魏昕　許英剛　陳晨

摘要：混凝土強(qiáng)度無損檢測技術(shù)是在不對混凝土結(jié)構(gòu)產(chǎn)生破壞性損傷的前提下獲取混凝土強(qiáng)度信息的技術(shù)手段，本文從近年來國內(nèi)外在混凝土強(qiáng)度無損檢測方面取得的研究成果、混凝土強(qiáng)度無損檢測技術(shù)基礎(chǔ)理論研究現(xiàn)狀、現(xiàn)階段混凝土強(qiáng)度無損檢測的主流方法三個方面進(jìn)行了詳細(xì)分析和闡述，并在此基礎(chǔ)上開展了混凝土強(qiáng)度無損檢測技術(shù)研究工作。

關(guān)鍵詞：混凝土；強(qiáng)度；無損檢測

中圖分類號：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2015）08-0082-02

所謂無損檢驗，是指在對結(jié)構(gòu)使用性能不造成影響的前提下，對其缺陷進(jìn)行檢測，對于幾何特點及力學(xué)性能進(jìn)行測量，對于化學(xué)成分等數(shù)據(jù)進(jìn)行評定。如果試驗對象是混凝土的話，就產(chǎn)生了相應(yīng)的混凝土強(qiáng)度無損檢驗技術(shù)，能夠?qū)τ诨炷翉?qiáng)度、均勻性、連續(xù)性進(jìn)行質(zhì)量測評。隨著混凝土成為建筑工程的基礎(chǔ)性結(jié)構(gòu)材料，混凝土質(zhì)量問題引起了大家的普遍關(guān)注，而強(qiáng)度屬性是質(zhì)量體系的重要指標(biāo)，在這樣的情況下，混凝土強(qiáng)度無損檢測技術(shù)得以在實踐中廣泛應(yīng)用。

一、混凝土強(qiáng)度無損檢測研究成果

從理論上來講，在混凝土的主要質(zhì)量指標(biāo)體系中，標(biāo)準(zhǔn)試件的抗壓強(qiáng)度是最為基礎(chǔ)的因素，但是在實際檢驗過程中，試件的制作條件不一樣，養(yǎng)護(hù)環(huán)境也千差萬別，原位混凝土也存在多樣化的特點，使得實驗結(jié)構(gòu)難以全面地展現(xiàn)出原位混凝土的質(zhì)量問題。簡單來講，混凝土標(biāo)準(zhǔn)試件的抗壓實驗對于結(jié)構(gòu)混凝土來說，相當(dāng)于是一種間接的測評過程，由此使得其可信度處于較低的水平。在這樣的情況下，急需使用一種不破壞試驗對象性能的檢測方法，可以直接的去進(jìn)行檢測，由此就出現(xiàn)了混凝土強(qiáng)度無損檢測技術(shù)。

1.國外混凝土強(qiáng)度無損檢測研究成果。早在上世紀(jì)30年代，混凝土無損檢測技術(shù)的研究工作就已經(jīng)開展了，早期代表性的有瑞士科學(xué)家施密特結(jié)合多年的研究成果，終于研制成功了回彈儀（下圖為回彈儀的運行原理示意圖），掀開了混凝土無損檢測理論研究的序幕；后來隨著時間的推移，萊斯利等人開展大量的理論研究和總結(jié)，倡導(dǎo)以超聲脈沖的方式去進(jìn)行混凝土的無損檢驗工作；到了上世紀(jì)60年代，菲格瓦羅綜合以前的各種無損檢驗技術(shù)的優(yōu)勢，倡導(dǎo)將聲速和回彈綜合運用到混凝土強(qiáng)度檢驗過程中去，以便取得比較好的檢測效果。歷經(jīng)多年實踐之后，美國專家學(xué)者M(jìn)arySananlone等人，從機(jī)械波反射理論出發(fā)，探析了混凝土無損檢驗工作。隨著科學(xué)的發(fā)展和進(jìn)步，各種全新的混凝土檢測及技術(shù)相繼出現(xiàn)，如微波吸收、雷達(dá)掃描、紅外線譜以及脈沖回波等。

