A. 混凝土強度無損檢測和有損檢測方法種類及檢測原理
(1)回彈法 回彈法是以在混凝土結構或構件上測得的回彈值和碳化深度來評定混凝土結構或構件強度的一種方法,它不會對結構或構件的力學性質和承載能力產生不利影響,在工程上已得到廣泛應用。回彈法使用的儀器為回彈儀,它是一種直射錘擊式儀器,是用一彈擊錘來沖擊與混凝土表面接觸的彈擊桿,然後彈擊錘向後彈回,並在回彈儀的刻度標尺上指示出回彈數值。
(2)超聲回彈綜合法 混凝土超聲檢測目前主要是採用「穿透法」,即用一發射換能器重復發射超聲脈沖,讓超聲波在所檢測的混凝土中傳播,然後由接收換能器接收。被接收到的超聲波轉化為電信號後再經超聲儀放大顯示在示波屏上,用超聲儀測量直接收到的超聲信號的聲學參數。
(3)超聲波法 超聲波在混凝土中的傳播速度與混凝土的彈性性質密切相關,而混凝土的彈性性質又可以反映其強度大小,從而可以在混凝土超聲波傳播速度與其強度之間建立起一種相關關系,這種關系通常為非線性關系,可用經驗公式或專用測強曲線來表示。
(4)雷達法 鋼筋混凝土雷達多採用1GHz 及以上的電磁波,可探測結構及構件混凝土中鋼筋的位置、保護層的厚度以及孔洞、酥鬆層、裂縫等缺陷。
(5)沖擊回波法 混凝土紅外線無損檢測是通過測量混凝土的熱量及熱流來判斷其質量的一種方法。當混凝土內部存在某種缺陷時,將改變混凝土的熱傳導,使混凝土表面的溫度場分布產生異常,用紅外成像儀測出表示這種異常的熱像圖,由熱像圖中異常的特徵可判斷出混凝土缺陷的類型及位置特徵等。
(6)拔出法(局部損壞) 將安裝在混凝土體內的錨固件拔出,測定其極限抗拔力,然後根據預先建立的混凝土極限拔出力與其抗壓強度之間的相關關系來測定混凝土強度的一種半破損檢測方法。
(7)鑽芯法 鑽芯法是利用專用鑽機和人造金剛石空心薄壁鑽頭,在結構混凝土上鑽取芯樣以檢測混凝土強度和缺陷的一種檢測方法。它可用於檢測混凝土的強度,結構混凝土受凍、火災損傷的深度,混凝土接縫及分層處的質量狀況,混凝土裂縫的深度、離析、孔洞等缺陷。
(8)超聲波CT 法 將計算機層析成像(Computerized Tomography,簡稱CT)技術用於混凝土超聲波檢測,即為混凝土超聲波層析成像檢測方法。
B. 檢測混凝土目前有些什麼方法包括破壞性和無損的
破壞性的就是鑿開了,可以檢查鋼筋、保護層厚度、混凝土密實情況等;
無損檢測:
1 回彈法
回彈法是以在混凝土結構或構件上測得的回彈值和碳化深度來評定混凝土結構或構件強度的一種方法,它不會對結構或構件的力學性質和承載能力產生不利影響,在工程上已得到廣泛應用。
2 超聲波法
超聲波法檢測混凝土常用的頻率為20~250kHz,它既可用於檢測混凝土強度,也可用於檢測混凝土缺陷。
3 超聲回彈綜合法
回彈法只能測得混凝土表層的強度,內部情況卻無法得知,當混凝土的強度較低時,其塑性變形較大,此時回彈值與混凝土表層強度之間的變化關系不太明顯;超聲波在混凝土中的傳播速度可以反映混凝土內部的強度變化,但對強度較高的混凝土,波速隨強度的變化不太明顯。如將以上兩種方法結合,互相取長補短,通過實驗建立超聲波波速—回彈值—混凝土強度之間的相關關系,用雙參數來評定混凝土的強度,即為超聲回彈綜合法。 實踐表明該法是一種較為成熟、可靠的混凝土強度檢測方法。
4 雷達法
鋼筋混凝土雷達多採用1GHz 及以上的電磁波,可探測結構及構件混凝土中鋼筋的位置、保護層的厚度以及孔洞、酥鬆層、裂縫等缺陷。它首先向混凝土發射電磁波,當遇到電磁性質不同的缺陷或鋼筋時,將產生反射電磁波,接收此反射電磁波可得到一波形圖,據此波形圖可得知混凝土內部缺陷的狀況及鋼筋的位置等。雷達法主要是根據混凝土內部介質之間電磁性質的差異來工作的,差異越大,反射波信號越強。 雷達法檢測混凝土其探測深度較淺,一般為20 cm 以內,探地雷達使用較低頻率電磁波,探測深度可稍大些。此外,該法受鋼筋低阻屏蔽作用影響較大,且儀器本身價格昂貴,故實際工程上應用的並不多。
