鄭振榮 施承志

(1. 泉州市八發(fā)建筑材料有限公司,福建 泉州 362343;2. 福建華峰集團有限公司,福建 泉州 362799)

1 概述

在建筑工程中,常采用各種檢測手段把控工程質(zhì)量,無損檢測技術(shù)就是一種非?？煽壳覐V泛應(yīng)用的檢測方式。無損檢測技術(shù)是一種通過非破壞性的方法來獲取材料、結(jié)構(gòu)或設(shè)備內(nèi)部信息的技術(shù)［1］,它可以在不破壞被測對象的情況下,檢測、監(jiān)測和評估其內(nèi)外部的質(zhì)量完整性。在建筑工程領(lǐng)域中,無損檢測技術(shù)被廣泛應(yīng)用于質(zhì)量控制和安全評估,這對建筑工程領(lǐng)域的檢測發(fā)展具有重要意義［2］。傳統(tǒng)的破壞性檢測需要破壞部分建筑結(jié)構(gòu)并從中取樣檢測,費時費力,而無損檢測技術(shù)通過非破壞性的方式可以快速、高效地獲取被測對象的內(nèi)部信息,進而減少了對建筑資產(chǎn)的損壞,降低了修復(fù)的成本,減少了大量的人力和時間成本。無損檢測技術(shù)能夠?qū)崟r監(jiān)測建筑結(jié)構(gòu)在使用過程中的變化和損傷,以及潛在的質(zhì)量問題和安全隱患［3-4］,可以將檢測數(shù)據(jù)以圖像、圖表等形式進行可視化展示,使得分析和評估更加直觀清晰［5］。通過及時維修和加固,可以確保建筑結(jié)構(gòu)的安全性和穩(wěn)定性,并延長其使用壽命。此外,無損檢測結(jié)合傳感器技術(shù),可以實現(xiàn)對結(jié)構(gòu)參數(shù)的綜合分析,為工程師提供科學(xué)依據(jù)和指導(dǎo)工作。

本文闡述無損檢測技術(shù)在泉州市建筑工程質(zhì)量檢測中的應(yīng)用實例,總結(jié)出無損檢測技術(shù)的優(yōu)勢和限制,并對應(yīng)用的關(guān)鍵因數(shù)進行了研究,為其他地區(qū)建筑工程中使用無損檢測技術(shù)把控工程質(zhì)量提供一定的理論依據(jù)。

2 無損檢測技術(shù)在泉州市建筑工程質(zhì)量檢測中的應(yīng)用

2.1 超聲波檢測技術(shù)的應(yīng)用

超聲波檢測技術(shù)是通過超聲波在材料內(nèi)部的傳播和反射特性,對建筑結(jié)構(gòu)中的缺陷、裂縫和變形進行檢測和評估。泉州市大部分建筑工程項目均使了用超聲波無損檢測技術(shù)檢測工程質(zhì)量,主要有混凝土結(jié)構(gòu)裂縫檢測、鋼結(jié)構(gòu)缺陷檢測、混凝土結(jié)構(gòu)表觀缺陷(如空洞等)檢測和樁基檢測中的聲測法、低應(yīng)變法及高應(yīng)變法檢測樁身完整性等(圖1～圖4)。超聲波檢測技術(shù)在泉州地區(qū)的混凝土結(jié)構(gòu)檢測中得以廣泛應(yīng)用,是因為通過分析超聲波的傳播時間和幅度變化,可以對混凝土結(jié)構(gòu)中的裂縫、空洞、氣孔、蜂窩等缺陷進行定量化評估,也可以由此判斷混凝土構(gòu)件的密實度,進而推斷出混凝土本身的質(zhì)量。此外,超聲波不僅可以穿透混凝土表面,準確地定位和檢測鋼筋的位置、直徑和長度,還可以通過分析超聲波的反射特征檢測鋼筋的腐蝕、斷裂和變形等情況。超聲波檢測技術(shù)可以實時監(jiān)測建筑結(jié)構(gòu)的變形、振動和損傷情況,及時發(fā)現(xiàn)隱患并采取相應(yīng)措施。這種技術(shù)可以應(yīng)用于橋梁、樓房、隧道等各種建筑結(jié)構(gòu)的健康狀況監(jiān)測［6］。超聲波檢測還可以用于評估建筑材料之間的黏結(jié)性能,如混凝土與金屬、混凝土與混凝土之間的黏結(jié)強度,這主要是因為通過分析超聲波在不同材料界面的反射和衰減情況,可以判斷黏結(jié)性能的好壞和存在的問題［7］。

