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混凝土非破損檢測方法 摘要：本文主要介紹了混凝土無損檢測技術(shù)的形成與發(fā)展，并對混凝土無損檢測技術(shù)進行了分類和介紹，分析不同技術(shù)的優(yōu)缺點，探討了混凝土無損檢測技術(shù)在當下的發(fā)展狀況與適用情況，最后對混凝土無損檢測技術(shù)在建筑工程中的應(yīng)用進行了展望。關(guān)鍵詞：混凝土，非破損檢測，混凝土強度，缺陷。1、引言混凝土是現(xiàn)代建筑工程中最主要的結(jié)構(gòu)材料之一，其使用量大，應(yīng)用范圍廣，生產(chǎn)技術(shù)為完全的工業(yè)化，其質(zhì)量直接關(guān)系到結(jié)構(gòu)的安全，因而質(zhì)量管理和控制就顯得十分的重要。在實驗室中用試件測得的混凝土性能指標，往往與實際結(jié)構(gòu)中的混凝土的性能有一定的差別。同時混凝土中鋼筋位置的準確與否、混凝土中缺陷的情況都關(guān)乎著結(jié)構(gòu)的安全與耐久，而傳統(tǒng)方法無法在無損的情況下對混凝土進行質(zhì)量檢測，因此，混凝土無損檢測技術(shù)已成為混凝土結(jié)構(gòu)質(zhì)量管理的重要手段?；炷恋臒o損檢測，就是在不影響結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的受力性能或其他使用功能的前提下，直接在結(jié)構(gòu)或構(gòu)件上通過測定某些適當?shù)奈锢砹?，并通過這些物理量與混凝土、鋼筋的相關(guān)關(guān)系，進而推出混凝土的強度、均勻性、連續(xù)性、耐久性等系列性能。2、混凝土非破損檢測方法的分類對于混凝土非破損檢測的方法，可以按照檢測的目的分為兩類：一類是混凝土強度檢測方法，另一類是混凝土內(nèi)部缺陷等強度以外的檢測方法。本文主要討論第一類方法?；貜椃ǎ豪没貜梼x檢測混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件抗壓強度的方法簡稱回彈法?；貜椫档拇笮》从沉伺c沖擊能量有關(guān)的回彈能量，而回彈能量反映了混凝土表層硬度與混凝土抗壓強度之間的關(guān)系?；貜椃ú僮骱唵?，費用最低廉，檢測效率最高，檢測數(shù)量可靈活，且被測物的形狀尺寸一般不受限制。但回彈法精度相對較差，由于它是利用表層混凝土（13mm）的質(zhì)量來推斷混凝土的整體質(zhì)量，因此，當試測部位表層與內(nèi)部的質(zhì)量有明顯差異或內(nèi)部存在缺陷時，不宜采用回彈法。超聲波法：其檢測原理是依據(jù)超聲儀產(chǎn)生高壓電脈沖，激勵發(fā)射換能器內(nèi)的壓點晶體獲得高頻聲脈沖傳入混凝土介質(zhì)中，由接受換能器接受通過混凝土傳來的聲信號，測出超聲波在混凝土中傳播的時間和距離，算出超聲波在混凝土中的傳播速度。它的傳播速度與混凝土的密實度有關(guān)系，而混凝土的密實度與混凝土的強度有一定的關(guān)系。實際中，由于影響超聲波測強的因素有很多，這些影響因素如果不進行修正都會影響檢測結(jié)果，因此建立測強曲線時應(yīng)加以綜合考慮影響因素的修正。超聲回彈綜合法：超聲回彈綜合法是采用超聲儀和回彈儀，在結(jié)構(gòu)混凝土同一測區(qū)分別測量聲時值和回彈值，然后利用已建立起來的測強公式推算該測區(qū)的混凝土強度。綜合法最大的優(yōu)點就是能較全面地反映構(gòu)成混凝土強度的各種優(yōu)勢，并且還能抵消掉部分影響強度與物理量相關(guān)關(guān)系的因素，提高了混凝土強度檢測的精度和可靠性。