2.國內(nèi)混凝土強(qiáng)度無損檢測技術(shù)研究成果。我國混凝土強(qiáng)度無損檢測技術(shù)是從上世紀(jì)50年代開始推廣使用的，那時候主要是從國外引進(jìn)超聲波儀器以及回彈儀，在將其運用到實踐工程的實踐中，一邊探索一邊總結(jié)，慢慢地填補(bǔ)我國混凝土強(qiáng)度無損檢測技術(shù)的空缺。到了60年代，在大量實踐的基礎(chǔ)上，在眾多學(xué)者專家的努力之下，研制成功了多種型號的超聲波儀器，并且將其廣泛地應(yīng)用到實際技術(shù)研究中去，取得了可喜的成績。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步，我國混凝土無損檢測技術(shù)于80年代迎來了發(fā)展的春天，不僅出現(xiàn)了超聲、回彈等檢測方式，還研究出了全新的檢測方法，如鉆芯法、后裝拔出法。到了90年代，各種檢測技術(shù)相繼運用到實踐工程中去，超聲檢測儀器也實現(xiàn)了數(shù)字化改造，實現(xiàn)了與計算機(jī)系統(tǒng)的融合，實現(xiàn)了自身檢測可靠性的提高。由此，標(biāo)志著我國混凝土強(qiáng)度無損檢測技術(shù)體系越來越完善。

二、混凝土強(qiáng)度無損檢測技術(shù)概況

1.混凝土無損檢測技術(shù)的含義。結(jié)構(gòu)混凝土無損檢測技術(shù)應(yīng)用的主要任務(wù)在于對于混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、內(nèi)部缺陷以及其他性能進(jìn)行檢測，能夠?qū)崿F(xiàn)檢測目的的方式有很多種，本次我們主要從無損檢測技術(shù)的角度入手開展論述。所謂強(qiáng)度無損檢測技術(shù)，是指在對于結(jié)構(gòu)構(gòu)件受力性能不造成影響的基礎(chǔ)上，測量某區(qū)域構(gòu)件的物理量，以此為標(biāo)準(zhǔn)去推定混凝土強(qiáng)度性能的檢測技術(shù)。

2.混凝土強(qiáng)度無損檢測技術(shù)的分類。按照無損檢測技術(shù)原理來進(jìn)行分類，我們可以將混凝土強(qiáng)度無損檢測技術(shù)劃分為以下幾個層次：一是半破損法，一般情況下，主要涉及到鉆芯法、拔出法、板折法和射擊法等。這種檢測方法的特點集中體現(xiàn)在以局部破壞性檢測的方式，更加直觀地獲取檢測結(jié)果。所不足的就是需要對于局部造成破壞，修補(bǔ)工作需要消耗成本，在面臨大面積檢測的時候，這種方式是難以發(fā)揮效能的。二是非破損法，一般情況下，其主要涉及到回彈法、超聲脈沖法、射線吸收法、成熟度法等。這些類型的測試技術(shù)優(yōu)勢在于方便快捷、成本較低，但是其檢測結(jié)果與被測試物理量和強(qiáng)度有著一定的關(guān)聯(lián)，不具備可靠性，很容易受到各種因素的影響，給實際測量結(jié)果的可信度造成了極大的負(fù)面影響。三是綜合法，顧名思義，就是將各種檢測技術(shù)融合到一起，發(fā)揮其最大優(yōu)勢，以便取得比較理想的檢測效果。一般情況下，主要涉及到超聲回彈綜合法、超聲鉆芯綜合法等內(nèi)容。這種方法的特點在于以多項物理參數(shù)為基礎(chǔ)，可以更加全面地反映混凝土的實際性能，相對于單一無損檢測技術(shù)來講，其可靠性和準(zhǔn)確性更高。

三、現(xiàn)階段混凝土強(qiáng)度無損檢測的主流方法

下面我們將目前使用比較普遍的無損混凝土強(qiáng)度檢測技術(shù)進(jìn)行分析，看看它們在實際使用過程中需要注意的問題。

1.回彈法。回彈法，是用一彈簧驅(qū)動的重錘，通過彈擊桿（傳力桿），彈擊混凝土表面，并測出重錘被反彈回來的距離，以回彈值（反彈距離與彈簧初始長度之比）作為與強(qiáng)度相關(guān)的指標(biāo)來推定混凝土強(qiáng)度的一種方法?，F(xiàn)階段我國運用到的回彈儀主要有N型、NR型、M型和L型。這種檢測儀器的特點在于構(gòu)造簡單、操作便捷、檢測精度相對較高，是最為直接、最為經(jīng)濟(jì)的檢測技術(shù)，被大量使用于工程結(jié)構(gòu)普通混凝土抗壓強(qiáng)度檢測環(huán)節(jié)。但是其檢測條件是材料表層、內(nèi)部質(zhì)量不得出現(xiàn)明顯差異或者內(nèi)部缺陷，否則將難以有效地進(jìn)行強(qiáng)度檢測，另外其對于超過回彈測強(qiáng)曲線限定的齡期和強(qiáng)度、碳化過深的材料也難以開展。依照規(guī)格構(gòu)造將現(xiàn)階段使用的回彈儀分為以下幾種類型（見下圖）。不同類型的回彈儀，應(yīng)該依照實際情況，對其進(jìn)行常規(guī)保養(yǎng)和檢定，避免其出現(xiàn)測量結(jié)果失真的情況。endprint

