关于混凝土结构检测技术的探讨论文_高海军

中国建筑科学研究院 北京 100013

摘要:混凝土结构检测是确保结构安全性和耐久性的重要手段之一,必须要严格的把控好准确率,提高检测的质量水平,最大程度的缩小误差,升级现有的技术水平,越来越多社会上各个行业的人开始进行探索。本文对混凝土结构的检测技术进行了分析探讨,仅供参考。

关键词:混凝土结构;检测技术;探讨

1 混凝土结构检测的主要技术

1.1 混凝土内部缺陷-超声波法

这种方法是通过波的形式利用弹性介质进行传播,有着穿透力强、指向性好的优点,所以,在很多材料的检测中被广泛的应用。在传播超声波时,在增加了传播的距离后,就会渐渐的降低其能量,也就会衰减了超声波,材料的性质同其衰减的程度有着非常密切的联系,例如缺陷密集程度和大小等。同时,超声波在两种介质面中,将出现透射、散射和发射的现象。所以,在某种程度上,受检对象的内部缺陷、所在位置和厚度等信息就会通过这些现象反映出来。

1.2 混凝土强度的相关检测技术

常用的方法就是回弹法、超声回弹法、钻芯法。回弹法:回弹法主要靠的是垂心重力的击打,根据反弹回去的轻重以及距离进行判断,虽然这种方式简单易实施,但是这种方法本身具有不确定性,对检测对象有严格的要求,易受现场条件,检测人员水平等因素影响。超声回弹法:这种方法在理论上讲既能反映混凝土表面质量情况,又能反映混凝土内部构造是否有缺陷。能弥补单一回弹法不能反映内部质量的不足。基本原理就是利用混凝土所包含的特殊材料对超声波传播过程中进行衰减,利用这种衰减的程度进行判断,这些差异会通过一定的数据形式表现出来,但这些数据会在一个范围内上下浮动,我们根据数据对结构内部的构造情况进行缺陷的分析,同时,建立声速与回弹强度的对应关系,来推算该测区的混凝土强度。钻芯法:这种钻芯法在完整的混凝土结构原件上用专业冷式钻机进行采样,利用所采集的样本在压力试验机上测定混凝土的强度,检验结果比其他混凝土强度检测方法准确、直观。但其实验速度慢,对结构有微破损,不利用大范围的检测。由于其芯样小,不能全面的分析其测点内部缺陷问题。

1.3 混凝土内部钢筋的检测方法

混凝土内部的钢筋是结构的重要组成部分,决定构件在受力状态下的拉、压、扭、剪。对于一些既有混凝土结构建筑物的检测鉴定,在无设计图纸相关技术资料下,如何准确检测混凝土内部钢筋的分布,大小及保护层厚度,是现场检测的重要工作,也是后续鉴定计算的重要依据。混凝土内部的钢筋的检测方法主要是电磁感应法,电磁感应法的原理是,仪器内部由振荡器产生的频率和振幅稳定的交流信号输入传感器后激发传感器并在其周围产生交变磁场,当含铁磁的物质靠近传感器时,切割磁感线产生感应电磁场,使传感器的输出电压信号发生变化,这一变化信号进入信号处理单元并经放大和模数转换,在显示器上显示出所测结果。这种方式具有一定优势,普遍用于混凝土内部中钢筋的检测。不适用于内部含有铁磁物质的混凝土检测。除了电磁感应法,还可以采用更加精确的毫微秒级电磁波的雷达仪器,进行可以混凝土内部钢筋的检测。

