混凝土無損檢測方法及應(yīng)用展望

李娜

徐州市銅山區(qū)建設(shè)工程檢測中心 江蘇徐州 221000

對于現(xiàn)代建筑行業(yè)來說，混凝土是最重要的建筑材料之一，應(yīng)用范圍非常廣泛，無論是在住房建筑，還是路橋工程，或是水利項目中，都發(fā)揮著非常重要的作用。所以務(wù)必要做好混凝土的質(zhì)量檢測工作?；炷翢o損檢測，就是在不破壞混凝土結(jié)構(gòu)的前提條件下，通過有效的物理方法，諸如聲、光、電、磁、熱等對混凝土相關(guān)物理性質(zhì)作出檢測，進(jìn)而評估其質(zhì)量的方法[1]?；跈z測目的不同，混凝土無損檢測又包括了強(qiáng)度檢測、缺陷檢測等等。本文將針對各種常用方法作簡要介紹。

1 混凝土強(qiáng)度無損檢測方法

1.1 回彈法

回彈法是應(yīng)用最為廣泛的混凝土強(qiáng)度無損檢測方法，主要是通過專業(yè)回彈儀器，檢測混凝土結(jié)構(gòu)與構(gòu)件的抗壓強(qiáng)度。其具體檢測方法如下：對混凝土表面以彈擊桿實施敲擊，然后彈擊發(fā)揮傳力桿的作用，將用彈簧連接并驅(qū)動的重錘反彈回來，測量重錘的回彈距離（圖中x），并以此作為依據(jù)，按照標(biāo)準(zhǔn)的回歸方程和曲線，就能夠計算出混凝土強(qiáng)度，示意圖如圖1：

圖1 回彈法示意圖

1.2 超聲法

超聲法顧名思義就是借助超聲來測量混凝土的強(qiáng)度，其核心是要建立超聲波波速與混凝土物理參數(shù)之間的關(guān)系，然后用來測量混凝土的相關(guān)指標(biāo)。首先需要針對待測混凝土，建立聲速與強(qiáng)度之間的測量曲線，然后在測定超聲的速度，進(jìn)而獲得強(qiáng)度。但是這種方法有一定的問題，就是超聲的傳播速度受諸多因素影響，諸如測量斷面溫度、濕度、混凝土配比、測量方向的內(nèi)部缺陷、骨料等等，這些物質(zhì)的不同，都有可能影響超聲波速度，進(jìn)而使得強(qiáng)度數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性受影響[2]。要改善這一問題的關(guān)鍵，是要在校正曲線的時候，務(wù)必要最大程度的創(chuàng)造與實際測量相同的環(huán)境。

1.3 超聲-回彈聯(lián)合法

事實上，上面的兩種方法各自有一定的局限性，超聲法受諸多因素影響，回彈法固然準(zhǔn)確但只反映表面性能。將兩種測量方法綜合應(yīng)用，通過獲取多種物理參數(shù)的綜合關(guān)系，從而能夠得出更加精準(zhǔn)的測量數(shù)據(jù)。混凝土本身就是非常復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，所以這種聯(lián)合測量法，更能夠反映其實際情況，在當(dāng)前測量中也的確得到了廣泛應(yīng)用。

2 混凝土缺陷無損檢測方法

2.1 超聲法

超聲法不僅可以用來檢測混凝土強(qiáng)度，更可以用來檢測其內(nèi)部缺陷。相比于在檢測混凝泥土強(qiáng)度的過程中，僅僅只是分析其速度來說，在檢查內(nèi)部缺陷的時候，還要分析其波幅、頻率等多種參數(shù)，然后將這些參數(shù)與混凝土的結(jié)構(gòu)建立關(guān)聯(lián)，從而來評估混凝土內(nèi)部孔洞、表面損傷、裂縫深度、結(jié)合面質(zhì)量等等。

2.2 沖擊回波法

該方法同樣是以聲波作為測量媒介，但原理與超聲法不同。是通過分析彈性波與混凝土結(jié)構(gòu)的共振，從共振頻率的角度來分析和評估混凝土的厚度、缺陷位置、缺陷尺寸、表面裂縫深度等等。檢測的時候，首先以鋼球敲擊混凝土表面，這樣就會發(fā)出應(yīng)力脈沖波；一旦內(nèi)部確有缺陷，應(yīng)力在傳播的過程中就會出現(xiàn)多重反射，并且會引發(fā)表面出現(xiàn)輕微的位移響應(yīng)；再以此為基礎(chǔ)獲取內(nèi)部缺陷的頻譜情況，從而對缺陷有全面掌握。該方法當(dāng)前主要應(yīng)用于單面混凝土結(jié)構(gòu)，我國研發(fā)的IES-A型沖擊反射測試系統(tǒng)就是基于此類技術(shù)的設(shè)備。

