钟兴武，陈正仕，张永振

(中国水利水电第三工程局有限公司，西安，710016)



无损检测技术在混凝土工程中的应用

钟兴武，陈正仕，张永振

(中国水利水电第三工程局有限公司，西安，710016)

在现代水电站工程建设中，混凝土工程占据着不可替代的主导地位，发挥着越来越重要的作用。如何提高混凝土质量的检测手段，提高混凝土检测水平，切实提高混凝土工程质量，已经成为参建各方普遍关心的研究课题。鉴于此，本文对无损检测技术在混凝土工程质量检测中的运用进行了探讨。

无损检测 混凝土 超声波

1 混凝土无损检测特点

混凝土无损检测是指在不破坏混凝土内部结构和使用性能的情况下，利用声、光、热、电、磁、和射线等方法，测定与混凝土力学性能有关的物理量，推定混凝土的强度、缺陷等。混凝土无损检测与常规的标准试块破坏试验方法相比，具有下列特点：(1)不破坏构件或建筑物的组织结构，不影响其使用性能，而且简便、快速；(2)可直接在混凝土结构上作全面检测，能真实地反映混凝土的实际质量和强度，避免标准试块不能真实反映工程质量的缺点；(3)能获得破坏试验不能获得的信息。如能检测内部空洞、疏松、开裂、不均匀性及化学腐蚀等；(4)标准试块破坏试验只能用于新建结构工程的混凝土质量检测，而无损检测方法对在建和已建构筑物均适用；(5)可以进行非接触检测。如用红外线法、摄影法等，无需接触建筑物，减少了脚手架架设等过程和人为误差；(6)可以进行连续测试和重复测试，测试结果具有良好的可比性；(7)由于是间接检测，检测结果受到其他多种因素的影响，检测精度要比直接检测差。

2 无损检测技术的运用

2.1 回弹法

回弹法是目前国内应用最广泛的无损检测方法之一，回弹能量或混凝土吸收能量的多少被用作衡量混凝土抗压强度的参数。若回弹值愈大，则表明混凝土表面的硬度愈高，其强度也愈高。在各种测试方法中，回弹法操作最简单，费用最低廉，检测效率最高，检测数量可灵活控制，且被测物的形状尺寸一般不受限制，但回弹法精度相对较差。由于它是利用表层混凝土(1mm～3mm)质量推断混凝土的整体质量，因此在有些情况下不宜采用。如试测部位表层与内部的质量有明显差异或内部存在缺陷时、遭受化学腐蚀或火灾的混凝土、硬化期间遭受冻害的混凝土、钢筋密集区或预应力钢筋锚固区的混凝土等。回弹法使用的仪器为混凝土回弹仪，由于回弹仪轻便、灵活、价廉、不需电源、易掌握，非常适合施工现场使用。加之相应的回弹仪检定规程及回弹法检测混凝土抗压强度技术规程的制定、实施，保证了它的检测精度。

2.2 超声波法

超声波法是根据超声脉冲在混凝土中传播的规律与混凝土的强度间存在一定关系的原理，通过测定超声脉冲的有关参数，推断混凝土强度的检测方法。其检测原理是超声仪产生高压电脉冲，激励发射换能器内的压电晶体获得高频声脉冲，声脉冲传入混凝土介质中，由接受换能器接收通过混凝土传来的声信号，测出超声波在混凝土中传播的时间和距离，计算超声波在混凝土中的传播速度。对于一定配合比的混凝土，强度愈高速度越大，反之愈小。从理论上讲，超声检测能够毫无损伤地探测到混凝土内部的实际状况，如混凝土内部存在的空洞、不密实区的位置和范围、裂缝深度、混凝土匀质性等。但在实际中由于影响超声测强的因素较多，特别是超声波传播规律往往随着超声波频率、骨料粒径、砂率等变化而变化，因此用超声波法很难准确地测定混凝土的强度。目前，通常是将超声波和回弹法综合在一起，测定混凝土的强度，即超声回弹综合法。