圖1 裂縫檢測現(xiàn)場

圖2 裂縫檢測現(xiàn)場

圖3 低應(yīng)變檢測現(xiàn)場

圖4 樁基聲測試驗現(xiàn)場

超聲波檢測技術(shù)在建筑工程質(zhì)量檢測中的應(yīng)用具有快速、準確、非破壞等優(yōu)勢。它不僅可以降低對建筑結(jié)構(gòu)的安全性和穩(wěn)定性的破壞,還能快速、準確地為工程師制定維修和加固方案提供檢測數(shù)據(jù)。然而,超聲波檢測技術(shù)的應(yīng)用仍受到建筑所使用的材料的特性和結(jié)構(gòu)復(fù)雜性的影響。這是因為使用超聲波檢測混凝土結(jié)構(gòu)強度時,鋼筋混凝土中混凝土成型時的水灰比、粗細集料的大小、混凝土齡期、收縮變化等相關(guān)因素均會影響檢測的結(jié)果。此外,混凝土構(gòu)件本身非均質(zhì)材料,對超聲波的能量有吸收效應(yīng),材料的不均勻特性對檢測結(jié)果也存在一定的影響。因此,在使用無損檢測儀時,需要培訓(xùn)出更多專業(yè)的技術(shù)人員進行操作,確保檢測結(jié)構(gòu)的準確性和可靠性。

2.2 熱像儀技術(shù)的應(yīng)用

隨著工程技術(shù)發(fā)展,建筑工程中越來越多問題需要通過非破損的方式檢測出來并加以解決,熱像儀無損檢測技術(shù)是一種非常實用的檢測手段。熱像儀可以通過探測和測量物體表面的紅外輻射,并將其轉(zhuǎn)化為熱圖像,這可以為我們提供有關(guān)建筑結(jié)構(gòu)熱分布和溫度異常的信息。所以,通過熱像儀技術(shù),可以及時、快速檢測建筑結(jié)構(gòu)中的熱橋(熱傳導(dǎo)較快的區(qū)域)和漏熱點,這可能導(dǎo)致能量浪費、溫度不均勻及潛在損害的問題,并采取相應(yīng)的維修和加固措施。熱像儀可以用來評估建筑結(jié)構(gòu)的絕熱隔熱性能,檢測墻體、屋頂和窗戶等部位的隔熱效果,通過比較不同區(qū)域的熱分布情況和溫度差異,評估絕熱材料的效果和可能存在的隱患［8-10］。熱像儀還可以用于檢測建筑結(jié)構(gòu)中的漏水問題,如漏水管道、滲漏墻面等,通過觀察熱圖像中的溫度異常,可以快速識別并定位漏水點,有助于及時修復(fù),以防止進一步損害。此外,熱像儀還可以用于監(jiān)測建筑設(shè)備的運行狀態(tài),如電氣線路、空調(diào)系統(tǒng)等,通過檢測設(shè)備表面的熱量分布,可以發(fā)現(xiàn)異常的熱點或過載情況,提前做出維護和保養(yǎng)的決策,消除潛在故障,降低安全隱患。

熱像儀技術(shù)具有高效、快速、非接觸式等優(yōu)勢,在建筑工程質(zhì)量檢測中發(fā)揮重要作用。它可以提供直觀的熱圖像,幫助工程師和維護人員及早發(fā)現(xiàn)并解決潛在問題,提高建筑的能效性能和安全性。然而,熱像儀技術(shù)應(yīng)用受操作水平影響很大,需要專業(yè)人員進行專業(yè)操作和經(jīng)驗解讀。同時,建筑材料本身的特性和環(huán)境條件也會對檢測結(jié)果產(chǎn)生一定的影響,這主要是因為被測物體的表面性能很大程度取決于材料本身的熱性能,并且環(huán)境的影響是多樣的,會受霧天、雨天的限制,同時太陽輻射和環(huán)境輻射在紅外熱像儀成像方面也構(gòu)成較大的影響。

