无损法检测混凝土缺陷相关技术的探讨论文_余思铨

中交三航局厦门分公司 福建厦门 361006

摘要:目前,工程项目建设中,混凝土是一种广泛使用的建筑材料,但由于混凝土材料质量差、振捣不充分等原因,导致混凝土在使用的过程中会出现种种缺陷,从而造成工程项目的质量受到影响,为了保证工程项目的质量与安全,必须对混凝土可能存在的缺陷进行检测。在工程检测技术中,无损法检测是一种常用的技术方法,在无损法检测中,最为常用的技术方法为超声波法,本文主要通过实际工程案例对超声波法在混凝土缺陷检测方面的技术方法进行研究。

关键词:无损法检测;超声波法;混凝土缺陷;技术

目前,随着市政道路桥梁工程的不断发展,混凝土施工技术得以在工程项目中广泛应用,但混凝土施工的过程中会受到一些因素的影响,导致其存在缺陷,混凝土缺陷的形成会进一步造成结构物的耐久性和承载力受到严重影响,从而使道路桥梁运营的过程中存在安全隐患,所以应在不影响整体结构的条件下,通过科学的检测方法对混凝土存在的缺陷进行检测。超声波法属于无损法常用的一种检测方法,因其具有较强的穿透力,能够在混凝土缺陷检测中发挥突出作用,且设备简单,操作便利,故在混凝土缺陷检测工作中被广泛应用。

1 超声波法应用于混凝土缺陷检测的原理

通过超声波法对混凝土结构进行检测,主要指的是使用低频超声波检测仪,以带波形显示,并使用声波换能器(频率:20~250kHz)对混凝土中包含的振幅、声速、波形以及频率等声学参数进行测量,同时将这些声学参数和参数产生的相对变化作为依据,对混凝土存在的缺陷进行检测的一种科学方法。超声在各介质之中传播的过程中,会形成的折射、反射、衰减、绕射以及散射等一系列现象,当接收换能器所接收信号的振幅、声时、频率以及波形产生一定的变化后,通过对这些变化进行分析,便能够将混凝土出现的结构内部变化和性质变化的情况进行判定。

当混凝土内部出现空洞时,也可通过超声波法对混凝土内部实施检测,其原理在于:当探头发射超声波经混凝土空洞时,超声波便会形成反射,并造成一部分能量发射消减,而另一部分能量将在空洞位置绕过,并沿孔壁进行传播,传播到检测的另一面时,最终由超声波接收探头完成接收,并通过超声波仪来读出时间,这与无缺陷混凝土结构的检测结果对比而言,必然会存在一定的差别,通过对各测点形成的时间读数变化、超声波波形变化以及超声波振幅变化进行识别,从而能够对混凝土内部出现的空洞位置、尺寸进行推测。

2 案例分析

2.1工程概况

某轨道交通4号线工程土建施工总承包3标段2工区城场站~双过村站高架区间墩身完成混凝土浇筑后,其墩身下部位置的部分模板出现破损,浇筑的混凝土向外流出,推断可能存在不密实区域或者是空洞。若存在不密实区域或是空洞,将会导致此墩身的耐久性和承载力受到较大的影响,因此,应该通过有效的检测方法对墩身的混凝土进行检测,经讨论决定采用超声波法对墩身的混凝土内部密实度进行检测,从而保证工程的质量。

2.2检测设备及依据

本次主要使用的检测设备为非金属超声波检测仪,型号为ZBL-U520A;声时测度范围为0~409600μs;测度精度为0.05μs;采样周期0.05~409.6μs,发射电压65V、125V、250V、500V、1000V可调,增益精度0.5dB,频带宽度10~250kHz;混凝土正常穿透长度可达8~10m;接收灵敏度≤30μv。

本次检测主要依据该工程设计有关资料,在使用超声波法进行检测的过程中,应遵循《超声法检测混凝土缺陷技术规程》(CECS21:2000),以下简称《规程》。

2.3检测技术的应用

本次检测以现场的条件和环境为基础,共设置96个测点,并在此测点实施了检测。以《规程》中的相关要求为依据,并通过超声对测法来完成此次混凝土检测。

(1)进行画线布点,沿墩身向上0.05米位置选取1100mm*700mm的面积检测面,布置横向间隔为100㎜、竖向间隔为100mm的纵横网格线,以纵横线网格交叉点作为检测点。并于两相对面形成的网格交叉点位置确定编号,同时将T和R换能器对应检测点的位置进行确定。

