混凝土结构火灾损伤检测技术研究
钢筋混凝土结构损伤诊断方法综述
钢筋混凝土结构损伤诊断方法综述第一章引言钢筋混凝土结构在工程领域中广泛应用，在使用过程中会受到不同的外力和环境因素的影响，从而引起不同程度的损伤、劣化和老化等问题。
对钢筋混凝土结构的损伤诊断是保护工程质量和延长结构使用寿命的重要手段。
本文将概述钢筋混凝土结构损伤诊断的方法及其应用。
第二章非破坏性检测方法非破坏性检测是指在不破坏被检测物体的前提下，使用各种检测技术和设备，通过测试物体的属性或行为来评估其性能、损伤程度或缺陷类型的方法。
在钢筋混凝土结构的损伤诊断中，非破坏性检测技术被广泛应用，常用的方法包括：1. 声波检测法：利用超声波对钢筋混凝土结构的材料属性和结构情况进行评估，对破损、裂缝和空洞等问题进行检测。
2. 磁力检测法：通过磁感应原理，对钢筋混凝土结构表面产生的磁场变化进行测量，识别出隐蔽裂纹或者腐蚀现象的位置。
3. 密度检测法：通过密度计对钢筋混凝土结构的密度进行测量，根据测量结果判断混凝土的质量和密实度。
第三章传统破坏性检测方法传统的破坏性检测方法是通过对钢筋混凝土结构进行破坏性试验，获得最终的破坏模式和破坏强度来评估结构损伤程度的方法。
如：1. 钢筋拉伸试验法：将钢筋混凝土结构中的钢筋拉伸，通过对钢筋断裂前后进行比较分析，判断结构的破坏程度；2. 压缩试验法：对钢筋混凝土结构进行静态承压测试，通过破坏强度和破坏模式来判断结构的损伤情况；3. 弯曲试验法：通过对钢筋混凝土结构进行弯曲试验，获取弯曲强度和破坏模式，来评估结构的损伤情况。
这些传统方法具有可靠性高、精度高的特点，但需要对结构进行破坏性试验，会对结构造成进一步的破坏，运用范围较窄。
第四章数字图像处理方法通过数字图像处理技术对钢筋混凝土结构进行损伤诊断，是近年来发展比较快的技术。
数字图像处理可以采用不同的成像方式，如光学相机、红外成像、激光雷达等设备，获取结构各个部位的图像信息，分析图像中的颜色、形状、纹理、亮度等特征，从而诊断出钢筋混凝土结构的损伤情况。
火灾后混凝土结构检测的方法与发展探讨_陆洲导 (1)
第26卷第1期2010年2月结 构 工 程 师S t r u c t u r a l E n g i n e e r sV o l .26,N o .1F e b .2010收稿日期:2009-09-09基金项目:国家自然科学基金(50778134);土木工程防灾国家重点实验室基金(S L D R C E 09-D-02);高等学校博士学科点专项科研基金(200802471089)＊联系作者,E m a i l :s u l e i 0518@s i n a .c o m火灾后混凝土结构检测的方法与发展探讨陆洲导1 苏 磊1,＊ 余江滔1 项 凯1,2(1.同济大学结构工程与防灾研究所,上海200092;2.公安部天津消防研究所,天津300381)摘 要 火灾后混凝土损伤具有随机性和非线性的特点,对其进行评估和加固修复具有极大的挑战性,关系重大且难度甚高,是近年来研究的热点。
综合分析近年来火灾后钢筋混凝土结构损伤检测与加固修复方法的若干研究成果,包括各种火灾温度的检测和评定方法以及各种火灾后混凝土的材料强度与损伤深度检测方法等。
在论述研究成果的同时,对若干成果的应用状况做了简要的评述。
对火灾后钢筋混凝土结构损伤检测的未来发展趋势做出了一些预测和展望。
关键词 火灾,受火混凝土,检测方法,发展趋势A d v a n c e a n d P r o g r e s s i n I n s p e c t i o no fF i r e D a m a g e d C o n c r e t e S t r u c t u r e sL UZ h o u d a o 1 S UL e i 1,＊ Y UJ i a n g t a o 1 X I A N GK a i12(1.R e s e a r c h I n s t i t u t e o f S t r u c t u r a l E n g i n e e r i n g a n dD i s a s t e r R e d u c t i o n ,T o n g j i U n i v e r s i t y ,S h a n g h a i 200092,C h i n a ;2.T i a n j i n F i r eR e s e a r c hI n s t i t u t eo f t h e M i n i s t r y o f P u b l i c S e c u r i t y ,T i a n j i n 300381,C h i n a )A b s t r a c t T h ec h a r a c t e r i s t i c so f r a n d o m n e s sa n d n o n l i n e a r i t y i sp o s s e s s e d b yf i r ed a m a g e d c o n c r e t e s t r u c t u r e s .I t i s a c h a l l e n g i n gt a s ka n dt o u g hm i s s i o nt od i a g n o s e a n dr e p a i r t h e s t r u c t u r a l d a m a g ei nc i v i le n g i n e e r i n g .M a n y w a y s of t h e d i ag n o s i s a n d r e p a i r f o r c o n c r e t e s t r u c t u r e s w e r e d i s c u s s e d i n d e t a i l s .Th e r e f o r e a n o v e r vi e ww a s g i v e n o n s e v e r a l k e y i s s u e s a n d r e l a t e d r e s e a r c h p r o g r e s s m a d e i n d e t e c t i o n a n d r e p a i r f o r f i r e d a m a g e d c o n c r e t e s t r u c t u r e s .T h e r e s e a r c h t o p i c s i n c l u d e t h e d e t e c t i o n m e t h o d s a n d t h e r e p a i r t e c h n o l o g y .T h e d e t e c t i o n m e t h o d s c o n t a i nav a r