因此許多學者認為綜合法是混凝土無損檢測技術(shù)的一個重要發(fā)展方向。射線法：射線法主要依據(jù)射線在混凝土中的穿透衰減或散射強度推算混凝土的密實度，并據(jù)此推定混凝土的強度。由于這種方法要涉及到射線的輻射保護，故很少使用。1. 對各種非破損檢測方法的評價 根據(jù)工程實踐對各種非破損檢測方法的評價如表1所示。 表1 關(guān)于混凝土非破損檢測方法的評價用途檢測方法精度檢測效率簡便性經(jīng)濟性發(fā)展前途強度回彈法BBAAB超聲法CCBBB綜合法BCBBB射線法BCBCB缺陷超聲法BBBBB紅外線法BCCBB 雷達法BBBBB裂縫紅外線法BCCCB超聲法BACBB 非破損檢測方法的最大弱點是測試結(jié)果的誤差大，精度不高。對混凝土的推定強度可用測定值的變異系數(shù)和強度推定誤差進行評價，各種方法的測定值變異系數(shù)和強度推定誤差如表2所示。 表2 各種非破損檢測方法的測定值變異系數(shù)和強度推定誤差 （95%保證率）檢測方法回彈法超聲法綜合法變異系數(shù)4%2.50%10%推定誤差25%20% 10%以上四種方法是非破損檢測方法中較為常見的幾種，回彈法、超聲法及綜合法在我國的結(jié)構(gòu)工程檢測中被廣泛應(yīng)用，并已制定較為完善的技術(shù)規(guī)程；而射線法在我國的應(yīng)用較少。這類方法的特點是測試方便、費用低廉，測試結(jié)果的可靠性主要取決于被測物理量與強度之間的相關(guān)性。因此，必須在測試前建立嚴格的相關(guān)公式或校準測強曲線。由于相關(guān)關(guān)系往往受許多因素的影響，且測強曲線的建立有一定的局限性，測試精度較差。在檢測應(yīng)用時，要考慮當條件變化時，對其進行修改，以保證檢測結(jié)果的準確性。4、混凝土非破損檢測技術(shù)國內(nèi)外發(fā)展狀況 在國外，在國外，混凝土非破損檢測的研究和應(yīng)用己經(jīng)有半個多世紀的歷史了。早在20世紀30年代初，人們就已開始探索和研究混凝土非破損檢測方法，并獲得迅速的發(fā)展。1930年首先出現(xiàn)了表面壓痕法。1935年格里姆（G.Grimet）、艾德（J.M.Ide）把共振法用于測量混凝土的彈性模量。1948年施密特（E.Schmid）研制成功回彈儀。1949年加拿大的萊斯利（Leslie）和奇斯曼（Cheesman）、英國的瓊斯（R.Johns）等運用超聲脈沖進行混凝土檢測獲得成功。接著，瓊斯又使用放射性同位素進行混凝土密實度和強度檢測，這些研究為混凝土無損檢測技術(shù)奠定了基礎(chǔ)。隨后，許多國家也相繼開展了這方面的研究。上世紀80年代以來，這方面的研究工作方興未艾，尤其值得注意的是，隨著科學技術(shù)的發(fā)展，非破損檢測技術(shù)也突破了原有的范疇，涌現(xiàn)出一批新的測試方法，包括微波吸收、雷達掃描、紅外熱譜、脈沖回波等新技術(shù)。目前，正在研究的應(yīng)用于現(xiàn)場檢測的混凝土非破損檢測技術(shù)方法己經(jīng)有二十余種以上，并且新方法、新技術(shù)、新儀器還在不斷涌現(xiàn)。世界上各主要工業(yè)化國家及國際組織均制定了混凝土非破損檢測的標準和方法，一些著名的學術(shù)團體均成立有關(guān)非破損檢測方面的專職組織或機構(gòu)。 在國內(nèi)，我國建設(shè)工程的非破損檢測技術(shù)的研究始于20世紀50年代中期，開始引進瑞士、英國等國的回彈儀和超聲儀，并結(jié)合工程應(yīng)用開展了許多研究工作。20世紀60年代初既開始批量生產(chǎn)回彈儀，并研制成功了多種型號的超聲檢測儀，檢測方法也取得了許多進展。