2.3 雷達(dá)法

雷達(dá)法應(yīng)用于混凝土缺陷檢測，其原理與雷達(dá)技術(shù)是相同的。向混凝土內(nèi)部發(fā)送一束微波，微波在傳輸過程中，一旦出現(xiàn)與混凝土不同介電常數(shù)的材料，就會從邊界位置發(fā)生反射；這樣通過判斷發(fā)出微波和返回微波的時間，再結(jié)合微波在混凝土中的傳播速度，就能夠?qū)炷恋膬?nèi)部缺陷作出判斷。雷達(dá)法在判斷混凝土內(nèi)部孔洞、縫隙方面，有很好的應(yīng)用效果，不僅效率高而且準(zhǔn)確性高。

2.4 紅外成像法

這種方法的使用需要依靠紅外熱像儀來展開，設(shè)備首先針對物體實施熱像圖，然后通過熱像圖來發(fā)現(xiàn)混凝土結(jié)構(gòu)中的缺陷。紅外熱成像技術(shù)當(dāng)前已經(jīng)非常成熟，應(yīng)用在混凝土檢測方面也體現(xiàn)了很好的效果。但是該技術(shù)在定量化解釋方面還有發(fā)展空間；當(dāng)然當(dāng)前的紅外技術(shù)應(yīng)用非常廣泛，當(dāng)前設(shè)備絕大多數(shù)也并非混凝土檢測領(lǐng)域的專有設(shè)備，未來在專業(yè)化和深度化方面繼續(xù)發(fā)展，對于混凝土缺陷檢測將能夠發(fā)揮更大的作用。

2.5 射線成像法

該方法是以X射線作為媒介來測量混凝土缺陷的一種方法，由于混凝土內(nèi)部的鋼筋、孔洞、混凝土之間不同的強(qiáng)度，所以X射線穿過時底片的黑度不同，進(jìn)而可以作為缺陷判斷的依據(jù)[3]。這種方法在進(jìn)入新世紀(jì)以后有非常迅速的發(fā)展，具有很好的檢測效果，且檢測也較為直觀。但是，受X射線本身的原理影響，其輻射能力相對有限，同時經(jīng)濟(jì)性方面布局優(yōu)勢，這也是該技術(shù)發(fā)展的主要限制。應(yīng)用于混凝土缺陷檢測，主要體現(xiàn)在預(yù)應(yīng)力索灌漿質(zhì)量檢測中。

3 混凝土無損檢測方法展望

首先，當(dāng)前的各種無損檢測方法，主要集中與強(qiáng)度檢測和缺陷檢測，且結(jié)果也直接影響了對混凝土質(zhì)量的評估。但是，這些檢測方法絕大部門都較為復(fù)雜，如果單一逐點檢測，很難滿足實際需求，所以未來還需要繼續(xù)發(fā)展新型技術(shù)，重點是提升檢測效率。

其次，各種檢測技術(shù)事實上各具有優(yōu)勢，但彼此之間又都存在著一定的問題，所以綜合利用多種方法應(yīng)是未來的發(fā)展趨勢。另外，針對耐久性預(yù)測、以及定量分析等方面還有較大的發(fā)展空間。

最后，隨著信息化技術(shù)的不斷發(fā)展，對于混凝土檢測這樣具有較高精度要求的技術(shù)，信息化將有非常廣闊的應(yīng)用前景。包括大數(shù)據(jù)、云計算等技術(shù)的應(yīng)用，將讓無損檢測出現(xiàn)更新概念的發(fā)展。

4 結(jié)語

綜上所述，混凝土無損檢測方法是評判混凝土質(zhì)量的重要內(nèi)容，當(dāng)前盡管就方法的種類來說有很多種，但是各種方法都有一定的優(yōu)缺點，未來還需要展開深入研究，加大綜合檢測方法的研究，另外要重視信息技術(shù)的強(qiáng)大推動力?？梢灶A(yù)見，未來必然會出現(xiàn)更加便捷、高校、準(zhǔn)確的無損檢測方法。