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在建(jiàn)築施工中常用的無損檢測方法都有哪(nǎ)些呢?
更(gèng)新時間:2021-04-10 17:51
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對己(jǐ)建成的混凝高層建築、高架道路(lù)、水壩的安全評估,解決傳統查找混凝土結構隱患的方法效(xiào)率低、成本高且不(bú)安全問題實現快速、安全、大範圍的檢測混凝土裂縫空洞(dòng)和高層建築外牆(qiáng)是否剝離,是國(guó)內外土木工程界解決的(de)重大課題,有巨(jù)大的社會需要和經濟效益。 
但是由於檢測環境太複雜,現代建築物的主要材料鋼筋混凝土是各向異性的複合材料,它(tā)不僅有著複雜的結構,而且其性質的分散性也較大。 
無(wú)損檢測是在不損壞被檢測件的結構和適用性能的(de)情況下,利用聲、光、電、磁和射線等方法(fǎ),來揭示其內部或表麵存在(zài)的缺陷,以提高被檢測件的(de)內在質量和使用時的可靠(kào)性(xìng),無損檢測技術廣泛(fàn)應用於材料和產品的靜態動態檢測和質量管理方麵。 
結構無損檢(jiǎn)測與(yǔ)鑒定的對象為(wéi)已建工程結構,根據已(yǐ)建結構的性質,可分為(wéi)新建結構和服(fú)役結構。 
對(duì)於新建(jiàn)結構(gòu),無損檢測和鑒定的目的包括驗證工程質量,處理工程質量事故,評估新結(jié)構、新(xīn)材料很新工藝的應用等。 
對於服役結構,通常用結構可靠(kào)性鑒定涵蓋無損檢測與鑒定的(de)內容,其目的主(zhǔ)要是(shì)評估已建結構的安全性和可靠(kào)性,為(wéi)結構的維修改造和加固處理提(tí)供依據(jù)。 
不論是新建結構還是服役結構通過試驗檢測的方法來獲取表征結構性能的相關參數時,都(dōu)不應該對結構造成損傷,影響結構的使(shǐ)用和安全。這就是結構無損(sǔn)檢測技(jì)術不斷發展的背景。 
對於工(gōng)程結構進行無損檢測和可靠性鑒定,要通過各種手段得到(dào)結構相關(guān)參數,捕捉反映結構當前(qián)狀態的特征信息,對結構作用和(hé)結構抗力的關係進行分析,並根據實踐經驗給出綜合判斷。結構無損檢測與鑒定涉及(jí)結構理論、概率統計、測試技術、工程(chéng)材料、力學分析等基礎(chǔ)理(lǐ)論和專業知識,具有多學科交叉的特點。特別(bié)是近年來,測試(shì)方法以及相應的(de)儀器儀表不斷更新,使這一領域的技術不斷(duàn)發展。 
無損檢測技術有著(zhe)常規檢查方法所不具有的優勢(shì)和特點: 
首先(xiān),對被檢測材料沒有損害,隻是通過物理手段得到其內部(bù)信息; 
其次檢查的隨機性使得檢查存在客(kè)觀真實性,具有代表(biǎo)性。 
另外,檢測出(chū)來的數據(jù)可以得到很好的存儲(chǔ),並通過科學的(de)合理的計算方法轉(zhuǎn)換(huàn)成工程質量現狀,使得出的檢(jiǎn)測結論更具有權威性、真實性、可靠性。在很大程度上彌補了以往的宏觀檢測和判(pàn)定結果的不準確性,使得監督工(gōng)作更容易、更準確。 
1 無損檢測方法(fǎ) 
在混凝土結構中的(de)應用 
混凝土結(jié)構是常見的工程結構,它是由混凝土和鋼筋組成。混凝土強度的檢測是混凝(níng)土結構可(kě)靠性鑒定(dìng)的一個重要內容。根(gēn)據混凝土的物理和力學性能,如混凝土的表麵硬度、密實度等,不同的混凝(níng)土強度無損檢測技術廣泛地應用於工程實踐。 