i e t yo f f i r ed e t e c t i o na n de v a l u a t i o na n da v a r i e t y o f f i r e d a m a g e dc o n c r e t e s t r e n g t h a n d t h e d a m a g e dd e p t h .I na d d i t i o n ,r e s e a r c ha c h i e v e m e n t s o n t h e m e n t i o n e dt o p i c s w e r e d i s c u s s e d a n d s e v e r a l e x a m p l e s w e r e i n c l u d e d a s t h e c a s e s t u d i e s .F i n a l l y ,r e c o m m e n d a t i o n s w e r e p r o p o s e d f o r t h e f u t u r e d e v e l o p m e n t o f d e t e c t i o n a n d r e p a i r f o r f i r e d a m a g e d c o n c r e t e s t r u c t u r e s .K e y w o r d s f i r e ,f i r e d a m a g e d c o n c r e t e ,d e t e c t i o n m e t h o d ,a d v a n c e a n d p r o g r e s s1 引 言火灾是包括流动、传热、传质和化学反应及其相互作用的复杂燃烧过程,其造成直接损失仅次于干旱和洪涝,而发生的频率位列各种灾害之首[1]。
基于人工智能的混凝土结构损伤诊断技术研究
基于人工智能的混凝土结构损伤诊断技术研究一、引言混凝土结构是现代建筑中最常见的建筑材料之一，它的使用广泛，但是在长期使用过程中，混凝土结构也会受到各种外力的影响，从而出现各种损伤。
这些损伤如果不能及时发现和修复，就会对混凝土结构的安全性和稳定性产生影响。
因此，混凝土结构损伤诊断技术的研究就显得非常重要。
近年来，人工智能技术的发展为混凝土结构损伤诊断提供了新的思路和方法。
本文将基于人工智能技术，探讨混凝土结构损伤诊断技术的研究现状和发展趋势。
二、人工智能技术在混凝土结构损伤诊断中的应用1. 传统的混凝土结构损伤诊断方法存在的问题传统的混凝土结构损伤诊断方法主要包括目视观察、听诊、敲击等方法，这些方法存在以下问题：（1）诊断结果受人员经验和主观因素影响大，容易出现误判；（2）需要专业技术人员进行操作，成本较高；（3）难以对深层损伤进行准确诊断。
2. 人工智能技术在混凝土结构损伤诊断中的优势人工智能技术可以通过分析混凝土结构的振动、温度、电磁波等信号，实现混凝土结构损伤的快速、准确诊断。
具体包括以下优势：（1）自动化程度高，减少了人为干预；（2）基于大量的数据和模型，诊断结果更加准确；（3）可以对深层损伤进行准确诊断。
3. 人工智能技术在混凝土结构损伤诊断中的具体应用（1）基于振动信号的混凝土结构损伤诊断振动信号是混凝土结构损伤诊断中最常用的信号之一。
基于振动信号的混凝土结构损伤诊断可以通过分析混凝土结构的固有频率和阻尼比等参数来判断混凝土结构的损伤程度。
例如，可以通过频域分析和时域分析方法提取振动信号的特征参数，然后通过人工神经网络、支持向量机等算法进行分类识别。
（2）基于温度信号的混凝土结构损伤诊断温度信号也是混凝土结构损伤诊断中常用的信号之一。
混凝土结构在受到外力作用后，会产生热量，从而导致温度变化。
基于温度信号的损伤诊断可以通过分析混凝土结构的表面温度分布和温度变化趋势等参数来判断混凝土结构的损伤程度。
逐层回弹法检测火灾后混凝土强度
火灾后 ， 混凝土结构 的受 损评估 与加 固修复
随着社会经济的发展和人民物质生活水平的 提高， 火灾问题呈现 出快速上升的势头 ， 尤其是建 筑与城 市火 灾发 生频 繁 。现 代化 城市 里 的各种 钢 筋混凝土建筑物是 常见 的人 们生活 和生产 的场 所。由于人们用火不慎 ， 电器设备电线 的老化 ， 违 反安 全 操 作 以 及 自燃 起 火 ， 火 等 原 因 ， 常 会 纵 常 引起混凝土结构火灾。为确保火灾后修复工程的 可靠性 和经济性 ， 尽可 能减轻 损失 ， 尽快恢 复使
ＸＩ Ｚｈ ｎ ｌａ ｇ Ｅ ｅ ｇｉ ｎ ＬＵ ｏ ｄ ｏ Ｚｈ ｕ ａ
（ ｏｇ ｎｖｒｉ ，ｈｎｈ ｉ ０ ０ ２ Ｔ ｎｊＵ ｉ ｓｙ Ｓ ａｇ ａ ２０ ９ ） ｉ ｅ ｔ
Ａｂ ｔａ ｔ Ｄｉ ｅ ｅ ｔｍｅ ｈ ｄ ｆ ａ ｓ ｓ ｍｅ ｔｆｒ ｆｒ ｓｒ ｃ ｉ ｆ ｒ ｎ ｔ ｏ ｓ ｏ ｓｅ ｓ ｎ ｏ ｅ— ｄ ｍａ ｅ ｏ ｃ ｅｅ ｓｒ ｃｕ ｅ ｈ ｖ ｅ ｎ ｉ ｔｏ ｃ ｄ ｉ ｈ ｓ ｉ ａ ｇ ｄ ｃ ｎ ｒ ｔ ｔ ｔ ｒ ａ ｅ ｂ ｅ ｎ ｒ ｄｕ ｅ ｎ ｔ ｉ ｕ
Ｋｅ ｗｏ ｄ ｆ ｅ ｄ ｍａ ｅ ａ ｓ ｓ ｍｅ ｔ ａ ｅ — ｙ ｌｙ ｒｒ ｂ ｕ ｄ ｍｅ ｈ ｄ，ｒ ｇ ｅ ｓｏ ｕ ｅ ｙ ｒ ｓ ｉ — ａ ｇ ｓ ｅ ｓ ｎ ，ｌｙ ｒｂ —ａ ｅ ｅ ｏ ｎ ｔ ｏ ｒ ｅ ｒｓ ｉ ｎ ｃ ｒ ｖ
火灾后混凝土结构的损伤评估与修复加固技术
火灾后混凝土结构的损伤评估与修复加固技术1. 引言1.1 火灾对混凝土结构的影响火灾对混凝土结构的影响是非常严重的。
火灾会导致混凝土结构中的水分蒸发和凝固过程中的内部应力增大，从而造成混凝土的开裂和疲劳损伤。
高温会使混凝土中的水分受热膨胀，导致混凝土表面出现鳞裂和剥落现象。
火灾还会使混凝土中的含水泡沫减少，从而导致混凝土的性能降低。
火灾过程中的冷却过程会引起混凝土结构的温度应力失衡，导致结构的变形和裂缝。
火灾对混凝土结构造成的损害是多方面的，严重影响结构的使用安全性和耐久性。
在火灾后对混凝土结构进行损伤评估和修复加固工作是至关重要的。
只有充分了解火灾造成的影响，才能有针对性地采取有效的修复加固措施，确保混凝土结构的安全性和稳定性。
1.2 损伤评估的重要性损伤评估是火灾后混凝土结构修复加固过程中至关重要的一步。
通过对混凝土结构的损伤进行全面准确的评估，可以帮助工程师更好地了解结构的受损程度和影响范围，从而确定合理有效的修复加固方案。
损伤评估不仅可以帮助工程师在施工过程中准确把握结构的情况，还可以为相关部门提供决策支持，避免出现安全隐患。
通过损伤评估还能够帮助工程师更好地评估结构的剩余承载能力，从而确定结构的安全性以及未来使用的可行性。
在火灾后的混凝土结构修复加固中，损伤评估可以帮助工程师选择合适的修复材料和加固方式，确保结构在修复加固后依然能够满足设计要求和使用需求。