2.3 電磁感應(yīng)法/X射線檢測技術(shù)的應(yīng)用

電磁感應(yīng)法無損檢測技術(shù)在建筑工程質(zhì)量檢測中廣泛應(yīng)用,如現(xiàn)場檢測鋼筋混凝土中鋼筋保護層厚度,也用于測量鋼筋混凝土中鋼筋直徑,還可以用于測量混凝土樓板的板厚(圖5～圖6)。鋼筋保護層探測儀通過具有發(fā)射、接收功能的探頭發(fā)射電磁信號,保護層內(nèi)鋼筋產(chǎn)生二次感應(yīng)磁場,被探頭接收,經(jīng)儀器處理后,得到鋼筋保護層厚度或鋼筋直徑的測量值。樓板測厚儀是通過發(fā)射探頭發(fā)射出穩(wěn)定的交變電磁場,根據(jù)電磁理論,電磁場的強度隨著距離變長而衰減,由接收探頭接收電磁場,并將電磁場的強度值通過無線發(fā)送給主機,主機根據(jù)接收到的信號強度值實時計算樓板的厚度。電磁感應(yīng)法的廣泛應(yīng)用極大提高了建筑工程質(zhì)量檢測的效率。

圖5 鋼筋保護層厚度檢測及鋼筋直徑檢測

圖6 混凝土樓板厚度檢測

X射線檢測技術(shù)也是泉州地區(qū)建筑工程中常用的無損檢測方式,它可以對墻體透射成像,檢測到墻體內(nèi)部隱蔽的管道破損或滲漏位置,發(fā)現(xiàn)墻體中可能存在的漏水點或滲透問題。在建筑工程質(zhì)量檢測中,X射線檢測技術(shù)常用于檢測建筑結(jié)構(gòu)中的裂縫、空洞和孔隙,評估材料的密實度和均勻性,評估隱蔽結(jié)構(gòu)的完整性。X射線檢測也常用于地下管道的布局和損傷情況探測,對潛在的風(fēng)險進行評估。

X射線檢測技術(shù)在建筑工程質(zhì)量檢測中具有快速、準確、全面等優(yōu)勢,它可以提供直觀的圖像和數(shù)據(jù),幫助工程師和檢測人員發(fā)現(xiàn)和解決隱藏的缺陷和問題,提高建筑結(jié)構(gòu)的質(zhì)量和安全性。然而,X射線檢測技術(shù)需要專業(yè)的檢測設(shè)備和經(jīng)驗豐富的操作人員,同時還需要注意輻射防護和環(huán)境保護等方面的安全措施。目前,在建筑鋼結(jié)構(gòu)檢測中常用的便捷式X射線探傷儀國內(nèi)外均有生產(chǎn),且設(shè)計理念堅固、可靠、耐用,控制器高度集成,內(nèi)部結(jié)構(gòu)制造堅固。這類儀器攜帶方便,也經(jīng)常在橋梁、化工、壓力容器等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。同時,對于各類電線電纜、插頭、導(dǎo)線等應(yīng)用在工程中的材料,也可以用X射線探傷儀檢測,通過圖像可以協(xié)助查看產(chǎn)品內(nèi)部結(jié)構(gòu)是否存在物理缺陷,還可以借此觀測焊接點位、焊接狀態(tài)等。