01 回彈法(fǎ)無損(sǔn)檢測 
回彈(dàn)法的原理(lǐ)是根據混凝土表麵的(de)硬度(dù)與(yǔ)抗壓強度之間有一定的關係,利用(yòng)混凝土(tǔ)表麵(miàn)硬度(dù)來推定混凝土的強度。所用的儀器(qì)是回彈儀。在建築結構檢(jiǎn)測中常采用的為中型回彈儀。回彈儀最大的優(yōu)點就是簡單、方便、快(kuài)速。在(zài)國內外實際工(gōng)程中已使用50餘年。 
近年來(lái),新型回彈儀將微電腦芯片安裝在回彈儀上(shàng),稱為數顯回彈儀,加(jiā)快了回彈儀的數據處理過程,使(shǐ)用更加方便。現行標準《回彈法檢測混凝土抗壓強度技術(shù)規程》(JGJ/T23--2001)有相應的規定,應嚴格遵守。 
每根構件測區數量應按(àn)規範規定布(bù)置,測區布置應均勻,混凝土表麵應平整(zhěng),幹燥,表麵(miàn)浮灰(huī)應去掉。測試時應避開鋼(gāng)筋位(wèi)置,否則測試數據會偏大,如測試大梁,因梁較高,下部粗石料相(xiàng)對集(jí)中,上部相對較少,故宜在梁中部位置測試。 
按批(pī)評定時,應確保該批混凝土是同批混凝土或齡期相差不大,施工(gōng)工藝相(xiàng)同,成型工(gōng)藝相同,養護條件相(xiàng)近。如測試結(jié)果(guǒ)同批(pī)評定相差過大(dà),則應分析原因,進行補(bǔ)測或分批(pī)評定。如混凝土齡期較長,超過規範允許齡期,應取芯樣進行(háng)修正。 
02 超聲脈衝法無損檢測 
聲波是一種機械(xiè)波(bō),起源於(yú)物體的(de)振動。將脈衝信息轉化為(wéi)機械振動,即超聲波(bō)。超聲波穿過(guò)混凝土構件(jiàn),接(jiē)收探頭再將超聲波轉換(huàn)為電信號。在(zài)一個工(gōng)程大量采用同一種混凝土時,還(hái)可以用(yòng)超聲脈衝法檢測混凝土的強度。 
就聲脈衝在混凝土中傳播速度的本質而言,則(zé)是混凝土應(yīng)力應變質的反(fǎn)映。雖然在應變性質與強度關係的理論推導中(zhōng)可以推論,混凝(níng)土強度與聲速之(zhī)間應有一定的關(guān),但由於實際材料的種種複雜的影響因素,這種關係並不是完全穩定的。 
所以還需事(shì)先建立聲(shēng)速與混凝土抗壓(yā)強度之(zhī)間關係的曲線,來實現超(chāo)聲脈衝法檢(jiǎn)測(cè)混凝土的強度。在已知混凝土的超聲波聲速的條件下,利用超聲檢測儀測量聲時,還可以得(dé)到混凝土構件的厚度。 
03 超聲回彈綜合法無損檢測 
超聲回彈綜合法是指采用(yòng)超聲檢測儀和(hé)回彈儀,在結構或結構混凝土的同一測區分別測量超(chāo)聲聲時和回彈值,再利用已建(jiàn)立的測強公式(shì),推算該測區(qū)混凝土強(qiáng)度的方法。 
與單一的回彈法或超聲法相比,超聲回彈綜(zōng)合法可以減少混凝土齡期(qī)和含水率的影(yǐng)響,對較高強度的混凝土不敏感,較全麵的反映了混凝土的實際質量,綜上優點,使其測量範圍加大,測試精度也有明顯的(de)提高。 
04 鑽芯法無損檢測(cè) 
鑽芯法就(jiù)是利用(yòng)鑽芯機及配套機具,在混凝(níng)土結構構件上鑽取(qǔ)芯樣,通過芯樣抗壓強(qiáng)度(dù)直接推定結構的混凝土強度的方法。鑽芯法無須混凝土立方體試塊或測強曲線,具有直觀、準確,代(dài)表性強,可(kě)同時檢測混凝土內部缺陷等優點,在(zài)工程檢測中得到廣(guǎng)泛應用。 