损伤评估在火灾后混凝土结构的修复加固过程中起着至关重要的作用。
只有通过科学准确的损伤评估，工程师才能制定出符合实际情况的修复加固方案，从而有效保障结构的安全稳定性。
2. 正文2.1 混凝土结构损伤评估方法混凝土结构损伤评估是确保火灾后修复加固工作的重要步骤之一。
通过准确评估混凝土结构的损伤情况，可以为后续的修复和加固工作提供有效的指导和依据。
在进行混凝土结构损伤评估时，需要考虑以下几个方面：1. 火灾造成的损伤特征：火灾对混凝土结构造成的损害包括表面烧蚀、裂缝、强度减弱等，需要对这些损害特征进行详细的观察和记录。
火灾后混凝土结构损伤检测方法探讨
的精度 。 ２２３热 发光法 ．．
种 能相互 弥补 的方 法进 行综 合 检测 ， 得 到 较准 确 来
的数 据 。
参考文献：
最早 提 出用 热 发光 法 检 测 火 灾 混 凝 土 的是 英 国 苏格 兰 斯 特 拉 思 克 莱 德 大 学 土 木 工 程 系 的 Ｉｉ ａ ｎ Ａ ａｄ ｉ ＭａＬ ｏ ｌｓａ ｃ ｅｄ教 授 。 中 国科 学 院地 质研 究 所 的 ｒ
２１２碳化 深度检 测法 ．．
多， 也越 疏 松 。孔 隙率 大 ， 吸水率 必 然也 随之增 长 。
分 别称 得 切片 干燥 时 和吸水 饱 和 时 的重量 ， 得 到 可
吸水 率 。同时做 张拉应 力试 验 。从 而得 到每个 切 片
样 本 的吸水 率 和张 拉应 力损 失 ， 混凝 土 损伤 深 度 与 建 立关 联 。
一பைடு நூலகம்
采用 直 径为 ６ｍ 的 电钻 ，在混 凝 土 构件 上钻 ｍ 个 深度 为 ３ ～ ５ｍ 的孔 ， 除孔 内粉尘 ， 一个 ０ ３ ｍ 清 将 直径 ６ｍｍ 的楔形胀 管 螺栓插 入孑 内 ，当胀 管到 达 Ｌ
混凝 土 的测定 深度 时停 止 ； 开槽 靠 尺检 查 和调 整 用
的相关 原 理 ， 这在火 灾混 凝 上 检测 的发 展 上是 一个 突破 。就 目前 而言 ， 由于火 灾情 况错 综 复 杂 和火 灾 混凝 土结 构与 性能 的特 殊性 ， 还找 不到 一 种能 够全 面检 测 的方法 ， 因此 在 实 际工 程检 测 中大 都采 用 多
钢筋混凝土结构火灾后的检测鉴定细则
福建省永正工程质量检测有限公司作业指导书YZJC-C-404B-61(第0次修改)检测细则钢筋混凝土结构火灾后检测鉴定细则2007-03-15批准2007-03-18实施福建省永正工程质量检测有限公司发布目录一、主要检测鉴定依据二、主要检测仪器三、检测鉴定程序四、火灾温度的估算五、现场主要检测内容六、计算分析七、综合评定钢筋混凝土结构火灾后检测鉴定细则一、主要检测鉴定依据《建筑结构检测技术标准》（GB/T 50344-2004）《建筑工程抗震设防分类标准》（GB 50223-2008）《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002）《钢结构设计规范》（GB 50017-2003）《砌体结构设计规范》（GB 50003-2001）《建筑抗震设计规范》（GB50011-2001）《回弹法检测混凝土抗压强度技术规程》（JGJ/T 23-2001）《回弹法检测混凝土抗压强度技术规程》（DBJ 13-71-2006）《超声法检测混凝土缺陷技术规程》（CECS 21：2000）《钻芯法检测混凝土强度技术规程》（CECS 03：2007）《超声回弹综合法检测混凝土强度技术规程》（CECS 02:2005）《钢筋混凝土用钢第二部分：热轧带肋钢筋》（GB 1499.2-2007）《钢筋混凝土用钢第一部分：热轧光圆钢筋》（GB 1499.1-2008）《民用建筑可靠性鉴定标准》(GB50292-1999)《工业厂房可靠性鉴定标准》（GBJ 144-1990）《危险房屋鉴定标准》（JGJ 125-1999）《建筑抗震鉴定标准》（GB 50023-1995）《火灾后混凝土构件评定标准》（DBJ 08－219－1996）《建筑变形测量规范》(JGJ8-2007)委托方提供的图纸资料二、主要检测仪器混凝土回弹仪、混凝土碳化深度测定仪、钢筋位置测定仪、游标卡尺、钢卷尺、经纬仪、裂缝宽度观测仪、非金属超声波检测仪、混凝土钻孔取芯机；三、检测鉴定程序1、火灾后的现场勘察。
钢筋混凝土结构火灾损伤检测及评估新方法
6.1混凝土火 1
灾损伤红外热 像检测分析理 论与实验依据
6.2普通混凝 2
土火灾损伤的 红外热像检测 分析模型
3 6.3高强、高
性能混凝土火 灾损伤红外热 像检测分析
4 6.4混凝土火
灾损伤的红外 热像诊断与评 估
5 6.5混凝土火
灾损伤红外热 像检测技术规 程
7.1钢筋混凝土火灾 损伤电化学分析理论
证
9.1混凝土构件截 面温度场数值计算
9.3饰面层对构件 内部温度场的影响
10.2火灾现场勘察
10.1钢筋混凝土结 构火灾损伤的综合
诊断与评估程序
10.3综合诊断与评 估
作者介绍
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读书笔记
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钢筋混凝土结构火灾损伤检测 及评估新方法
读书笔记模板
01 思维导图
03 目录分析 05 读书笔记
目录
02 内容摘要 04 作者介绍 06
损伤
钢筋混凝 土
第章
方法
高性能
工程
分析
检测
损伤
火灾 混凝土
评估
火灾
火灾
高温
损伤
钢筋混凝 土
检测
试验
内容摘要
本书在概述钢筋混凝土火灾损伤特性的基础上，介绍了钢筋混凝土火灾损伤的几种非破损检测技术和分析模 型，包括钢筋混凝土火灾损伤红外热像诊断理论与方法、钢筋混凝土火灾损伤电化学诊断理论与方法、钢筋混凝 土火灾损伤超声波诊断理论与方法、混凝土构件截面温度场数值模拟，并给出了钢筋混凝土结构火灾损伤的综合 诊断与评估方法。本书可供土木建筑、工程材料等专业的科研人员与工程技术人员参考，也可供大专院校的教师、 研究生及高年级本科生阅读使用。
火灾后混凝土结构损伤检测与处理分析
火灾后混凝土结构损伤检测与处理分析1 火灾损伤特点1.1 同其他如地震、材料老化腐蚀等损伤相比，火灾损伤有如下特点。
（1）火灾损伤随机性。
由于建筑所处的环境各异，造成火灾形成的三个条件即一定数量的可燃物质、有足够数量的氧气、火源具有一定的温度和足够的能量各不相同，这就必然出现火灾损伤的随机性。
（2）建筑损伤的随机性。
由于建筑材料的不同，木结构、钢结构、钢筋混凝土结构以及新兴的钢一混凝土混合结构，他们抵抗火灾能力各不相同这就导致建筑损伤的随机性。
1.2 钢筋混凝土结构火灾损伤特点同其他建筑材料相比，钢筋混凝土结构火灾后损伤有如下特点：（1）混凝土损伤的双重随机性。
（2）沿受火深度方向变化。
（3）混凝土温度场的非线性。