2.超聲回彈綜合法。所謂超聲回彈綜合法，就是將超聲測量技術(shù)與回彈測量技術(shù)融合到一起，以超聲儀測量在測距內(nèi)超聲傳播平均聲速的方式來斷定混凝土的強(qiáng)度，在此基礎(chǔ)上以回彈法去進(jìn)行強(qiáng)度檢測。這種檢測方法的特點在于無損化，對于材料結(jié)構(gòu)組織性能沒有任何影響，可以直接進(jìn)行強(qiáng)度測量；操作便捷，重復(fù)檢測可能性高；可以在無缺陷、均勻的基礎(chǔ)上進(jìn)行強(qiáng)度的測定；適用于部分無法測量回彈值的構(gòu)件，有著比較強(qiáng)的適應(yīng)性。基于上述的特點，其往往不會被使用到因為凍害、化學(xué)侵蝕、火災(zāi)、高溫造成的表面疏松的混凝土檢測過程中去。對于這種混凝土無損檢測技術(shù)，國家專門設(shè)定了混凝土強(qiáng)度技術(shù)規(guī)程，對于行業(yè)內(nèi)使用此種檢測方式方法進(jìn)行了明確的規(guī)定，在使用這種方法的時候，應(yīng)該嚴(yán)格依照這樣的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范來操作。

3.后裝拔出法。后裝拔出法的工作原理是在已經(jīng)硬化的混凝土表面進(jìn)行鉆孔、磨槽、鑲?cè)牍碳?，并且在此基礎(chǔ)上安裝拔出儀，對于其極限拔出力進(jìn)行測定之后，借助拔出力和強(qiáng)度之間的對應(yīng)關(guān)系，實現(xiàn)混凝土強(qiáng)度的測定。這種檢測方法的特點在于檢測精度高，對于構(gòu)件造成的破損程度較低，操作便捷，能夠適用于大量的工況條件中去。實際上其適用范圍在于混凝土強(qiáng)度不低于10MPa，檢測部位混凝土表層與內(nèi)部質(zhì)量應(yīng)保持一致，如果出現(xiàn)不一致的情況，應(yīng)該及時進(jìn)行表面處理，以便檢測工作的順利開展。

4.鉆芯法。在實際檢測強(qiáng)度過程中，利用鉆機(jī)，在結(jié)構(gòu)混凝土中鉆取芯樣，在此基礎(chǔ)上去測定混凝土的強(qiáng)度，這就是鉆芯法。這種方法的優(yōu)勢在于直觀、可靠、精度比較高，有著比較廣泛的使用范圍。但是也存在有局限的地方：一是對于工程結(jié)構(gòu)局部會造成損傷，受鉆芯到位置、數(shù)量等因素的影響；二是鉆芯機(jī)加工配套設(shè)備比較笨重，移動不便，造成測試的成本處于較高水平；三是孔洞需要進(jìn)行修補(bǔ)，其難度比較大。這種檢測方法的適用范圍條件為強(qiáng)度不大于80MPa，在進(jìn)行綜合檢測配合使用的時候，應(yīng)該對于抗壓強(qiáng)度值進(jìn)行修正。

四、結(jié)語

綜上所述，現(xiàn)階段適用于混凝土強(qiáng)度無損檢測過程中的技術(shù)還存在很多不完善的地方，無論是從理論體系構(gòu)建還是從實踐經(jīng)驗積累的角度來講，我們還需要積極去探索，爭取將更多、更精確的技術(shù)運用進(jìn)去，以便實現(xiàn)混凝土強(qiáng)度無損檢測工作質(zhì)量的提高，使其成為促進(jìn)混凝土工程安全性評估工作朝著高效率方向發(fā)展的重要工具。

參考文獻(xiàn)：

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