2.3 钻芯法

钻芯法是在混凝土结构物上直接钻取芯样，将加工处理的芯样进行抗压强度试验，确定混凝土实际抗压强度。由于该法是直接从混凝土构件上取得试样，其测试结果能真实反映混凝土的强度，因而其测试结果将更可靠、更准确。但对结构构件造成一定的局部损伤，是一种半破损的现场检测手段。因此，取芯前应考虑到取芯对结构带来的不利影响，取出有代表性的试样，确保结构在取芯后仍有足够的安全度。钻芯法检测混凝土强度主要用于下列情况：(1)对试块抗压强度的测试结果有怀疑时；(2)因材料、施工或养护不良而发生混凝土质量问题时；(3)混凝土遭受冻害、火灾、化学侵蚀或其它损害时；(4)需检测经多年使用的建筑结构或构筑物中混凝土强度时。用钻芯法检测混凝土的强度，具有直观、精度高等特点，可以直接观察局部混凝土的内部情况。如裂缝、内部缺陷等，因而被广泛应用于混凝土结构物的质量检测。但钻芯法有如下局限性：(1)钻芯时对结构造成局部损伤，因此钻芯数量受到限制，而且它代表的区域也是有限的；(2)钻芯时劳动强度大,测试成本高，钻芯后需要及时修补，且要防止钻断主筋。

2.4 拔出法

拔出法实际上是利用混凝土的抗压强度和抗拉强度的关系测定混凝土的抗压强度，比回弹法和超声波法直接可靠，相对于钻芯法，拔出法速度快破损小，不影响结构强度。拔出法测得的混凝土强度和实际强度比较接近，较回弹法及超声回弹法要精确，但影响因素也较多，如钻孔时孔径及扩孔时孔径尺寸的精确度、施加拉力时的加载速度等。拔出法对检测人员的检测技术水平要求较高，与回弹法一样，当构件内部与表面混凝土质量不同时不宜采用，混凝土强度较低时也不宜采用，因为此时测出的强度偏高。拔出法可分为预埋拔出法和后装拔出法两类。预埋拔出法是在混凝土表层以下一定距离处预先埋入一个钢制锚固件，混凝土硬化以后，通过锚固件施加拔出力，记录极限拔出力，并根据提供的测强曲线用拔出力换算出混凝土的抗压强度。预埋拔出法必须事先做好计划，不能在混凝土硬化后随时进行，而后装拔出法可以克服上述的缺点，只要避开钢筋位置，在已硬化的新旧混凝土的各种构件上都可使用。由于该法适应性强，检测结果可靠性较高，已成为许多国家研究和检测混凝土强度采用的重要的方法之一。

2.5 综合法

综合法是采用两种或两种以上的无损检测方法获取多项物理参量，并建立强度与多项物理参量的综合相关关系，从不同的角度综合评价混凝土的强度。由于综合法采用多项物理参数，能较全面地反映多种因素对混凝土强度的影响，并且还能抵消部分影响强度与物理量相关关系的干扰因素，因而它比单一物理量的无损检测方法具有更高的准确性和可靠性。目前已被采用的综合法有超声回弹综合法、超声钻芯综合法、回弹钻芯综合法等。综合法能较全面地反映构成混凝土强度的各种因素，并且还能抵消部分影响强度与物理量相关关系的因素。其中，超声回弹综合法已在国内广泛应用，与单一回弹或超声波法相比综合法具有如下优点：(1)减少了龄期和含水率的影响；(2)弥补了相互不足；(3)提高了检测精度。

3 结语

总之，混凝土结构无损检测技术是多学科紧密结合的高技术产物，现代电子技术和计算机科学的发展为其提供了现代化的测试工具。同时，现代土建工程中迅速发展的新技术、新材料、新工艺，又对无损检测技术不断提出新的更高要求。无损检测已经成为混凝土检测技术体系中一个重要的组成部分，是建筑工程测试技术现代化的重要发展方向。

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2095-1809(2015)04-0016-02