（4）抵抗火灾能力强。
大量火灾检测表明，由于羽化效应，火灾后受力构件的损伤程度由强到弱依次为：板、梁、柱，这恰恰与构件的重要程度相反，这就使得混凝土结构灾后可修复性增强。
由此可以看出，火灾后对温度判定是火灾检测基础，也是火灾损伤判定和加固修复重要依据。
随着科技的发展和先进检测仪器和设备的使用，一些新的火灾后钢筋混凝土结构温度判定检测方法层出不穷，这给火灾后结构加固修复技术提供了重要依据，进行结构灾后修复加固可以减少建设成本尽快投入使用，减少经济损失。
鉴于进行火灾后温度判定和损伤评估具有重要的意义，本文将就火灾后混凝土结构温度评定方法研究现状和发展趋势进行探讨。
2 火灾后混凝土结构的损伤检测当建筑物遭受到火灾后需要通过现场检测了解受灾程度，来判别建筑物还能否继续使用，如何处理，是否需要加固等等。
（1）取芯法：是检测未受损混凝土强度较直接和较精确的方法，但对于火灾混凝土，有时因为构件太小或破坏严重（强度<10MPa），难于获得完整的芯样。
其次，由于火灾混凝土损伤由表及里呈层状分布，所获芯样很难说具有代表性，确定的剩余强度只是构件的平均强度，只能作定性分析，不能定量分析。
（2）拉拔法：通过专门的工具锚入混凝土中，通过抗压强度推算抗拉强度以评定其质量。
火灾后混凝土结构的检测及评估技术研究
火灾后混凝土结构的检测及评估技术研究摘要:本文系统地介绍了混凝土结构在遭受火灾后的检测方法,提出了一些有效的检测手段,指出应根据实际情况确定检测技术,同时注意各种检测技术的综合应用,并就经过对受灾构件的检测后如何综合评定结构的受损程度进行了简单介绍。
关键词:火灾混凝土结构检测评估温度强度随着国民经济的高速发展与城镇人口的高度集中,建筑火灾所带来的人员与经济损失日趋严重。
现代建筑以钢筋混凝土结构为主,当建筑物遭受火灾高温和灭火中的急剧降温后,构件的承载力、变形、耐久性、抗震性能等受到不同程度的损伤,致使整个建筑结构的耐久性、安全性极大降低。
为尽可能减轻损失,尽早、尽快恢复结构的正常使用功能,快速、科学地对遭受高温损伤的建筑物进行检测鉴定与评估便是工程实践中迫切需要解决的问题。
因此,混凝土结构火灾损伤检测与评估的研究具有重大的经济意义和现实的社会意义[1]。
1 火灾后混凝土结构的检测1.1 火灾后混凝土结构的受火温度检测由于建筑结构的复杂性和可燃物种类多样性,实际火灾温度和持续时间各不相同,而这些因素都直接影响到混凝土构件的强度。
受火温度是混凝土损伤评估的一个重要参数,因此,火灾后进行混凝土构件的火温检测是极为重要的。
1.1.1 表观检查法通过混凝土表面颜色、表面裂纹、剥落疏松的变化情况,可对火场温度有一个较为近似的推断。
实验研究结构表明,随着被加热时间的增加和温度的升高,混凝土颜色和结构会呈现不同的变化特征。
当温度不超过300℃时,颜色和结构无明显变化；当温度在300℃～400℃时,混凝土呈现均匀粉红色,表面可见网状细微裂纹；400℃～600℃时,呈现暗红色、浅粉红色,裂纹增多；600℃～800℃时,颜色由粉红逐渐变成灰白色,出现较长横向缝,有少量棱角剥落,800℃时混凝土出现大量开裂,表面鼓泡、胀裂,有贯通缝；900℃以上后,混凝土呈现浅黄显白色,开裂严重,多处鼓泡,表面疏松、大量剥落。
表观检查法的特点是简单易行、直观、迅速,但主要是依据现场经验,准确性不够。
混凝土结构损伤检测技术及应用
混凝土结构损伤检测技术及应用混凝土结构作为建筑中常用的材料之一，在长期的使用过程中难免会出现损伤或破坏，这些问题如果不能及时处理，将会对建筑的安全性和使用寿命造成威胁。
因此，混凝土结构损伤检测技术的研究和应用显得尤为重要。
一、混凝土结构损伤检测技术的分类目前，常见的混凝土结构损伤检测技术主要分为以下几类：1. 传统手段传统的混凝土结构损伤检测手段主要包括目视检查、敲击检测、超声波检测、钻孔取样等。
这些方法虽然简单易行，但其准确性和可靠性有限。
2. 非破坏检测技术非破坏检测技术主要包括雷达技术、声波技术、红外技术、激光技术等。
这些技术具有无损、高效、准确等特点，能够更好地保护混凝土结构的完整性。
3. 无损检测技术无损检测技术是一种新型的混凝土结构损伤检测技术，其主要包括电磁法、磁力法、超声波法、微波法等。
这些技术具有高精度、高可靠性的特点，可有效地检测混凝土结构的损伤。
二、混凝土结构损伤检测技术的具体应用1. 电磁法检测电磁法是一种无损检测技术，其主要原理是通过电磁感应来检测混凝土结构中的钢筋和缺陷。
该技术具有高精度、高可靠性的特点，可广泛应用于桥梁、隧道、水利工程等混凝土结构的损伤检测。
2. 磁力法检测磁力法也是一种无损检测技术，其主要原理是通过磁场的变化来检测混凝土结构中的钢筋和缺陷。
该技术具有高精度、高可靠性的特点，可广泛应用于桥梁、隧道、水利工程等混凝土结构的损伤检测。
3. 超声波法检测超声波法是一种非破坏检测技术，其主要原理是利用超声波在混凝土结构中的传播特性来检测混凝土结构中的缺陷和损伤。
该技术具有高精度、高可靠性的特点，可广泛应用于桥梁、隧道、水利工程等混凝土结构的损伤检测。
4. 微波法检测微波法是一种新型的无损检测技术，其主要原理是通过微波在混凝土结构中的传播特性来检测混凝土结构中的缺陷和损伤。
该技术具有高精度、高可靠性的特点，可广泛应用于桥梁、隧道、水利工程等混凝土结构的损伤检测。
火灾后混凝土结构损伤检测技术与发展
１火 灾 高 温 对 混 凝 土 材 料 性 能 的损 伤
混 凝土 是典 型 的不燃 材料 之一 ， 热容 量大 。 导 热 系 数小 ， 在 火 灾作 用下 ， 混凝 土 中 的水 分 逸 出 ， 使混 凝 土 的微 观 结 构 发 生 破 坏 ； 同时 ， 混 凝 土 中 的水 泥 石 受 热 分解 ， 使 胶 体 粘结 力 破坏 ， 最 终 使 混凝 土 的
素 和 材 料 性 质 变化 的 趋 势 。较 全 面 地 介 绍 了 国 内外 混 凝 土 结 构 火 灾损 伤 的 鉴 定 方 法 ， 并 对其 优 缺 点进 行 了 简单
的评 述 。
关键 词 ： 火灾； 材料 ； 混凝土结构 ； 检 测
Ｕ 刖 吾
１ ） 水分蒸 发 后形成 的内部空 隙 和裂缝 。２ ） 粗骨
形差 和 内应力 。 ３ ） 骨料本 身 的受热膨 胀 破裂 等。 这些 内部 损伤 的发展 和 积累 随着 温度升 高而 更加 严重 。 火灾 中， 混 凝 土 微 观结 构 发 生 改变 ， 水 泥 石 胶
改变 ， 致使 结构 构件 承载 力 降低 。
一
体 分解 等 使混 凝 土 的抗压 强 度 、 抗 拉强 度 以及 弹 性
混凝 土 是 一种 复合 材料 ， 是 以水 泥 、 砂、 石 为材 料 固 化 而成 的 ， 自身是 非 燃 烧 体 ， 具 有 良好 的耐 火 性 。随着 温 度 的升 高 ， 在 高 温下 组 成混 凝 土 的材 料 自身 发生 变化 。 这些 变化 将使 混凝 土受 力性 能 发生
