试论混凝土无损检测技术及其应用
2015-03-20
引言
在科技飞速发展的现代化社会，在土木建筑工程中随着混凝土的广泛应用，混凝土的质量越来越受到人们的重视。因此，为了保证混凝土的质量以及工程的安全施工，对混凝土进行检测是非常必要的。随着科技的飞速发展，各种准确的、先进的、高效的混凝土检测技术被提出，为工程施工的进行提供了良好的保障。
1、回弹法及应用
回弹法是通过利用回弹仪测得混凝土表面的硬度，来推定混凝土的质量和抗压强度。回弹仪由弹击锤、弹击传力杆组成，弹击锤通过用弹簧驱动，驱动力通过传力杆作用到混凝土，弹击锤反弹回来，并弹到一定的距离，测出这段距离即为反弹距离值，那么得出的与强度相关的指标就是反弹距离与弹簧初始长度的比值，利用该指标推定混凝土的强度，从而对混凝土的质量和抗压强度进行检验。与其他无损检验技术相比较，回弹法的优点在于操作简单，方法容易掌握，仪器方便携带，具有高效率、高灵活性等特点，并且费用较低。但是回弹法也存在一定的缺陷，就是没有足够的精确度，并且只能用于检测表层较薄的混凝土的质量，如若混凝土表层与内部存在明显的质量差异或者混凝土内部存在一定的缺陷，回弹法不能达到工程所要到达的要求。另外，回弹法还不能应用于预应力钢筋锚固区或钢筋密集区的混凝土等。
2、超声波法及应用
在混凝土无损检测技术中，声波法的地位不容忽视。声波法是以波的传播为理论基础的，其主要包括超声波检测技术、声发散检测技术和冲击回波技术等，而工程建设中常用到的为超声波检测技术，下面对超声波检测技术进行重点介绍。
超声波法的检测原理是，超声仪产生高压电脉冲，这种高压电脉冲又通过激励发声脉冲，传入混射换能器内的压电晶体，从而获得高频声脉冲。混凝土传来声信号，在混凝土介质中传递，最后由接受换能器接收，测出超声波在混凝土中传播的时间和距离，算出超声波在混凝土中的传播速度。利用仪器的数据处理及相关的分析软件对接收信号的各种声参数进行综合分析以评估混凝土构件的强度、缺陷等。
超声波检测技术具有良好的指向性，并且传播能量较大；对于各种混凝土材料都能够较好的适应；具有较强的穿透力和良好的检测灵敏度；费用低廉，无毒无害等，从而受到人们的重视和广泛应用。在各种无损检测技术中，超声波法是应用最广泛并且发展最快的检测技术，占有的地位不容忽视。同时，超声波法也存在一定的缺点，例如，由于目前人们对超声波的理论基础了解的不够，并且检测的大部分混凝土的结构较复杂，特别是由于超声波的很多传播规律会随着各类因素的变化而变化，因此在利用超声波法对混凝土进行检测时容易出现或大或小的误差，从而影响对现象的解释以及测试结果的准确性。
3、超声波回弹综合法及应用
顾名思义，超声波回弹综合法就是综合利用超声仪和回弹仪，同时测定混凝土的声时值和回弹值，值得注意的是要使仪器在混凝土结构的同侧进行测定。利用回弹值测定混凝土表面较薄层的质量和强度，利用声时值反映混凝土结构的测出混凝土的力学特征，再通过所得力学特性反映混凝土的内部强度和质量情况。在应用过程中，超声波回弹综合法的优点在于，不仅可以反映较薄层的混凝土表面层的强度，还可以将混凝土内部结构的强度反映出来。此外，还可以把一些容易对混凝土的物理量和强度的相关因素进行抵消，从而提高了测得的混凝土强度的准确性。其缺点在于仍然无法达到十分精确的检测结果，因此与检测结果的精确度方面有关的技术还有待提高。
4、垂直反射法及应用
垂直反射法测定的是一种极小的偏移距离，也就是收发距离很小，从而提高了结果的准确性。其检测原理是，发射探头发射出脉冲波，脉冲波在混凝土介质中的传播过程中会遇到一定的波阻抗，若波阻抗过于明显就会产生反射波，反射波返回到混凝土表面后被接收传感器接收。记录下反射波信号的振幅、相位和频率等信息，并对其进行分析，即可判断出混凝土中的缺陷。
5、地质雷达法及应用
随着地质雷达法的不断提高，其已经成功被应用到了诸多领域如公路路面的调查、桥梁隧道的调查、混凝土检测等。
地质雷达法的工作原理是利用发射天线将高频电磁波由地面以宽频带短脉冲形式定向发送到地下，遇到存在明显差异的波阻抗发生反射，从而返回地面，在地面利用接收天线将其接收。使发射天线和接收天线沿测线同步移动，在移动过程中要注意使发射和接收天线的间距保持固定，然后就得到测线以下部分混凝土的缺陷分布情况的雷达图像。当混凝土存在明显差异时，例如存在蜂窝或架空等时，产生的反射波就会增强；则当混凝土的比较完整致密、性质相对均一时，产生的反射波会很弱。通过对记录的波形的分析可以得出混凝土的强度和内部缺陷。其优点在于其具有可视性和较好的灵活性，并且在同一部分可以反复测试。缺点在于混凝土中的钢筋使混凝土内部的缺陷难以用雷达信号进行识别。
6、钻芯法及应用
钻芯法利用的是专用钻机和人造金刚石空心簿壁钻头。其检测原理是，在混凝土结构构件上直接利用专用钻机和人造金刚石空心簿壁钻头钻取芯样，得到的芯样通过检测可以推定出混凝土的强度和内部缺陷。该方法具有精度高、检测结果较可靠等优点，但是同时存在一定不足就是会损伤混凝土，需要较大的劳动强度，并且成本较昂贵，此外还容易受到各种相关因素的限制。
结语
混凝土无损检测技术是各种土木、建筑等工程的重要监测措施，为了防止质量和安全问题的发生，必须做好监测工作并且提前做好检测和评估，及时判断并排查混凝土结构所存在的缺陷，防患于未然。随着质量需求的增高，混凝土无损检测方法越来越多，越来越先进，效率也越来越高，同时，现代计算机技术的迅速发展，已为无损检测技术提供了很好的技术支持，为其检测结果的可靠性和检测水平的提高提供了一定的基础，并且促进了大量信息处理的速度。
