李智慧

鹽城市市政設(shè)施管理處 江蘇 鹽城 224002

近些年來，針對于裝配式建筑的推廣應(yīng)用，越來越多的國家政策得以出臺，結(jié)合社會環(huán)境綠色節(jié)能發(fā)展的需求，裝配式建筑在我國得到較快的發(fā)展，其中主推的結(jié)構(gòu)體系為裝配式整體式混凝土結(jié)構(gòu)。與傳統(tǒng)的現(xiàn)澆體系相比，裝配式建筑在節(jié)能環(huán)保和提高工程施工效率方面有著一定的優(yōu)勢。灌漿連接是裝配混凝土結(jié)構(gòu)體系中預(yù)制構(gòu)件之間連接方式中最為重要的一種，通過灌漿料凝固后與鋼筋產(chǎn)生的錨固力來傳遞構(gòu)件之間的受力[1]。目前裝配式混凝土結(jié)構(gòu)中灌漿連接主要分為套筒連接和漿錨搭接兩類，其中套筒連接方式應(yīng)用的更廣泛。當(dāng)裝配式建筑采用灌漿連接時，其灌漿節(jié)點(diǎn)的質(zhì)量決定著整個結(jié)構(gòu)體系的安全[2]，目前國內(nèi)對灌漿質(zhì)量的檢測有過一些研究，從初期的直接破損取樣觀察，到后續(xù)嘗試采用多種無損方法進(jìn)行試驗(yàn)，目前可行的檢測方法主要有：預(yù)埋傳感器法、預(yù)埋鋼絲拉拔法、沖擊回波法、內(nèi)窺鏡法及X射線成像法等[3-5]，其中X射線成像法相比其他檢測方法而言具有無需預(yù)埋設(shè)備、無需破損、現(xiàn)場檢測便捷等特點(diǎn)，綜合而言優(yōu)于其他幾種檢測方法?；诖吮疚膶深惓Ｓ玫腦射線成像法在檢測靈敏度方面和實(shí)際工程應(yīng)用方面進(jìn)行對比研究，以期為裝配式建筑的現(xiàn)場檢測提供技術(shù)參考。

1 X射線成像法檢測灌漿質(zhì)量原理

當(dāng)X射線穿過實(shí)體時會發(fā)生衰減現(xiàn)象，主要是因?yàn)樵谖矬w中發(fā)生吸收衰減和散射衰減情況，而且不同物質(zhì)X射線在其中的衰減系數(shù)不一樣，所以在應(yīng)用X射線檢測時，其穿透物體后的射線強(qiáng)度會受物體的厚度和物體內(nèi)部的缺陷影響，當(dāng)厚度增大時透過的射線強(qiáng)度就會減小，當(dāng)透過空洞等缺陷部位時，會減少對X射線的吸收衰減，透過的強(qiáng)度會增強(qiáng)[6]。

X射線膠片成像法檢測灌漿質(zhì)量原理為將底片放置于待檢混凝土預(yù)制構(gòu)件連接節(jié)點(diǎn)位置的后面，透射過混凝土的X射線會使膠片感光，即使底片上的鹵化銀感光產(chǎn)生影像，再將底片帶回實(shí)驗(yàn)室暗室中經(jīng)過顯影和定影處理后得到底片，在膠片受到感光越多的區(qū)域，其底片上的黑度越大，之后可以通過觀察膠片上的圖像就可知曉物體內(nèi)部的狀況。X射線膠片成像法檢測設(shè)備及配套設(shè)施主要有常規(guī)的便攜式X射線機(jī)、射線膠片及底片處理暗室。

X射線數(shù)字成像法（DR法）檢測灌漿質(zhì)量是將待檢混凝土預(yù)制構(gòu)件連接節(jié)點(diǎn)位置的背后的X射線膠片換成數(shù)字平板探測器，當(dāng)射線透過被檢預(yù)制構(gòu)件，透過的X射線被數(shù)字平板探測器所接收，經(jīng)過一些列的處理轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，再通過電腦軟件處理，最終可以在電腦顯示屏上得到數(shù)字圖像。X射線數(shù)字成像法檢測設(shè)備主要有便攜式高頻恒壓 X 射線機(jī)、數(shù)字成像板、計(jì)算機(jī)及數(shù)據(jù)處理軟件。