料 和其 周 围水泥 砂 浆体 的热 工性 能不 协 调 ， 产生 变
火 灾 后 混凝 土 结 构 损 伤 检 测 技 术 与发 展
火灾后混凝土结构损伤检测与分析
０ 前
言
料 及 现 场 查 看 、 询 了解 ， 灾 是 由 于 装 修 时 金 属 切 割 引 燃 现 咨 火
由于人们 １常生活 中用火不慎 、 ３ 电器设备 电线老化 、 违反 安 全操作及 自燃起火 、 纵火等原因， 常常会引发建筑 物火灾 。 例 如 ２ ０ 年 ９月 ２ ０８ ０日 ２ ２时 ４ ， ９分 广东省深圳市龙 岗区的舞王
２（年第６ 总第１３ ０８ １ ＇ 期（ ６期）
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火 灾后 混凝 土 结构 损伤 检 测 与分 析
Ｉｓ ｅ ｔ ｎａ ｄ Ａｎ ｌｓｓｏ ｍａ ｅ ｏ ｉ ｎ ｒｔ ｒ ｃｕ ｅ ｎ ｐ ｃ ｉ ｎ ａｙ ｉ ｆＤａ ｇ ｆＦｒ ｔ Ｃｏ ｃ ｅｅ Ｓｔｕ ｔ ｒ ｏ ｅ ｏ
使用 自制礼花弹手枪发射礼 花弹 ， 引燃 天花板 的聚胺脂泡沫所
致 ；０ ６年 ６月 ５ 日安 徽 省 天 长 市 天 正 购 物 广 场 发 生 重 大 火 ２０ 灾 事 故 ，主 要 由 于 电线 老 化 引 起 ；０ ４年 ２月 １ 吉 林 市 中 ２０ ５１ ３
３ 火灾后 混凝 土结构 损伤 的检测
俱 乐 部 发生 特 别 重 大火 灾事 故 ， 接 原 因 为该 俱 乐 部 演 职 人 员 直
场外围的毛竹脚手架 、 安全网 、 铝塑复合板及保温板造成 ， 火灾 持续 时间约为 ２ ， ｈ 北侧 、 东侧外立 面铝塑幕墙 和脚 手架基本烧 毁， 西侧 、 南侧外立面铝 塑幕墙和脚手架小面积烧毁 ， 内可燃 室 物为铝塑板 、 料及 油漆等装修材料 ， 木 现场部分残 留铝 塑板基 本烧毁 、 消防用镀锌管变形 及幕墙部分横粱 、 立柱烧 断， 整个灭 火过程采用冲水降温的方法 。
结构损伤检测与诊断技术研究
结构损伤检测与诊断技术研究随着建筑工程和桥梁建设的不断发展，检测工程结构损伤的技术和方法也日益重要。
工程结构的损伤不仅将导致机构的不稳定、损坏和失败，还可能导致生命财产的损失。
因此，结构损伤检测与诊断技术的研究成为了工程界的热门问题之一。
一、结构损伤检测与诊断的意义结构损伤检测与诊断是建筑工程中非常重要的一个领域，其主要的意义在于：首先是提高建筑物的安全性，及时发现和处理结构损伤，对于提高工程的稳定性和安全性至关重要。
其次，它可以帮助我们了解建筑物的结构状况，分析不断变化的建筑物受力状态，并指导维修和保养。
最后，可以帮助我们研究建筑物的动力响应，以便更好地掌握工程物理本质和结构特性。
二、常见的结构损伤检测技术及其应用1. 声波检测技术声波检测技术是通过结构体内部传播的声波信号，来检测结构中的损伤。
声波检测技术通过对声波的频率、振幅和相位等参数的分析，可以为建筑工程中的改装、加固、维修和更新提供有效的对策。
2. 红外成像技术红外成像技术可以检测结构体表面的热信号，从而快速分析结构是否存在潜在的损伤。
它能够在短时间内获得大量数据，实时提供结构体反应状态的全息图像，让维修和装备更简单、更高效。
3. 分布式光纤传感技术分布式光纤传感技术是通过将一根光纤固定在结构体内部，通过监测光纤振动的变化，来获取结构体的损伤情况。
这种技术可以在实时环境中追踪结构体变化并检测损伤，同时还可以检测事件点的频率和距离，提高结构体的监测感知性能。
三、结构损伤检测与诊断技术研究中的难点结构损伤检测与诊断技术的研究中面临着一些难点，其中包括：1. 数据精度低及噪声干扰结构体内压力和位移等变化可能很小，而且信号在传输过程中会受到干扰，因此检测结果的准确性和可靠性都比较低。
2. 检测准确和效率比较低当前的检测技术并不能快速、准确地检测出结构体内潜在的损伤及其具体症状，也不能及时地处理干扰信号。
3. 参数分析不准确结构体内部环境复杂，需要对许多参数进行分析和监测，但建筑工程中存在许多干扰因素，容易导致参数分析不准确，从而不能准确地诊断结构体损伤。
基于超声波雷达的混凝土结构损伤检测技术研究
基于超声波雷达的混凝土结构损伤检测技术研究超声波雷达是一种先进的非破坏性检测技术，广泛应用于混凝土结构损伤检测领域。
本文将基于超声波雷达的混凝土结构损伤检测技术进行研究，对其原理、应用以及未来发展进行探讨。
混凝土结构的损伤检测是维护和管理建筑物及基础设施的重要任务。
传统的损伤检测方法往往需要进行破坏性测试，比如取芯样本进行实验分析。
然而，这种方法不仅费时费力，而且对于整个结构来说具有一定的风险。
因此，寻找一种可靠、快速、非破坏性的损伤检测方法是十分必要的。
超声波雷达技术作为一种非接触式、高解析度的测量方法，对混凝土结构的损伤检测具有许多优势。
首先，超声波能够穿透混凝土结构，对内部损伤进行探测，能够实时、准确地获取结构的状态信息。
其次，超声波雷达可以进行定量测量，不仅能够检测出损伤的位置，还能够评估损伤的程度和类型。
此外，超声波雷达具有快速、高效的特点，大大提高了检测效率。
超声波雷达技术的原理主要基于超声波在混凝土中的传播和反射特性。
当超声波遇到混凝土中的缺陷、裂纹或者其他损伤时，会产生反射和散射现象。
通过接收和分析反射信号，可以确定损伤的位置和性质。
因此，超声波雷达技术在混凝土结构的损伤检测中具有很高的灵敏度和可靠性。
在实际应用中，超声波雷达技术已经被广泛应用于混凝土结构的损伤检测和评估。
例如，在桥梁、建筑物、隧道等结构的监测中，超声波雷达可以实时监测结构的健康状况，及时发现和诊断潜在的损伤问题。
同时，超声波雷达还可以用于检测混凝土的质量、厚度以及其他物理特性，为工程建设提供重要的数据支持。
尽管超声波雷达技术在混凝土结构损伤检测方面已经取得了一定的进展，但仍然存在一些挑战和局限性。
首先，超声波在混凝土中的传播受到混凝土质地、含水率、大小等因素的影响，因此需要对不同环境和条件进行研究和优化。
其次，超声波波束的分辨率和穿透深度也对检测效果产生一定的影响，需要进一步提高技术的精度和灵敏度。
此外，基于超声波雷达的检测系统的配置和数据分析也需要不断完善，以提高系统的性能和实用性。
火灾后混凝土结构检测技术应用分析
火灾后混凝土结构检测技术应用分析一、前言众所周知，火灾的发生除了造成巨大的人类生命和财产的损失之外，还对建筑本身造成或大或小的伤害。
近年来，随着人口密度的增加，建筑物也逐渐变得高层化、复合化和用途的多元化，这一系列的变化也引发了火灾的发生频率呈现一个上升的趋势。
当发生火灾后，对房屋结构进行检测、评定其受灾后的安全程度，是对房屋是否能继续使用的重要依据。