20世紀70年代以后，我國曾多次組織力量合作攻關(guān)，大大推進了結(jié)構(gòu)混凝土非破損檢測技術(shù)的研究和應(yīng)用。我國在這一領(lǐng)域中的研究工作起步較早、基礎(chǔ)廣泛、成果豐碩、應(yīng)用普及率高，在常用的結(jié)構(gòu)混凝土非破損檢測技術(shù)方面研究和應(yīng)用水平已處于國際領(lǐng)先地位，但在新的非破損檢測技術(shù)的開拓方面卻比較落后，有待進一步努力。5、對混凝土非破損檢測技術(shù)應(yīng)用的展望 隨著我國工程界對新技術(shù)、新材料的應(yīng)用，對檢測技術(shù)也提出了新的要求，如高強、高性能混凝土的應(yīng)用，以及再生混凝土等新材料的應(yīng)用對結(jié)構(gòu)工程無損檢測技術(shù)提出了新的要求。計算機、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將與新一代檢測儀器和檢測技術(shù)緊密結(jié)合。伴隨著電子技術(shù)的不斷進步，儀器處理能力得到提高，模糊聚類分析、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)甚至人工智能等先進的數(shù)據(jù)處理手段將得到更廣泛的應(yīng)用，使其能進行快速的、大量信息的處理，使檢測結(jié)果更加可靠、檢測水平不斷提高。參考文獻：1吳慧敏 結(jié)構(gòu)混凝土現(xiàn)場檢測新技術(shù) 湖南大學出版社2國家建筑工程質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心混凝土無損檢測技術(shù) 中國建材工業(yè)出版社3李為杜 混凝土無損檢測技術(shù) 同濟大學出版社4宋雙陽 混凝土強度非破損檢測技術(shù)研究 天津大學碩士學位論文5王慶曌、繆飛 混凝土結(jié)構(gòu)的無損檢測 中華民居2014 年4 月高層框架自振周期的實測與模擬分析實驗方案本實驗可以采用激振法實驗。實驗原理是采用不同的激振方式，通過預(yù)先布設(shè)的傳感器，經(jīng)過放大及記錄儀采集到結(jié)構(gòu)加速度響應(yīng)曲線，對響應(yīng)曲線進行頻譜分析得到結(jié)構(gòu)的實測的自振周期T。驗證分析模型的有效性，通過擴大參數(shù)分析得到不同層數(shù)的簡化計算方法。試驗?zāi)Ｐ鸵娤聢D。層高450mm跨度1125mm，柱截面80*80*3，混凝土板150*650*1500。 實驗的步驟為：1、激振器的布置與安裝 激振器的位置應(yīng)布置在質(zhì)量中心處，且應(yīng)盡量把激振器放在所測結(jié)構(gòu)的頂部，以得到較大的振幅。測量的是結(jié)構(gòu)的平動，因此N階頻率應(yīng)布置N個測點。且要求自下而上等間隔安放。2、 獲得共振曲線開啟開啟激振器后，振動的頻率可以從安裝在激振器馬達上的測速儀讀出，振幅由安裝在建筑物上的測振儀器記錄曲線給出。該結(jié)構(gòu)為多自由度體系，利用該原理，可以對應(yīng)每一階振型出現(xiàn)多個峰值。3.動力特性參數(shù)的確定 （1）自振周期。由共振曲線上可以求得對應(yīng)于峰點的共振頻率?？紤]到該結(jié)構(gòu)體系為小阻尼體系，忽略阻尼作用，認為結(jié)構(gòu)的自振頻率與激振器的頻率相等。 則有自振周期：T=2/ （2）用半功率點法求阻尼比首先確定峰值點對應(yīng)的共振頻率，然后在最大振幅A的1/2高度引平行于橫坐標的截線并與共振曲線相交于兩點，得到該兩點的橫坐標，分別為1和2，于是阻尼比可按下式求出： =(2-1)/20=/20 （3）