(2)对试件的表面进行有效处理,使表面干净、平整,若表面存在泥沙黏附或是不够平整,应该使用砂轮对其表面进行打磨,从而使换能器接触面与构件表面之间能够形成良好的耦合。

(3)完成耦合剂的摊涂,从而保证换能器接触面能够与构件表面之间达到全部接触,进而使超声脉冲波在通过此面过程中尽量使损耗降低,可将黄油作为耦合剂进行摊涂。

(4)进行参数记录,通过对波幅、声时以及频率进行测量,将测量数据进行准确记录,并对数据进行分析和处理,在数据处理的过程中,可能会出现异常数据,这便需要对异常数据进行有效的判断,可将所测的频率、波幅或者是通过声时所算得的声速值,将其按照从大到小的顺序进行排列,其中最小数据为可疑数据,找出各测点可疑数据后,从中选择最大数据,并计算数据平均值(mx)和标准差(Sx),然后根据公式1算出判断值X0:

公式1

将X0与可疑数据之中的最大值相比,若可疑数据最大值≤X0,那么可疑数据最大值以下的可疑数据都是异常值,反之则需要重新统计。当测点中出现异常值时,可根据异常测点的分布情况,进一步判别其相邻测点是否异常。

当测点的波幅值、声速值等声学参数被判为异常值时,则可依据波形及测点分布来对混凝土空洞及不密实区进行确定。

2.4检测结果

通过对检测区域进行检测,发现检测区域中的I8检测点以及J1检测点存在突变,且从表面外观来看,上述检测点的混凝土表面附近出现蜂窝及麻面缺陷,可证实超声波法检测的准确性。

2.5处理方法

由于混凝土存在蜂窝及麻面的缺陷,因此,需要将其不实位置出现的浮动石子砂浆凿除,并使用清洁水对其进行冲洗,并将凿除部位进行充分润湿,第一道应涂刷素水泥浆,第二道使用原混凝土或者高一标号的混凝土对缺口进行堵塞并捣实即可。

3 混凝土缺陷的防治技术措施

3.1对模板拼装质量严格把控

混凝土模板的质量对混凝土浇筑质量能够产生直接影响,在对混凝土进行浇筑之前,必须对模板质量进行检查,保证模板拼装严实。并且还应该设计好模板支撑系统,保证模板支撑的强度、刚度以及稳定性,在对混凝土进行浇筑的过程中,还应该确保模板表面无污染,若存在杂质应立即去除。

3.2对振捣棒位置进行监管

在混凝土振捣的过程中,振捣棒操作应由熟练的施工人员进行操作,当对不同部位进行振捣时,应选择不同规格的振捣棒进行振捣,从而保证振捣充分,使振捣更为密实均匀。

3.3对混凝土浇筑的质量严格控制

在对墩身进行浇筑时,应该对混凝土的质量进行严格控制,应该在保证混凝土强度的同时,还应该保证混凝土和易性,并使坍落度值得到有效的控制,若混凝土在使用前出现离析、未拌合均匀或者是放置时间过长等不良状况,应不予使用。此外,还应该对混凝土质量做出严格要求,通过质检来对不合格原料进行排查,从源头上保证混凝土浇筑的质量。

3.4对混凝土浇筑的程序进行严格遵守

每一项工程项目在进行混凝土施工的过程中,均有其施工程序,在进行混凝土浇筑时,应该严格遵照之前已确定的浇筑程序,从而对浇筑质量进行保证。

4 结语

综上所述,混凝土缺陷是日常工程项目施工的常见问题,也是一种隐性问题,应该对此类问题进行重视,从而保证工程项目的质量与安全。在对混凝土缺陷进行检测时,应该充分利用无损法进行检测,超声波法属于无损法检测的主要方式之一,经本次实验检测可知,超声波法能够有效检测出混凝土缺陷,可在混凝土缺陷检测方面推广应用。

参考文献:

[1]吴叶茂,张宏,石邢.聚苯模板墙体混凝土缺陷的无损检测方法研究[J].建筑技术,2017,48(8):867-869.

[2]张景奎,崔德密.冲击回波法检测混凝土结构厚度与缺陷的试验研究[J].长江科学院院报,2018,35(2):125-128.

[3]荣桂枫.无损检测技术在道路桥梁检测中的应用[J].交通世界,2018(9):98-99.

论文作者:余思铨

论文发表刊物:《基层建设》2019年第6期

论文发表时间:2019/4/19

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