对于受火灾后的房屋的结构鉴定标准，目前我国实施的是2009年由中治集团建筑研究总院主编行业标准《火灾后建筑结构鉴定标准》（CECS252：2009），在本标准中关于混凝土结构件的火烧损伤程度判断，主要是通过外表观察法和敲击法进行；火灾后混凝土和钢筋力学性能指标强度，宜根据钻取混凝土芯样试样检验，也可根据构件截面温度场按附录F 判定。
二、实例但是根据多年的实践经验，笔者发现混凝土抗压强度按附录F进行判定，与实际案例的实测结果差異很大。
2、当温度在二者之间时，采用线性插入法进行内插。
本文举一实例进行说明。
案例：某建筑过火面积约为100平方米。
起火燃烧时间大约半小时。
表格一所显示的是利用火灾后建筑结构鉴定标准》CECS252：2009中附录B提出的方法（外表观察法和敲击法），判断混凝土受火温度。
表格二所示则是用钻芯法根据实际钻芯测量所得出的结果、及按附录F表F.0.1-3计算所得结果，二种方法得出的结果存在着较大的差异。
根据案例中两个表格可见，混凝土抗压强度按附录F进行判定，与实际案例的实测结果差异很大。
当然，用折减系数法，受影响的因素很多，比如：构件的体积大小、构件受火烧的具体点位等等。
通过大量的实践和案例反映出一个问题：如何更有效、更方便、更准确地对火灾后混凝土结构进行检测、判定其强度，是很需要、很值得研究的问题。
三、混凝土结构的检测技术上面提到的方法不是唯一的检测混凝土结构的方法，经过多年的研究，火灾后混凝土的检测方法也越来越多，接下来列举几个可贪借鉴的混凝土检测方法。
混凝土结构损伤检测技术规程
混凝土结构损伤检测技术规程一、引言混凝土结构在使用过程中很容易出现裂缝、变形、腐蚀等损伤，这些损伤如果没有及时发现和处理，将会对结构的稳定性和使用寿命造成极大的影响。
因此，混凝土结构损伤检测技术的发展和应用具有重要意义。
本文将从损伤检测的目的、方法、工具和步骤等方面进行详细阐述。
二、检测目的混凝土结构损伤检测的主要目的是：1. 发现混凝土结构中存在的损伤；2. 评估损伤的严重程度和影响范围，确定是否需要维修或加固；3. 判断结构的安全性和使用寿命。
三、检测方法混凝土结构损伤检测的方法有许多种，常见的方法包括：1. 目视检查法：通过肉眼观察混凝土表面是否出现裂缝、变形、腐蚀等问题；2. 手摸检查法：用手触摸混凝土表面，检测是否有空鼓、起泡、鼓包等问题；3. 声波检测法：通过声波的反射和传播来判断混凝土内部是否存在裂缝、空鼓等问题；4. 红外线检测法：利用红外线技术来检测混凝土表面和内部的温度分布，从而判断是否存在裂缝、变形等问题；5. 超声波检测法：通过超声波在混凝土内部的传播和反射来检测混凝土中的裂缝、空鼓等问题。
四、检测工具混凝土结构损伤检测的工具也有很多种，常用的工具包括：1. 目视检查工具：如手电筒、放大镜等；2. 手摸检查工具：如木棒、金属坠子等；3. 声波检测仪：如锤击仪、超声波探伤仪等；4. 红外线检测仪：如红外线热像仪等；5. 超声波检测仪：如超声波探伤仪等。
五、检测步骤混凝土结构损伤检测的步骤通常分为以下几个阶段：1. 策划阶段：确定检测目的、方法、工具和人员。
2. 准备阶段：检查检测工具是否完好，进行必要的校准和检测。
3. 实施阶段：按照预定的检测方法和步骤，进行检测。
4. 数据处理阶段：对检测结果进行数据处理、分析和评估。
5. 报告编写阶段：根据检测结果编写检测报告，并提出维修或加固建议。
六、结论混凝土结构损伤检测技术的应用可以有效地发现和评估混凝土结构中存在的损伤，为维修和加固提供科学依据。
基于大数据分析的混凝土结构损伤诊断研究
基于大数据分析的混凝土结构损伤诊断研究一、绪论混凝土结构是现代建筑中最重要的一种结构体系之一，其被广泛应用于建筑物、桥梁、隧道等大型工程中。
然而，由于受到环境、自然灾害、使用过程等多种因素的影响，混凝土结构中的损伤是不可避免的。
因此，对混凝土结构损伤的准确诊断和有效的修复显得尤为重要。
目前，传统的混凝土结构损伤诊断方法主要包括目视检查、非破坏检测、破坏性检测等。
虽然这些方法可以提供一些有用的信息，但其准确性和可靠性都无法得到保证。
随着大数据技术的发展，利用大数据分析来诊断混凝土结构损伤的方法逐渐成为一个新的研究热点。
本文将基于大数据分析方法，对混凝土结构损伤诊断进行研究。
二、混凝土结构损伤的原因及表现混凝土结构的损伤主要是由以下原因引起的：1. 自然环境因素：如气候、温度、湿度等；2. 使用过程中的破坏：如承载力超载、震动、冲击、疲劳等；3. 设计和施工缺陷：如设计不合理、施工不规范等。
混凝土结构损伤的表现主要包括以下几个方面：1. 表面破损：如龟裂、剥落、脱皮等；2. 变形：如变形、倾斜等；3. 腐蚀：如钢筋腐蚀、混凝土碳化等；4. 其他：如裂缝、渗漏等。
三、大数据分析在混凝土结构损伤诊断中的应用1. 数据采集通过传感器等设备采集混凝土结构的振动、应变、温度、湿度等多种参数数据，形成大数据集。
2. 数据预处理对采集的原始数据进行去噪、滤波、归一化等处理，使其更加适合进行后续的分析。
3. 特征提取在大数据集中，提取出与混凝土结构损伤相关的特征，如振动频率、应变变化、温度变化等，形成新的特征数据集。
4. 模型构建基于特征数据集，构建混凝土结构损伤诊断模型，包括分类模型和回归模型等。
5. 模型评估通过交叉验证等方法，评估模型的准确性和可靠性，为后续的实际应用提供参考。
四、混凝土结构损伤诊断的实际应用基于大数据分析的混凝土结构损伤诊断方法已经在实际工程中得到了广泛的应用。
例如，在桥梁检测方面，通过安装振动传感器和加速度计等设备，对桥梁的振动、应变等数据进行采集和处理，利用构建好的模型进行桥梁损伤诊断，能够有效地发现桥梁的潜在问题，并及时进行修复。
火灾后混凝土结构检测的方法与发展窥探
火灾后混凝土结构检测的工作中应总结丰富经验遵循科 学化的检测工作原则筛选最佳的措施有效完成相关检测工作任 务将检测技术的积极作用充分发挥出来达到预期的工作目的
一火灾后混凝土结构检测方法 一 表面检测法 一般情况下在火灾高温状态的影响之下建筑构件的不同 截面与相同截面的对应点升温速度存在不同并且受到尺寸效 应与恒温时间等因素的影响 混凝土内部结构的温场较为复杂 例如截面尺寸较小的结构内部温度会比截面尺寸较大的结构高 很多 龄期较长的混凝土结构会比龄期较短的结构温度高很多 而在温度不同的情况下 混凝土结构就会出现不同的裂缝问题 剥落疏松度与混凝土表面颜色会随着温度的改变而出现变化 在 此情况下就可以借助这些原理分析明确过火的稳定范围采 用表面检测的方法直观研究实际情况 但是目前在使用表面检 测方法的过程中受到诸多因素的影响还存在很多检测结果不准 确的问题不能确保检测的科学性与可靠性 二 碳化检测法 在混凝土硬化以后一般情况下 !" 