鑽芯法除檢測混凝土的強度外,還可(kě)以通過芯樣檢測混(hún)凝(níng)土結構或結構的裂縫(féng)深度、受火(huǒ)或受凍混凝土的損傷深度等內部(bù)缺陷(xiàn)。 
05 拔出(chū)法無損檢(jiǎn)測 
拔出法是將安裝在混凝土中的錨固件(jiàn)拔出,測出最(zuì)大拔出力,根據預先建(jiàn)立的拔出力與混凝土強度之(zhī)間的關(guān)係推進混凝土強度的方法。這是一種局部微破損檢測方法(fǎ)。 
拔出法分為兩類,一類是預埋拔出法,即在混凝(níng)土構件或構件的施工過(guò)程中預(yù)先安裝錨固件,待混凝土硬化再將錨件拔出,檢驗新澆混凝土的強度。另一類是後裝拔出法,在已硬化的(de)混凝土構件(jiàn)表麵鑽孔(kǒng),安裝一特(tè)製的膨脹螺栓,然後將膨(péng)脹螺(luó)栓拔出,測定混凝土的強度。實際工程中,後裝拔(bá)出法應用較多。 
06 檢測混(hún)凝(níng)土強(qiáng)度的各種方法比較 
在實(shí)際工程中,現場檢測混凝土強度常用方(fāng)法是回彈法、超聲法、超聲(shēng)回彈綜合法、鑽芯法和拔出法。出這些方法外,還有貫入阻力法(fǎ)、表麵拉剝(bāo)法(fǎ)、脈(mò)衝回波法等,這(zhè)些方法都各自(zì)有其各(gè)自的特(tè)色(sè)。每一(yī)種無損檢測方法都有優(yōu)點,但適用範圍也都受到不同程度的限製。 

2 無(wú)損檢測方法(fǎ) 
在鋼結構工程中(zhōng)的(de)應用(yòng) 
當前建築(zhù)鋼結構工程無損檢測的對象是鋼結構材料本身以及焊縫,主要問題就是缺陷,分為表麵和內部缺陷兩種。 
常見的表麵缺陷(xiàn)有:燒穿、表麵有氣孔、焊縫不完全、咬邊等等; 
而內(nèi)部缺陷有:裂紋、未熔(róng)合、未焊透、雜質嵌入(rù)等等,針對這兩種類型的缺陷,常用的無損(sǔn)檢測(cè)技術主要有如下幾(jǐ)種。 
01 射線探傷檢測(cè)技術 
射線探傷檢測技術是射線在通過被檢測物體時的強度衰減,來檢測(cè)出結構的缺陷。常用的射線是x射(shè)線和γ射線。該方法的具體點來講就是射線在穿過被檢物體(tǐ)後,受到不同程度的衰減,被投射到x或γ射線的膠片上,通過(guò)顯影技術,得到物體厚度的變化和內部缺陷情況的圖像,然(rán)後就可以根據圖像上的缺陷尺寸大小、形狀以及數量,對結果進行評價。 
射線探傷檢測技術隨著電子成像技術的發展,在鋼結構質量檢測中的應用優(yōu)勢(shì)非常明顯。通過成像技(jì)術,能夠直截了當的反映出鋼結構材料、焊(hàn)縫(féng)缺陷的物理(lǐ)性質,形狀、大小、數量,還可以直接獲得永久(jiǔ)性(xìng)記錄,供日後檢查。但是該方法的最大缺點就是危害人體健康,射線具有放射性,設備(bèi)投入較大,攜帶不方(fāng)便。 
02 超聲無損探測技術 
超聲無損探測技術是利用(yòng)超聲波在鋼結(jié)構(gòu)焊縫缺陷中的傳播受到不同程度的影響而使得聲時、振幅、波形等參數改變,來(lái)檢測材料和焊縫缺陷的(de)性質(zhì),超聲檢測的常用頻率是0.5-5MHz,常用的超聲檢測是A型脈衝反射法。 