1.4 混凝土化学性能的检测

混凝土化学性能的检测主要指的是混凝土的碳化深度和内部的钢筋锈蚀。混凝土的碳化深度与结构的耐久性有关,有研究表明,当混凝土的PH值小于9时,钢筋的钝化膜开始破坏并开始锈蚀,钢筋锈蚀后体积增大,混凝土表面会产生顺筋方向的裂缝。随着裂缝的不断增大,环境中的水气会从裂缝中进入混凝土内部,不断加剧钢筋的锈蚀致使混凝土剥落,见图1。碳化深度的测量方法是用合适的工具(如钻、凿子)在测区表面形成直径约为15mm的孔洞,其深度约等于保护层厚度,然后除去孔洞中的粉末和碎屑。用浓度为1%的酚酞酒精溶液立即洒在孔洞壁的边缘处,再测量自混凝土表面至深处不变色、有代表性的交界处垂直距离1~2次,该距离即为混凝土的碳化深度值。每次测读至0.5mm。测量数据与构件设计保护层进行比较,依据数据,基于一些模型或算法对结构的耐久性进行推算。钢筋的内部锈蚀情况一般采用等电位的方法来测定。等电位的方法是利用混凝土中钢筋锈蚀的电化学反应引起的电位变化来测定钢筋锈蚀状态的一种方法。通过测定钢筋/混凝土半电池电极与在混凝土表面的铜/硫酸铜参考电极之间电位差的大小,评定混凝土中锈蚀程度。这种方法测试简单,技术成熟,应用范围广,但无法监测混凝土内部钢筋的锈蚀变化情况。

图1构件内部钢筋锈蚀

2 如何加强混凝土结构检测技术

在检测过程中都会遇到层层阻碍,要尽量避免出现大的问题,不断缩小操作检测过程中的误差是我们技术人员应当注意的细节问题,提高测量的准确度,只有提高准确度,才能保证检测数据的和后续鉴定计算准确性。

2.1 要合理的选择检测仪器

检测仪器的选择是相当重要的一项工作,如果仪器选择恰当、适宜,那么将会对后续数据的处理及现场工期发挥最大的作用,也会影响检测结果的准确性。检测仪器的选择要考虑其检测手段的普遍性及适用性。可以多采用无损检测并通过破损检测加以辅证。

2.2 精准的结构损伤判别指标

不同结构,不同的使用环境和结构参数选取的使得结构的损伤判别指标不同。如何定义为合格与不合格,不能限制为单一参数进行判别。用非线性的检测技术对其进行内部结构的检测,非线性的检测当然要比线性检测更为灵活,它可以根据结构的实际情况做出相应的调整,具有更高的准确率。因此要不断加强这方面的灵活运用,利用在非线性地分析与数据处理上占据很大优势的神经网络、遗传算法、小波分析等方法充分发挥非线性诊断技术对结构损伤的敏感潜力,大力开拓其在土木工程结构探测中的发展空间与前景。结构本身的物理参数(质量、刚度和阻尼)和模态参数(频率、振型和阻尼比)是结构损伤判别的主要指标。国内外有不同的损伤识别方法研究。结构损伤识别方法研究在未来有广泛的应用前景和巨大的发展空间和理论意义。

2.3 坚持技术创新,研发新型仪器

虽然检测技术和水平最近有了长足的进步和发展,但我们看到,混凝土结构的检测仍有很长的道路要走,很多技术难题和检测手段需要我们研究开发。如混凝土内部缺陷的确定,受混凝土内部介质的影响,现在依靠的超声法、冲击回波法和雷达法仍有诸多条件限制,不能定量判断缺陷大小。未来是否可以采用“内窥镜”视频检测系统,新的判别计算算法等等新技术,新仪器是检测人努力研究的方向。

3 结束语

我国当前还在不断发展之中,新建和既有建筑物不断增多,混凝土结构的检测还有很大的发展空间,要切实可行的不断加强混凝土结构的检测技术,多在这方面下研究,拓展混凝土结构检测仪器及损伤识别在市场上空间,努力的改进技术水平,优化检测技术准确率,要保证质量过关,符合社会提出的要求标准,更努力的做好检测技术发展,为社会和谐发展贡献出自己的一份力量。

参考文献:

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[4]胡艳.浅谈土木工程无损检测技术应用及发展[J].江西建材,2014,10:279.

论文作者:高海军

论文发表刊物:《北方建筑》2016年11月第33期

论文发表时间:2017/1/10

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