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  • 混凝土无损检测新技术:红外成像与雷达波检测

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  • 建筑工程质量的检验测试是建筑科学的一项重要基础工作。随着新型材料和结构的不断的出现,高层、超高层建筑以及大型工程建设项目的增多,世界上一些国家不断改进原来的检测技术,采用新的检测方法,为按设计质量要求建造建筑工程提供了保证。

    近年来,随着人们对工程质量要求的提高以及无损检测技术的迅速发展和日益成熟,使得无损检测技术在建设工程中的作用日益重要。传统常用的检测方法不断完善,新方法不断涌现。混凝土构件的无损检测技术,是在不破坏混凝土结构和构件的情况下,直接在建(构)筑物上测试,推定混凝土强度及检测建(构)筑物的缺陷。它既适用于工程施工过程中混凝土质量的监控,也适用于工程的竣工验收和建(构)筑物使用期间混凝土质量的检定。以下介绍几种无损检测新技术。 

      1 无损检测技术 
      随着新型材料和结构的不断出现,高层及超高层建筑的增多,越来越多的建筑开始采用新的无损检测方法。无损检测技术是建立在现代科学技术基础上的一门应用型技术学科,它以不损坏被检测物体内部结构为前提,无损检测技术指的是利用声、光、热、电、磁和射线等方法,在不破坏钢筋混凝土内部结构和使用性能的情况下,可以重复、连续测定有关混凝土性能方面的物理量,检测物体内部或表面的物理性能、状态特性以及内部结构,检查物质内部是否存在不连续性(即缺陷),从而判断被检测物是否合格,进而推定混凝土强度、缺陷等和探测钢筋直径、位置、锈蚀等情况进行进一步的评价。目前常用的无损检测技术包括回弹法测量混凝土强度、超声回弹综合法测量混凝土强度、超声法测量混凝土内部缺陷等。 
      2 建筑工程检测新技术的发展与应用 
      2.1 回弹法无损检测技术 
      回弹法不会对结构或构件的力学性质和承载能力产生不利的影响,回弹法指的是在混凝土结构或构件上测得的回弹值和碳化深度结果,通过测量回弹值大小可以计算出混凝土的抗压强度大小。 
      回弹法通过回弹仪测出回弹数值并由此获得混凝土表层的质量状况。回弹仪所测量出的回弹值的大小可以反映出混凝土表层硬度与混凝土抗压强度之间的关系,从而可以计算混凝土的抗压强度大小。 
      2.2 超声回弹综合法 
      超声回弹综合法是指综合采用超声仪和回弹仪,超声法是基于超声脉冲波在混凝土中传播速度与混凝土抗压强度之间的相关关系,回弹法通过回弹仪测出回弹数值并由此获得混凝土表层的质量状况。超声回弹综合法中,由于超声波可以穿透整个断面,因此可以获得更加全面的混凝土质量。 
      2.2.1 可以深入的反映混凝土质量 
      超声回弹综合法测定强度的方法,当混凝土强度较低时,由于混凝土塑性变形较大,回弹法所测量的回弹值对不混凝土强度太敏感;因此单独采用回弹法全面反映结构混凝土实际强度。而通过超声可以反映混凝土的弹性和塑性;获得比较全面的混凝土的质量,有效的弥补了单一采用回弹法只能检测混凝土表层的质量状况的不足。 
      2.2.2 提高混凝土强度的测试精度 
      由于采用单一法都是通过某一物理参数来推定混凝土强度,因此其检测结果可能受到某些物理量的影响。如回弹法除受表面状态影响外,也受龄期和含水量影响;超声法除受骨料影响外,还与龄期、含水量有关。如回弹值随着混凝土强度增长而增加,同时混凝土表层水份减少和碳化影响,会使回弹值偏高。随着龄期增长含水量也会相应的增加、混凝土强度随着龄期增长而下降、但声速随着龄期增长而增大,混凝土含水量减少又会进一步导致声速降低,而回弹值的变化却与之相反。采用超声回弹综合法,可以进一步的降低混凝土强度的测试误差,使不同条件的混凝土强度的检测修正大为简化。 
      2.3 红外成像无损检测技术 
      红外成像无损检测技术是一种新型检测技术。红外无损检测就是利用被测体连续辐射红外线的物理现象,通过检测通过物体的热量和热流来检测物体的质量。如果红外成像仪所检测的对象内部或者表面有缺陷时,这些缺陷将改变物体的热传导进而对物体表面的热辐射产生影响,可以通过传感器检测到物体表面的热辐射并且通过成像技术形成被测体范围内温度场分布的图像,由此可以直观的检测出建筑物缺陷的位置以及相对大小。测量人员可以直观识别和判定被测体存在的缺陷和损伤,进行质量评定。 
      针对大范围、宽视野内的测量,非接触式的红外无损检测是高效并且低成本的,因此非接触式的红外无损检测非常适合高层建筑外部装饰屋的质量检测。此外,非接触式的红外无损检测还广泛应用在墙体剥离层检测、屋面、墙面的漏水检测、装饰面层质量检测等工程质量检测中。 
      2.4 雷达波检测无损检测技术 
      雷达波检测实际属于微波检测技术,它利用微波具有的频率高、频带宽、电导率敏感、方向性好等特点,它与其他常规无损检测技术相比(超声波),具有穿透能力强、检测内容全面(裂缝、分层、脱粘等缺陷 ),非接触性检测,对检测面状况要求不严即可检测表面状况较复杂的构件等特点。 
      雷达检测技术在工程建设领域也广泛应用。如公路工程中路面测厚、路基路层缺陷探测(软弱层、密实性、裂缝、孔洞等);建筑工程中地质勘察(地层分布、软弱地基、暗沃、枯井、旧建筑物基础、沟道等);桥梁工程中桥墩灌注质量、桥墩桩基础的校长、钢筋分布等;钢筋混凝土结构中钢筋分布、混凝土缺陷、预埋物状况、混凝土挠筑质量等;地质灾害预埋中滑坡、泥石流、地面沉陷等探测。 
      3.结束语

    随着新型材料和结构的不断出现,高层及超高层建筑的增多,以及大型工程建设项目的增多,世界上一些国家不断地采用新的检测方法和改进原来的检测技术,深入系统地检测及研究了钢结构和钢筋混凝土结构的模型和原型的实际工作状态,为建筑工程设计规范提供了编制资料,为保证按设计质量要求建造建筑工程结构提供了技术依据。


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