從檢測的原理上可以看出X射線膠片成像法與X射線數(shù)字成像法的一些區(qū)別，X射線膠片成像法在施工現(xiàn)場檢測完成后需將底片帶至實(shí)驗(yàn)室處理，之后才能在觀片燈下查看檢測結(jié)果，這說明采用X射線膠片成像法檢測時從現(xiàn)場檢測至最后知曉檢測結(jié)果中間至少需要一天的時間，檢測結(jié)果有一定的延后性。采用X射線數(shù)字成像法時，在檢測現(xiàn)場可以通過筆記本電腦里的軟件來處理數(shù)據(jù)，在檢測現(xiàn)場即可得到檢測結(jié)果，具有較高的時效性。另外，從設(shè)備投資的成本上看出，X射線膠片成像法檢測可使用常規(guī)的便攜式X射線機(jī)，價格便宜；X射線數(shù)字成像法的高頻恒壓 X 射線機(jī)一般需要采用進(jìn)口設(shè)備，其配套的數(shù)字成像板及數(shù)據(jù)處理軟件價格均較昂貴，設(shè)備成本較高。

2 檢測靈敏度對比研究

2.1 X射線成像法在混凝土中的檢測靈敏度

2.1.1 試件制作

為研究X射線成像法在裝配式混凝土結(jié)構(gòu)的盲孔灌漿節(jié)點(diǎn)的檢測靈敏度，模擬制作兩個200×200×300mm的方形橫通孔混凝土試件，分別為試件1與試件2。試件1內(nèi)置橫通孔規(guī)格是寬度10mm、高度分別為7mm、8mm、9mm、10mm、11mm及12mm；試件2內(nèi)置橫通孔規(guī)格是寬度10mm、高度分別為3mm、4mm、5mm、6mm及7mm。

2.1.2 試驗(yàn)參數(shù)

采用X射線膠片成像法和X射線數(shù)字成像法分別對試件1和試件2進(jìn)行試驗(yàn)。X射線膠片成像法試驗(yàn)的工藝參數(shù)均為：工作電壓245kV、工作電流5mA、透照時間5分鐘、焦點(diǎn)距離600mm；射線底片暗室處理的參數(shù)均為：顯影5分鐘、定影8分鐘、流水沖洗30分鐘后風(fēng)干或烘干。X射線數(shù)字成像法試驗(yàn)時工藝參數(shù)均為：電壓250kV、電流3mA、照射時間1分鐘、焦點(diǎn)距離800mm；電腦接收幀數(shù)為10幀，一幀6秒。

2.1.3 試驗(yàn)結(jié)果

試驗(yàn)得到試件1和試件2的結(jié)果分別見圖1-4所示。圖1和圖2分別為試件1和試件2膠片成像法試驗(yàn)底片，試件1中7-12mm高度的長橫孔在底片上的影像均較為清晰；試件2中4-7mm高度的長橫孔在底片上的影像均較為清晰，3mm高度的長橫孔在底片上顯示過于模糊，基本不可見。圖3和圖4分別為試件1和試件2數(shù)字成像法試驗(yàn)結(jié)果圖片，試件1中7-12mm高度的長橫孔圖像清晰明顯；試件2中4-7mm高度的長橫孔圖像清晰可見，3mm高度的長橫孔圖像顯示較為模糊，但仍隱約可見。因此得知，X射線膠片法在20cm厚度的墻板中在其穿射方向上最小能發(fā)現(xiàn)4mm的缺陷，X射線數(shù)字成像法在20cm厚度的墻板中在其穿射方向上最小能發(fā)現(xiàn)3mm的缺陷。