3 無損檢測技術(shù)的優(yōu)勢與局限性

無損檢測技術(shù)對建筑工程質(zhì)量提升發(fā)揮重要作用。除了上述檢測方法外,其他廣泛應(yīng)用的無損檢測主要有：①回彈法檢測混凝土構(gòu)件抗壓強度、回彈法檢測普通黏土磚抗壓強度;②貫入法檢測砌筑砂漿抗壓強度;③雷達波法檢測鋼筋數(shù)量和間距;④采用全站儀或經(jīng)緯儀檢測建筑物的垂直度、采用水準儀檢測建筑物的沉降情況;⑤磁阻法檢測鋼結(jié)構(gòu)防火涂層厚度等。無損檢測技術(shù)之所以應(yīng)用廣泛,是因為通過非破壞性的方法進行檢測,不會對被測物體造成損傷,保持其完整性。無損檢測技術(shù)可以快速獲取數(shù)據(jù)和結(jié)果,節(jié)省時間和勞力,提高檢測效率。無損檢測技術(shù)可以檢測材料或結(jié)構(gòu)內(nèi)部的隱蔽問題,提供更全面的信息,幫助發(fā)現(xiàn)潛在缺陷和質(zhì)量問題。部分無損檢測技術(shù)可以定量分析數(shù)據(jù),提供具體的數(shù)值和參數(shù),增強檢測結(jié)果的可靠性和科學(xué)性。無損檢測技術(shù)還可以避免人員接觸危險環(huán)境和有害物質(zhì),增加工作的安全性［11］。

然而,無損檢測技術(shù)通常需要專門的設(shè)備工具進行操作,對設(shè)備的可靠性和準確性要求較高。不同的無損檢測技術(shù)需要經(jīng)過專業(yè)的培訓(xùn)和掌握相應(yīng)的操作技術(shù),以獲得準確、可靠的檢測結(jié)果。部分無損檢測技術(shù)對環(huán)境條件有一定要求,如光線、溫度、濕度等,都可能會干擾檢測的準確性。不同的無損檢測技術(shù)適用于不同的材料和結(jié)構(gòu)類型,對于特殊材料或結(jié)構(gòu),可能需要采用多種技術(shù)組合才能全面評估。同時,無損檢測結(jié)果的判斷受操作人員自身經(jīng)驗和主觀意識的影響,可能存在一定的主觀性和誤差。特別是隨著建筑工程量不斷增大,所需的專業(yè)檢測技術(shù)人員多,人員培訓(xùn)的及時性及有效性是否能跟得上檢測技術(shù)的發(fā)展,儀器設(shè)備的更新?lián)Q代速度是否及時,也影響了工程檢測質(zhì)量。

無損檢測技術(shù)在建筑工程質(zhì)量檢測中具有許多優(yōu)勢,但也需要注意其限制和局限性,因此,在實際應(yīng)用中需要充分考慮技術(shù)的可行性和適用性。

4 提高無損檢測技術(shù)應(yīng)用成效的建議

4.1 建立并執(zhí)行良好的工程質(zhì)量管理體系

提高無損檢測技術(shù)的應(yīng)用成效關(guān)鍵因素之一是建立并執(zhí)行良好的工程質(zhì)量管理體系。建立明確的質(zhì)量標準和要求,包括設(shè)計規(guī)范、施工規(guī)范和材料標準等,這將為無損檢測提供一個參考框架,在檢測過程中能夠明確判斷和評估質(zhì)量狀況,建立合理的工程計劃和進度安排,確保施工過程的有序進行,并為無損檢測提供充足的時間窗口,這樣可以有效避免因施工時間緊張導(dǎo)致的質(zhì)量問題和檢測遺漏;建立健全的施工過程管理體系,包括人員管理、材料管理、施工記錄等,可以保障施工過程的質(zhì)量和規(guī)范,減少施工缺陷和后期質(zhì)量問題;培養(yǎng)和選拔具有專業(yè)知識和經(jīng)驗的施工人員和無損檢測人員,確保其熟悉技術(shù)操作和數(shù)據(jù)分析,提高檢測結(jié)果的準確性和可靠性;建立完善的數(shù)據(jù)管理和記錄系統(tǒng),對無損檢測的數(shù)據(jù)和結(jié)果進行及時歸檔和整理,為后續(xù)分析和決策提供有效依據(jù)。

