浅谈结构混凝土无损检测技术

文章编号:100926825(2004)0820022202

浅谈结构混凝土无损检测技术

收稿日期:2004202213

作者简介:赵　波(19772),男,2000年毕业于太原理工大学工民建专业,助理工程师,山西省建筑科学研究院,山西太原　030001

赵　强(19742),男,1996年毕业于太原工业大学工民建专业,工程师,山西省建筑科学研究院,山西太原　030001

赵波　赵强

摘　要:结合混凝土结构无损检测技术的发展现状,展望了混凝土结构无损检测技术的发展趋势,指出该检测技术是多

学科紧密结合的高技术产物,是建设工程检测技术的发展方向。关键词:混凝土,无损检测,结构中图分类号:TU317文献标识码:A

混凝土是在19世纪中叶开始得到应用的,由于当时水泥和

混凝土的质量都很差,同时设计计算理论尚未建立,所以发展比较缓慢。直到19世纪末以后,随着生产的发展,以及试验工作的开展、计算理论的研究、材料及施工技术的改进,混凝土才得到较快的发展。目前混凝土已成为现代工程建设中应用最广泛的建筑材料之一,已应用于土木建筑、交通运输等方面。混凝土通常是在工地或搅拌站进行配料、搅拌、成型和养护的,所以,每一个环节稍有差错都将影响其质量,危及整个结构的安全。由于混凝土的脆性,这类材料也是最容易发生突发事故、最不安全的材料,具有可靠性低、重复性差和对缺陷极为敏感的特点。

混凝土结构工作性能评价的一个重要手段是无损检测(简称NDT :Non 2Destructive Testing )。混凝土是一种非均质、多孔、组成结构复杂、分散性极大的各向异性复合材料,并且混凝土结构(如大坝、桥梁)体积庞大、结构复杂,因此,传统机械行业无损检测手段就显得无能为力了,发展NDT 已经越来越得到世界各国的广泛关注和大量资金投入。NDT 技术可以用较少的人力物力对混凝土结构进行短期或长期的测量或监测,做到防患于未然;NDT 技术不仅可用于检测新建混凝土结构的质量,而且可用于已有混凝土结构的寿命评估和维修加固。

混凝土结构非破损法主要有超声波法、冲击回波法、声发射法、红外线法和雷达法等。1)超声波法主要用于混凝土强度和缺陷检测、桥梁检测以及材料性能检测等;2)冲击回波法主要用于检测混凝土厚度和裂缝等缺陷;3)声发射法用于混凝土失效分析以及检测疲劳开裂和受压变形荷载情况;4)红外线法用于建筑材料质量评价及成像等;5)雷达法用于确定钢筋位置及成像。

混凝土结构半破损法以不影响结构或构件的承载能力为前提,在结构或构件上直接进行局部破坏性试验,或直接钻取芯样进行破坏性试验,然后根据试验值与混凝土标准强度的相关关系,换算成标准强度换算值,并据此推算出强度标准值的推定值或特征强度。属于这类方法有钻芯法、拔出法、射击法等,特点是以局部破坏性试验获得结构混凝土的实际抵抗破坏的能力,因而直观可靠,测试结果易为人们接受;其缺点是造成结构的局部破坏,需要进行修补,因而不宜用于大面积的全面检测。

钻芯法在我国已广泛应用,并已制订了CECS 03∶88钻芯法检测混凝土强度技术规程,该法由于要造成结构或构件局部破坏,不宜在同一结构中大面积使用,因而,国内外都主张把它与其他非破损法结合使用:一方面利用非破损方法检测混凝土的均匀性,以减少钻芯数量;另一方面又利用钻芯法来校正非破损法的检测结果,以提高可靠性。

我国对拔出法也进行了很多研究,并已制定了CECS 69294

后装拔出法检测混凝土强度技术规程。拔出法比钻芯法简便易行、费用较低,但由于拔出法强度的离散性往往很大,可靠性不如钻芯法,它主要用于混凝土强度发展程度的检测,以确定合适的拆模、起吊、预应力张拉、装配的时间。此法可作为一种施工控制手段。

射击法采用一种叫温泽探针(Windor prode )的射击装置,是将一硬质合金棒射入混凝土中,用棒的外露长度作为阻力的度量。此法适宜于混凝土早期强度发展情况的测定,也适用于同一结构不同部位混凝土强度的相对比较,其缺点是试验结果受骨料影响十分明显。

随着混凝土无损检测方法日益成熟,许多国家开始了制定检测方法的标准工作,其中美国ASTM 所颁布的有关标准最多,这些标准有C 803282硬化混凝土射入阻力标准试验方法、C 823283结构混凝土抽样与检验标准方法、C 597283混凝土超声脉冲速度标准试验方法、C 805285硬化混凝土回弹标准试验方法、C 900287硬化混凝土拔出强度标准试验方法等。此外,国际标准化组织(ISO )也先后提出了回弹法、超声法、钻芯法、拔出法等相应国际标准草案。这些工作对结构混凝土检测技术的工程应用起到了良好的作用。

我国现已使回弹法、超声回弹综合法、钻芯法、拔出法、超声缺陷检测法等主要检测技术规范化,已制定的规程有J G J/2322001回弹法检测混凝土抗压强度技术规程、CECS 02288超声回弹综合法检测混凝土强度技术规程、CECS 03∶88钻芯法检测混凝土强度技术规程、CECS 69294后装拔出法检测混凝土强度技术规程、CECS 2122000超声法检测混凝土缺陷技术规程,有关仪器的研究也发展迅速,并制定了有关仪器标准。总的来说,我国在这一领域中的研究工作起步较早、基础广泛、成果丰硕,在常用的结构混凝土无损检测技术方面的研究和应用水平在国际同行中已处于领先地位。

结构混凝土无损检测技术是多种学科紧密结合的高技术产物。现代材料科学和应用物理学的发展为无损检测技术奠定了理论基础;现代电子技术和计算机科学的发展为无损检测技术提供了现代化的测试工具;同时,现代土木工程中迅速发展的新技术、新材料、新工艺又对无损检测技术不断地提出新的更高的要求,起着积极的促进作用。所以,NDT 技术已成为混凝土测试技术体系中的一个重要分支,是建筑工程测试技术现代化的重要发展方向。

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22・第30卷第8期2004年4月 山西建筑SHANXI ARCHITECTURE

Vol.30No.8Apr.　2004