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混凝土结构无损检测技术探究

发表时间：2020/12/23 来源：《基层建设》2020年第24期作者：张艳玲

[导读] 摘要：混凝土是建筑工程中使用最多最主要的建筑结构材料之一，混凝土材料的安全性稳定性直接影响之整个工程的质量安全，因此在建筑安全受到社会越来越多的关注的背景下，加强混凝土的质量控制和检测成为为当今建筑工程技术中的重要课题。

        河北省建筑工程质量检测中心有限公司河北石家庄 050000
        摘要：混凝土是建筑工程中使用最多最主要的建筑结构材料之一，混凝土材料的安全性稳定性直接影响之整个工程的质量安全，因此在建筑安全受到社会越来越多的关注的背景下，加强混凝土的质量控制和检测成为为当今建筑工程技术中的重要课题。本文对混凝土结构的无损检测技术进行了介绍，对无损检测技术在混凝土结构中的应用情况进行了举例分析，以供参考。
        关键词：混凝土结构；无损检测
        1混凝土无损检测的重要性
        混凝土无损检测是应用一定的仪器装备，直接在结构上取得某种物理量（如回弹值、声速、拔出力等），通过事先建立的某物理量与试块强度之间的关系方程式，算得混凝土的强度数据，用以推定结构混凝土强度是不是满足要求。这种检测对于结构不造成损伤或只有局部轻微损伤，不影响结构的正常使用，因而称为无损检测或非破损检测。
        混凝土无损检测不仅仅是强度检测，还包括缺陷（如内部密实性、均匀性、孔洞、裂缝、表层疏松等）的检测，钢筋位置及其保护层厚度检测，混凝土碳化深度检测，以及钢筋锈蚀状况检测。通过综合应用多种无损检测手段，就可以实现对新老混凝土结构性能的无损检测，免除费时、费钱又笨重的构件破坏性试验。混凝土无损检测是混凝土工程技术领域的一个重要分支，其重要性已日益为工程技术界所重视。
        2常用的混凝土结构无损检测技术
        2.1回弹法
        混凝土的表面硬度与结构强度存在一定的比例关系。回弹法利用回弹仪检测混凝土强度，在一定弹力的作用下，将钢锤的冲击力传递到混凝土表面，钢锤的一部分初始动能被混凝土吸收，另一部分使重锤回弹到一定的高度，利用混凝土强度与回弹高度存在的关系可以推算混凝土结构强度。通常，高标号混凝土回弹值大，而低标号混凝土回弹值小。目前，常用的回弹仪有大型、中型及小型三种类型。大型（M型）回弹仪，冲击能量为30N•m，主要用于大型、重型构筑物，道路和飞机跑道等混凝土结构强度的测定；中型（N型）回弹仪，冲击能量为2．25N•m，适用于厚度为10cm～80cm的普通混凝土构件强度的测定；小型（L型）回弹仪，冲击能量为0．75N•m，适用于轻质混凝土、标号较低的混凝土和薄壁混凝土构件强度的测定。目前，回弹法已广泛地应用于工业与民用建筑、桥梁工程及一般构筑物混凝土强度的评定。在评定混凝土强度时，若采用地区测强曲线，其相对标准差er≤17．0%；在采用专用测强曲线时，其相对标准差er≤14．0%。回弹法测定强度受如下几个因素的影响：混凝土的配合比，混凝土的养护条件，混凝土的表面状态（平滑度、成型面、碳化和湿度）。
        2.2超声法
        超声脉冲检测法的基本原理是通过超声波（纵波）在混凝土中传播的不同参数反映混凝土的质量，即利用超声波在混凝土中传播的声时、振幅、波形这三个声学参数，综合判断混凝土结构的强度等情况。

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超声脉冲检测装置主要由超声检测仪、超声换能器、探头升降装置、记录显示装置或数据采集与处理系统等基本部件组成。将超声脉冲发射换能器和超声脉冲接收换能器置于被测构件上，或将探头置于灌注桩预埋的声测管中。发射换能器能将脉冲信号发生器发出的周期性电脉冲转换成超声脉冲，超声脉冲在穿透待测的混凝土结构之后被接收换能器接收，转换成电信号。测量系统测出超声脉冲穿过混凝土经历的时间、接收脉冲主频率、接收波幅值、频谱及接收波波形等参数，最终由数据处理系统对各种参数进行分析和判断，给出混凝土强度等级的评价指标。超声法检测混凝土强度，具有精度高、可靠性好等特点。
        3无损检测技术的具体应用方法
        3.1综合运用法
        所谓综合运用法就是采用两种或两种以上的无损检测方法，获取多种物理参量，并建立强度与多项参量的综合相关关系，以便从不同角度综合评价混凝土的强度。由于综合法采用多项物理参量，能较全面地反映构成混凝土强度的各种因素，并且还能抵消部分影响强度与物理量相关关系的因素，因而是混凝土强度无损检测技术的一个重要发展方向。例如超声回弹综合法就是采用超声仪和回弹仪，在混凝土结构上同一测区分别测量声速值和回弹值，然后利用已建立起来的测强公式推算该测区混凝土的强度。与单一的回弹法或超声法相比，综合法最明显的优点是减小龄期和含水量对混凝土强度检测的影响。
        3.2缺陷检测的适用范围
        无损检测方法是一种新兴的较为有效的混凝土结构缺陷的检测方法，这类方法主要有超声脉冲法、脉冲回波法、雷达扫描法、声发射法等。目前，各种混凝土结构缺陷的无损检测方法主要适用和使用于：1）超声脉冲法主要对特殊结构物（如球罐等密闭容器、路面等）进行检测。2）脉冲回波法用于检测较大的构件（如深度达数10m的基桩）十分方便。3）雷达扫描法适用于道路、机场等结构物的大面积快速扫测。4）声发射法常用于混凝土受力破坏过程的监视，用以确定混凝土的受力历史和损伤程度。
        4总结
        无损检测技术的重要性随着公众对建筑物安全的关注程度的提高而逐渐上升，而随着科学技术的发展，无损检测技术涌现了一系列新的检测方法和手段，包括微波吸收、雷达扫描、红外吸谱、脉冲回波等新技术。目前无损检测技术发展的总体方向正向无损评价方向发展。因此，无损检测技术拥有非常大的发展空间和发展前景。
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        [4]杨维武，刘海峰，宋建夏.混凝土结构无损检测技术研究[J].宁夏工程技术，2006（03）：217-220.
        [5]管平.混凝土结构的无损检测技术[J].中国科技信息，2005（12）：155-175.