5 沖擊回波法
沖擊回波法是用一鋼珠沖擊結構混凝土的表面,從而在混凝土內產生一應力波,當該應力波在混凝土內遇到波阻抗差異界面即混凝土內部缺陷或混凝土底面時,將產生反射波,接收這種反射波並進行快速傅里葉變換(FFT)可得到其頻譜圖,頻譜圖上突出的峰值就是應力波在混凝土內部缺陷或混凝土底面的反射形成的,根據其峰值頻率可計算出混凝土缺陷的位置或混凝土的厚度。由於該法採用單面測試,特別適合於只有一個測試面如路面、護坡、底板、跑道等混凝土的檢測。
6 紅外成像法
自然界中任何高於絕對零度(-273℃)的物體都是紅外線的輻射源,它們都向外界不斷地輻射出紅外線。紅外線是介於可見光與微波之間的電磁波, 其波長為0.76~1000 μm, 頻率為4×1014~3×1011 Hz。 混凝土紅外線無損檢測是通過測量混凝土的熱量及熱流來判斷其質量的一種方法。當混凝土內部存在某種缺陷時,將改變混凝土的熱傳導,使混凝土表面的溫度場分布產生異常,用紅外成像儀測出表示這種異常的熱像圖,由熱像圖中異常的特徵可判斷出混凝土缺陷的類型及位置特徵等。這種方法屬非接觸無損檢測方法,可對檢測物進行上下、左右的連續掃測,且白天、黑夜均可進行,可檢測的溫度為-50~2000℃,解析度可達0.1~0.02℃,是一種檢測精度較高、使用較方便的無損檢測方法,並具有快速、直觀、適合大面積掃測的特點,可用於檢測混凝土遭受凍害或火災等損傷的程度以及建築物牆體的剝離、滲漏等。
7 拔出法
拔出法用於檢測混凝土的強度,它是將安裝在混凝土體內的錨固件拔出,測定其極限抗拔力,然後根據預先建立的混凝土極限拔出力與其抗壓強度之間的相關關系來測定混凝土強度的一種半破損(局部破損)檢測方法。大量實驗表明:極限拔出力與混凝土抗壓強度之間確實存在著某種近似線性的對應關系,這就為該方法的應用提供了堅實的基礎。 拔出法可分為預埋拔出法及後裝拔出法兩種,預埋拔出法是指預先將錨固件埋入混凝土內的拔出法,後裝拔出法是指在已硬化的混凝土上鑽孔,然後在其上安裝錨固件的拔出法。前者主要適用於成批、連續生產的混凝土結構
構件的強度檢測,後者可用於新、舊混凝土各種構件的強度檢測。 拔出法一般不宜直接用於遭受凍害、化學腐蝕、火災等損傷混凝土的檢測。
8 鑽芯法
鑽芯法是利用專用鑽機和人造金剛石空心薄壁鑽頭,在結構混凝土上鑽取芯樣以檢測混凝土強度和缺陷的一種檢測方法。它可用於檢測混凝土的強度,結構混凝土受凍、火災損傷的深度,混凝土接縫及分層處的質量狀況,混凝土裂縫的深度、離析、孔洞等缺陷。 該方法直觀、准確、可靠,是其他無損檢測方法不可取代的一種有效方法。鑽芯法檢測混凝土費用較高,費時較長,且對混凝土造成局部損傷,因而大量的鑽芯取樣往往受到限制,可利用其他無損檢測方法如超聲法與鑽芯法結合使用,以減少鑽芯數量,另一方面鑽芯法的檢測結果又可驗證其他無損檢測方法如超聲法的檢測結果,以提高其檢測的可靠性。
9 超聲波CT 法
超聲波具有穿透能力強,檢測設備簡單,操作方便等優點,特別適合於對混凝土的檢測,尤其適合對大體積混凝土如大壩、橋墩、承台及混凝土灌注樁的檢測。常規的超聲波對測法及斜測法[4]可檢測混凝土內部的缺陷,但這需要操作人員具有一定的工作經驗,且檢測精度也不夠高,僅能得到某些測線上而非全斷面的混凝土質量信息。 將計算機層析成像( Computerized Tomography,簡稱CT)技術用於混凝土超聲波檢測,即為混凝土超聲波層析成像檢測方法。 該方法首先將待檢測混凝土斷面剖分為諸多矩形單元,如圖1 所示,然後從不同方向對每一單元進行多次超聲波射線掃描,即由來自不同方向的多條射線穿過一個單元,用所測超聲波走時數據進行計算成像,其成像結果可精確、直觀表示出整個測試斷面上混凝土的缺陷及質量信息,使檢測精度大為提高。混凝土超聲波CT 檢測測線布置如圖2 所示。