良好的工程質(zhì)量管理體系是應(yīng)用無損檢測技術(shù)取得成功的重要保障。它能夠提高工程質(zhì)量、降低風(fēng)險,并為無損檢測提供可信的參考依據(jù)和操作環(huán)境。

4.2 高水平設(shè)備和專業(yè)技術(shù)人員的配備

高水平設(shè)備和專業(yè)技術(shù)人員是應(yīng)用無損檢測技術(shù)取得成功的重要因素。只有具備高水平的設(shè)備,并有經(jīng)過專業(yè)培訓(xùn)的人員,才能保證無損檢測的準確性、可靠性,并提供有價值的檢測結(jié)果。

不斷引進更新的先進設(shè)備可以提升無損檢測的能力和效果,并且確保設(shè)備的可靠性和準確性。同時,擁有經(jīng)過培訓(xùn)和專業(yè)知識的無損檢測人員也至關(guān)重要,他們需要熟悉設(shè)備操作和使用方法,了解不同的檢測技術(shù)和應(yīng)用領(lǐng)域,具備正確解讀和分析檢測結(jié)果的能力;要求檢測人員積極參加培訓(xùn),學(xué)習(xí)最新的技術(shù)發(fā)展和應(yīng)用,以及實踐經(jīng)驗的積累,提高人員的專業(yè)能力,為更好地開展無損檢測工作提供支持;建立質(zhì)量控制和質(zhì)量保證機制,確保設(shè)備維護管理得當、操作規(guī)范,保證準確性和一致性。

4.3 選擇合適的檢測方法和工具

選擇合適的無損檢測方法和工具也是應(yīng)用無損檢測技術(shù)取得成功的重要因素。通過綜合考慮物體性質(zhì)、檢測目的、經(jīng)濟性和規(guī)范要求等因素,選擇合適的方法和工具,可以最大程度地發(fā)揮無損檢測技術(shù)的優(yōu)勢,并獲得準確、可靠的檢測結(jié)果。

不同的材料和結(jié)構(gòu)可能需要采用不同的檢測方法,了解被檢測物體的特性可以更好地選擇合適的檢測方法和工具。應(yīng)明確檢測的目的和要求,根據(jù)具體需求選擇相應(yīng)的檢測方法和工具;評估不同無損檢測方法和工具的可行性和經(jīng)濟性,應(yīng)綜合考慮技術(shù)的適用性和經(jīng)濟性,以確保選擇的方法和工具能夠滿足項目的需求,并具備良好的性價比;參考相關(guān)規(guī)范和標準,了解各種無損檢測方法和工具的應(yīng)用范圍和要求,確保所選擇的方法和工具符合國家或行業(yè)標準,并能夠得到廣泛認同,減少錯誤和風(fēng)險,提高檢測的準確性和可靠性。

5 結(jié)束語

無損檢測技術(shù)在建筑工程質(zhì)量檢測中的應(yīng)用具有廣泛的優(yōu)勢和重要性,特別是超聲波檢測混凝土結(jié)構(gòu)和鋼結(jié)構(gòu)的缺陷、熱成像儀法檢測建筑外墻隔熱性能、電磁感應(yīng)法檢測鋼筋保護層厚度和鋼筋直徑及樓板厚度、X射線檢測管道損傷和缺陷等。無損檢測技術(shù)在建筑工程質(zhì)量檢測中的應(yīng)用,不僅能夠提供準確全面的信息,發(fā)現(xiàn)潛在質(zhì)量問題,還能夠加強工程質(zhì)量控制、延長結(jié)構(gòu)壽命、優(yōu)化設(shè)計方案,并節(jié)約維護成本,但也受人員儀器設(shè)備水平、技術(shù)人員操作水平及檢測環(huán)境的限制。在建筑工程質(zhì)量無損檢測中,應(yīng)建立良好的工程質(zhì)量檢測管理體系,選擇良好的試驗方法和檢測設(shè)備,并經(jīng)專業(yè)的技術(shù)人員檢測,可以提高無損檢測結(jié)果的準確性、可靠性,為建筑行業(yè)的健康發(fā)展和社會的安全提供保障。