值在 #$ 到 %& 左右呈现 出强碱性特点 在火灾之后混凝土的内部微观外部宏观的结构 会发生变化使得混凝土表面的氢氧化钙高温脱水转变成为氧 化钙导致混凝土结构呈现出中性状态其碳化的速度会有所提 升 在此情况下就可以积极采用碳化检测技术开展工作明确碳 化的深度表明其与受火温度相互之间的关系 三 超声回弹检测法 近年来在火灾后的混凝土检测工作中已经开始采用无损检 测技术可对回弹法与超声法进行改进使其成为超声回弹检测 系统可有效进行火灾后的混凝土检验分析 例如在 '(( 摄氏度 到 )(( 摄 氏 度 的 温 度 范 围 进 行 混 凝 土 结 构 的 检 测 分 析 可 获 取 到空气自然冷却的过火温度回弹比数值超声比数值最终回归 分析出过火温度的回弹比与超声比便于全面检测火灾后的混凝 土结构情况 四 热分析法 火灾后混凝土结构的检测可通过热分析法进行检测按照 混凝土受热期间的不可逆物理变化与化学变化情况针对火灾后 的材料在受热表现特点有效判断混凝土在火灾事故中的温度范 围主要就是热重差热分析方式与差示扫描方式 在工作中采用 热分析法可有效进行物质重量和温度关系的分析准确检测火 灾之后混凝土的损伤程度 五 电化学分析方式 通常情况下在混凝土灼烧的过程中水泥的水化产物会出 现脱水分解的现象使得混凝土结构出现中性化的现象 对于混 凝土而言其在高温中水泥水化产物会有物理化学变化电化学 性能主要就是结构表面的电势有所降低钢筋方面的腐蚀电流有 所提升 在此情况下可通过电化学分析法有效进行火灾后混凝 土表面的电势分析全面判断相关的过火温度便于检测结构的 损伤情况 要求在工作中研究钢筋腐蚀电势腐蚀电流密度与电 阻率建立分析模型准确进行钢筋受火温度的判断推定火灾对
火灾混凝土损伤评估新技术
火灾混凝土损伤评估新技术回顾火灾商品混凝土传统检测方法，介绍了刚度损伤检测、测磁法、温度分布模拟、颜色分析、损伤深度检测和红外热像法等近年发展起来的火灾商品混凝土损伤检测新技术，系统地介绍和评价了这些新技术的基本原理、优点和使用范围，并对该领域的发展方向做了分析。
1 引言现代化城市里的各种钢筋商品混凝土建筑物是人们生活和生产的场所。
由于人们用火不慎，电器设备电线的老化，违反安全操作以及自燃起火，纵火等原因，常常会引起火灾。
特别是近年来，随着经济的发展，人口和建筑群的进一步密集，发生建筑火灾的概率大大增加，损失也极为严重。
火灾之后，为了确保火灾损伤商品混凝土修复工程的可靠性和经济性，使之尽可能减轻损失，尽快恢复使用，快速科学地对遭受高温损伤的建筑物进行检测鉴定和评估，是工程实践中迫切需要解决的问题。
因此，商品混凝土结构火灾损伤检测评估的研究具有重大的经济意义和现实的社会意义。
2 火灾商品混凝土检测传统方法传统火灾商品混凝土检测方法，主要有表观检测、超声波法、回弹法、钻芯法、锤击法和中性化深度检测。
(1) 超声波、回弹法超声波-回弹综合法在无损检测中已有广泛应用，在火灾商品混凝土检测中也常常被采用。
一般来说，使用超声波和回弹仪是用正常状态商品混凝土和火灾后商品混凝土对比，通过超声波速比和回弹值比相对地推算商品混凝土受损情况。
使用超声-回弹综合法可评估受火灾后商品混凝土的强度、损伤层深度及受火温度等，但由于火灾损伤商品混凝土结构的特殊性和复杂性，这种方法在实际使用中还存在种种困难。
到目前为止，超声-回弹综合法在火灾损伤商品混凝土检测中只作为定性评价的手段，还不能评估火灾中商品混凝土的强度[2] 。
(2) 表观检测表观检测主要根据火灾损伤商品混凝土的颜色变化来判定火灾后商品混凝土的受损等级。
表面有黑烟的商品混凝土表面温度小于300℃;商品混凝土表面呈粉红色时，其温度约在300～600℃;商品混凝土表面呈灰白色时，其温度为600～900℃;呈淡黄色的商品混凝土，其温度高于950℃。
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第14卷第3期火灾科学V o l.14,N o.3 2005年7月F I R ES A F E T YS C I E N C E J u l.2005文章编号:1004-5309(2005)03-00150-04混凝土结构火灾损伤检测技术研究张辉(中国人民武装警察部队学院消防工程系,廊坊065000)摘要:对混凝土在火灾条件下的热像平均温升、抗压强度、超声波速和损伤深度进行了检测,获得了混凝土热像平均温升、抗压强度、超声波速和损伤深度随着温度变化的规律,并对影响混凝土热像平均温升和超声波速的因素进行了分析,为混凝土结构火灾损伤程度的现场检测提供了一种科学的技术方法。
关键词:混凝土结构;火灾损伤;红外热像;超声波速中图分类号:T U317文献标识码:A在工业与民用建筑中,混凝土是一种主要的建筑材料[1]。
据有关资料[2,5],混凝土受火温度低于400℃时,抗压强度损失不超过20%(轻度损伤);混凝土受火温度为400℃～500℃时,抗压强度损失20%～30%(中度损伤);混凝土受火温度为600℃～700℃时,抗压强度损失50%(较严重损伤);混凝土受火温度高于700℃时,抗压强度损失超过60%(严重损伤)。
在火灾高温作用下,混凝土抗压强度的下降,会造成建筑结构的严重破坏,甚至会使建筑物过早地整体倒塌,给建筑物内的人员安全疏散和火灾扑救工作带来极大的威胁,加大了灾后建筑物修复的难度和费用。
因此,研究混凝土在火灾条件下的损伤程度和检测方法,对于建筑物结构设计和防火措施的建立,火灾过程中人员的安全疏散和火灾扑救工作的统筹指挥,以及火灾后建筑物损伤程度的评估和修复等,都具有重要的理论意义和工程价值[6,7]。
1检测原理1.1混凝土表面火灾损伤红外热像检测原理红外热像检测技术是依据物体的红外辐射、表面温度和材料特性三者的内在关系,借助红外热像仪,把来自目标的红外辐射转变为可见的热图像,通过热图像特征分析,直观地了解物体的表面温度分布,进而达到推断材料的性质、内部结构和表面状态等目的[8]。
混凝土在火灾高温作用下,将会发生一系列的物理化学变化,如水泥石相变、裂纹增多、结构疏松以及水泥石与骨料界面的开裂、脱节等,使混凝土由表层向内部逐渐疏松、开裂。
混凝土受火温度、受火时间不同,将会造成不同程度的热损伤,其导热系数、比热容等性质也就发生相应的变化。
由于导热系数的变化,将引起材料热传导性能的变化,而且在混凝土火灾损伤疏松层内,通常充满了热导远小于混凝土等建筑材料的空气,因此传热时,混凝土火灾疏松层不同损伤程度的表面温度将各不相同,导致红外辐射分布不同,从而可形成不同特征的红外热图像。
通过分析热图像特征,即可分析评定混凝土的火灾损伤情况。
1.2混凝土内部火灾损伤超声波检测原理超声波检测技术是依据超声波(纵波)在混凝土中传播速度的不同来反映混凝土火灾损伤程度的一种技术方法。
用超声波检测技术确定混凝土火灾损伤程度的原理是建立在混凝土越密实,超声波传播速度越高的基础上[9,10]。
在火灾高温作用下,使混凝土由表层向内部逐渐疏松、开裂,破坏了混凝土的整体性,从而导致超声波在混凝土中的传播速度下降。
由于混凝土受火温度、受火时间不同,则其火灾损伤的程度不同。
因此,根据混凝土超声波速的变化,可分析评定混凝土的火灾收稿日期:2005-01-22;修改日期:2005-03-29损伤程度。
