到的芯樣通過檢測可以推定出混凝土的強(qiáng)度和內(nèi)部缺陷。該方法具有精度高、檢測結(jié)果較可靠等優(yōu)點(diǎn)，但是同時(shí)存在一定不足就是會(huì)損傷混凝土，需要較大的勞動(dòng)強(qiáng)度，并且成本較昂貴，此外還容易受到各種相關(guān)因素的限制。
結(jié)語
混凝土無損檢測技術(shù)是各種土木、建筑等工程的重要監(jiān)測措施，為了防止質(zhì)量和安全問題的發(fā)生，必須做好監(jiān)測工作并且提前做好檢測和評(píng)估，及時(shí)判斷并排查混凝土結(jié)構(gòu)所存在的缺陷，防患于未然。隨著質(zhì)量需求的增高，混凝土無損檢測方法越來越多，越來越先進(jìn)，效率也越來越高，同時(shí)，現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展，已為無損檢測技術(shù)提供了很好的技術(shù)支持，為其檢測結(jié)果的可靠性和檢測水平的提高提供了一定的基礎(chǔ)，并且促進(jìn)了大量信息處理的速度。