圖1 試件1膠片成像法試驗(yàn)底片

圖2 試件2膠片成像法試驗(yàn)底片

圖3 試件1數(shù)字成像法試驗(yàn)結(jié)果圖片

圖4 試件2數(shù)字成像法試驗(yàn)結(jié)果圖片

2.2 X射線成像法在混凝土灌漿套筒內(nèi)的檢測靈敏度

2.2.1 試件制作

制作一個200×200×300mm的混凝土試件，其內(nèi)置直徑為40mm的橫通孔，命名為試件3，并制作3個套筒試件，其內(nèi)含有不同尺寸的階梯孔洞。套筒試件1內(nèi)階梯孔洞的尺寸為5mm、10mm、15mm、20mm，套筒試件1內(nèi)階梯孔洞的尺寸為11mm、12mm、13mm、14mm，套筒試件1內(nèi)階梯孔洞的尺寸為6mm、7mm、8mm、9mm。試驗(yàn)時，將套筒試件分別放入試件3內(nèi)。

2.2.2 試驗(yàn)參數(shù)

X射線膠片成像法與X射線數(shù)字成像法的試驗(yàn)參數(shù)均同本文中2.1.2中的試驗(yàn)參數(shù)。

2.2.3 試驗(yàn)結(jié)果

試驗(yàn)得到的結(jié)果分別見圖5和圖6所示。從圖5(a)、(b)、(c)和圖6(a)、(b)、(c)中均可見明顯的長條形影像，比較三個套筒在膠片成像法和數(shù)字成像法下得到的影像，都可以明顯看出套筒試件1中的影像長度較短，這說明套筒試件1中5mm厚的階梯孔洞未能測試到，而套筒試件3中6mm厚的階梯孔洞的影響清晰可見，這說明最小只能檢測到6mm的階梯孔洞。因此得知，X射線膠片成像法和X射線數(shù)字成像法在20cm厚度的墻板灌漿套筒中在其穿射方向上均最小能發(fā)現(xiàn)6mm的缺陷。

圖5 膠片成像法試驗(yàn)底片

圖6 數(shù)字成像法試驗(yàn)結(jié)果圖片

3 工程應(yīng)用

為確認(rèn)X射線成像法在裝配式工程應(yīng)用中的可行性，選擇無錫市惠山區(qū)某項(xiàng)目進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)證。該項(xiàng)目含11棟住宅樓，其中4棟采用為裝配式剪力墻結(jié)構(gòu)，每幢18層，其中剪力墻采用灌漿套連接，該工程所使用套筒規(guī)格為外徑48mm、長度310mm，套筒內(nèi)錨固鋼筋公稱直徑為16mm，設(shè)計(jì)錨固長度128mm。分別使用X射線膠片成像法和X射線數(shù)字成像法對灌漿套筒進(jìn)行試驗(yàn)，從圖7和圖8可以，采用X射線膠片成像法和X射線數(shù)字成像法對剪力墻中灌漿套筒試驗(yàn)均可以得到清晰的影像，灌漿套筒的輪廓、錨固鋼筋及其內(nèi)部的灌漿情況都較為清晰。

圖7 X射線膠片成像法試驗(yàn)射線底片

圖8 X射線數(shù)字成像法試驗(yàn)結(jié)果圖片

4 結(jié)論

(1) X射線數(shù)字成像法與X射線膠片成像法相比而言，其設(shè)備成本高，檢測時能夠當(dāng)場知曉檢測結(jié)果，具有較高的時效性。

(2) 本文采用 X 射線膠片成像法和X射線數(shù)字成像法測試其在200 mm厚的混凝土墻中和灌漿套筒中的檢測靈敏度，試驗(yàn)結(jié)果表明：X射線膠片法在20cm厚度的墻板中在其穿射方向上最小能發(fā)現(xiàn)4mm的缺陷，X射線數(shù)字成像法在20cm厚度的墻板中在其穿射方向上最小能發(fā)現(xiàn)3mm的缺陷；X射線膠片成像法和X射線數(shù)字成像法在20cm厚度的墻板灌漿套筒中在其穿射方向上均最小能發(fā)現(xiàn)6mm的缺陷。

(3) X 射線膠片成像法和X射線數(shù)字成像法現(xiàn)場測試均能得到較好的成像效果和準(zhǔn)確的結(jié)果，均能在實(shí)際工程中應(yīng)用。