2试验材料和方法2.1试验材料用325#普通水泥、天然砂及20m m碎石拌和,制作C30标准混凝土立方体试件,标准养护28d,试件尺寸为150m m×150m m×150m m。
2.2试验方法试件通过燃烧试验炉加热(单面受火),使用T H1100型无触点式高灵敏度红外热像仪检测不同试验温度下试件的热像平均温升和抗压强度。
检测时,混凝土试件的辐射率设置为0.92,外部加热源为红外线灯泡,灯泡与混凝土试件之间的距离为1m,照射时间为5m i n。
使用S C-2型数字超声波检测仪(探头频率50H z,声时显示范围0.5～9999µs,测试精度0.1µs,耦合剂为黄油),采用对测法(将超声波检测仪收、发探头分别置于试件迎火面及背火面),测得超声波声时值,计算出超声波速;采用平测法,测得超声波声时值,计算出损伤深度。
试验温度分别为300℃、400℃、500℃、600℃、700℃、800℃和900℃。
在每一试验温度下,各3个试件。
试验时,先把试件置入燃烧试验炉内,升温到指定温度,保持2h,然后取出试件在空气中自然冷却24h。
3试验结果为了便于比较和分析,首先根据试验所测数据分别计算出每一试验温度下3个试件热像平均温升、抗压强度、超声波速和损伤深度的算术平均值;然后根据算术平均值分别求出每一试验温度下试件热像平均温升(TT)、抗压强度(σT)和超声波速(VT)与常温下热像平均温升(T)抗压强度(σ)和超声波速(V)的比值,其计算结果列于表1;最后根据表1中的试验数据,分别绘出混凝土的热像平均温升、抗压强度、超声波速和损伤深度随着温度变化的曲线,如图1、图2、图3和图4所示。
在常温下,混凝土试件热像平均温升的算术平均值为1.65℃;超声波速的算术平均值为3400m/s。
表1混凝土试件的热像平均温升、抗压强度、超声波速和损伤深度温度/℃T T/T0σT/σ0V T/V0损伤深度/m m30010.9930.88114001.0300.8570.765315001.1210.7370.673546001.2120.5400.609697001.3030.3870.510928001.3570.2870.4451079001.4460.1200.325132图1混凝土热像平均温升随着温度变化的曲线图2混凝土抗压强度随着温度变化的曲线1 5 1V o l.14N o.3混凝土结构火灾损伤检测技术研究图3混凝土超声波速随着温度变化的曲线图4混凝土损伤深度随着温度变化的曲线4分析与讨论4.1试验结果分析从图1可以看出,受火温度在300℃时,热像平均温升与常温相同,试件表面状态无明显变化;受火温度在400℃时,热像平均温升比常温下增加了3.0%,试件表面略呈黄色,没有裂缝;受火温度在500℃时,热像平均温升比常温下增加了12.1%,试件表面略呈黄色,有细微裂缝;受火温度在700℃时,热像平均温升比常温下增加了35.7%,试件表面呈青砖色,有大裂缝;受火温度在900℃时,热像平均温升比常温下增加了44.6%,试件表面呈粉白色,龟裂状,起皮,有剥落点。
从整个试验温度来看,受火温度在400℃以下时,混凝土热像平均温升变化不明显,幅度在5%以内;试件表面略有变色,没有裂缝产生。
受火温度在400℃以上时,混凝土热像平均温升明显上升;试件表面变色明显,并产生裂缝,甚至起皮、剥落。
从图2可以看出,混凝土抗压强度随着温度升高明显下降。
受火温度在300℃时,混凝土抗压强度无明显变化;受火温度在500℃时,抗压强度比常温下降低了26.3%;受火温度在700℃时,抗压强度比常温下降低了61.3%;受火温度在900℃时,抗压强度只有常温下的12.0%。
从图3可以看出,混凝土超声波速随着温度升高明显下降。
受火温度在300℃时,混凝土超声波速比常温下降低了11.9%;受火温度在500℃时,超声波速比常温下降低了32.7%;受火温度在700℃时,超声波速比常温下降低了49.0%;受火温度在900℃时,超声波速比常温下降低了67.5%。
从图4可以看出,混凝土损伤深度随着温度升高明显增加。
受火温度在300℃时,混凝土无明显烧损层;受火温度在500℃时,损伤深度为54m m;受火温度在700℃时,损伤深度为92m m;受火温度在900℃时,损伤深度为132m m。
4.2讨论4.2.1受火温度对混凝土热像平均温升和超声波速的影响从上述试验结果分析可以看出,在火灾高温条件下,混凝土热像平均温升和超声波速对温度变化比较敏感。
热像平均温升随着温度的升高而明显增大;超声波速随着温度的升高而明显降低。
产生这种现象,主要是由于随着温度的升高,混凝土中的水化硅酸盐凝胶脱水,C a(O H)2、C a C O3分解,以及骨料中的主要矿物组分石英发生晶型转变造成的[11]。
由于结晶水的析出、化合物的分解以及各组分体积变化所产生热应力的共同作用,使混凝土内部结构发生改变,孔隙增多,产生裂缝,甚至疏松、开裂,整体性遭到破坏,从而导致混凝土热像平均温升的增大和超声波速的下降。
4.2.2受火时间对混凝土热像平均温升和超声波速的影响在火场中,由于混凝土具有良好的阻燃隔热性能,使得混凝土结构只是外表层温度急剧上升,而内部温度相对较低,从表面到内部形成了较大的温度梯度[12]。
有资料表明,在火灾现场中,混凝土内部每间隔1c m,平均温度差将近150℃。
良好的隔热性能延缓了混凝土结构在火灾中的损伤过程。
因此,在一定温度条件下,混凝土结构受火时间越长,其内部温度越高,损伤程度越大,从而造成热像平均温升的进一步增大和超声波速的持续下降。
在火灾持续高温作用下,使混凝土从外向内逐渐受到损伤。
损伤的大小取决于火灾温度和火灾持续时间,但火灾温度的影响更显著。
建筑物不同区域因251火灾科学F I R ES A F E T YS C I E N C E第14卷第3期燃烧时间、温度的不同,损伤情况也就不同;同一区域、甚至同一构件,也因火焰走向及火场竖向温差而有差别。
一般而言,梁板的损伤比柱大,柱上部比下部损伤大,构件迎火面比背火面损伤大,建筑物出风口区域比进风口区域损伤大。
由于混凝土受火温度、受火时间不同,将会造成不同程度的热损伤,从而导致热像平均温升和超声波传播速度不同。
5结论(1)温度在400℃以下时,混凝土热像平均温升变化不明显;温度在400℃以上时,混凝土热像平均温升呈明显线性上升。
(2)温度在300℃以下时,混凝土超声波速变化不明显;温度在300℃以上时,混凝土超声波速呈明显线性下降。
(3)红外热像检测技术可检测混凝土表面受火温度,并可估测混凝土强度损失率;超声波检测技术可检测混凝土火灾损伤深度。
(4)红外热像与超声波综合检测混凝土火灾损伤,可表里兼顾,快速、准确地评估混凝土火灾损伤的程度,是一种行之有效的现场无损检测技术。
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