超(chāo)聲檢(jiǎn)測技術的(de)優點是對平(píng)麵型缺陷的(de)檢測敏感,能夠非(fēi)常迅速的檢測出未焊(hàn)透、未熔合等缺陷(xiàn)。檢測速度(dù)快,超聲檢測儀器方便攜帶(dài)、價格優勢使(shǐ)得成本低廉。該檢測對材料焊縫表麵的粗糙程度有一定的要求,且隻(zhī)適合厚度在8mm以上的板材、管材對接焊(hàn)縫,缺陷的表達沒有射線探傷直觀,同時受到檢測人員的操作水平和熟練(liàn)程度影響,對焊縫(féng)根部的缺陷檢測比較困難,主要受表麵焊縫的形狀影響。 
03 磁粉探傷檢測技術(shù) 
磁粉探傷檢測技術是根據被(bèi)檢鐵磁性材料在磁化後內部產生強烈的磁感應強度,當鋼結構材料中有缺陷或者材質、形狀造成(chéng)非連續性時,磁力線會發生變化,而透出材料本身的範圍,形成漏磁場,此時磁粉(fěn)受到磁力線的作用在材料表麵或近表麵進行重新堆積,可以宏觀現實出缺陷的(de)情況。 
該方法的優點(diǎn)是檢測速度迅速、稍微(wēi)有點缺陷或者裂縫就能檢測出來,靈敏度高,檢測的投資成本較低。該技術(shù)隻能對(duì)表麵或者近表麵缺陷進行檢測,要求被檢測材料為鐵磁性(xìng),對一些材料的內部或者較深的缺陷無法檢測出來。隻適合8mm以(yǐ)下的板材(cái)和管材對(duì)接焊縫的外觀檢(jiǎn)測。另外,對某些要求嚴格的鋼結構材(cái)料還(hái)需要進行檢測(cè)後消磁。 
04 滲透(tòu)探傷檢測技術 
滲透(tòu)探傷檢測技術是在一些零部件表麵進行塗抹含有熒光材料或者染(rǎn)色材料的滲透液體,待(dài)一段時間就能(néng)滲透到表麵具有開口的缺陷(xiàn)中,一直滲(shèn)滿整個缺陷。待去除(chú)材料表麵的滲透液後,再利用塗抹的顯像(xiàng)劑的吸引作用,將缺陷內的滲透液反吸回顯像劑(jì)中。通過光源的照射,可以是(shì)紫外線也可用白光,顯示出缺陷的形狀和大小尺寸。 
該滲透探傷檢測技術的優點是檢測設備簡單、方便攜(xié)帶,在沒有電源的情況下就可以進行探傷檢測,適合於(yú)各種金屬和非金屬材料,材料作用範圍比較廣泛,對(duì)缺陷的顯示比較直觀。但是,對於比較微小的(de)缺陷,滲透液難以滲入和吸出,缺陷的深度就難以檢測出來,所以隻適(shì)合表麵(miàn)缺陷的檢測以(yǐ)及近表麵的缺陷檢(jiǎn)測。檢測後的清潔(jié)工(gōng)作也是必須進行的,然而有相當(dāng)的部分的檢測人員忽略此操(cāo)作步驟。 
3 無損檢測方法 
在砌體結構中的(de)應用 
砌體結構(gòu)是我國工業與民用建築中普遍常用的(de)結構形式之一,具有造價(jià)低、建(jiàn)築性能良好、施工(gōng)簡便等優點。但氣體結構的強度(dù)較低,對基礎不均(jun1)勻沉降以及溫度應力非(fēi)常敏感,結構性能受施工質量的影響較(jiào)大,結構的耐久性和抗震性能不如混凝土(tǔ)結構和(hé)鋼結(jié)構。新建砌體結構的施工質量和已建(jiàn)砌體(tǐ)結構的可靠性鑒定是工程結構檢測鑒定的主要任務之一。 
砌體(tǐ)的現(xiàn)場非破損檢測或微破損檢測方法很(hěn)多,有直接對砌體施加荷載的原位壓(yā)力方法試驗,有檢測塊體(tǐ)與砂漿之間的(de)抗剪性能的剪切試驗(yàn),還有對砂漿(jiāng)進行檢測試驗的各(gè)種方法。 
通常,可用回彈法(fǎ)檢測塊(kuài)體的強度,現場檢檢測(cè)得到砂(shā)漿強度後即可推定砌體(tǐ)抗壓強度。但這種檢測方法不能反映(yìng)組砌方式、灰縫飽滿度(dù)等因素對砌體抗壓強度(dù)的影響,因此,現場直(zhí)接檢測砌體強(qiáng)度的微破損檢測方法仍(réng)大量應(yīng)用(yòng)於砌體工程。 
01 原位軸壓法 
在牆體的原位軸壓法檢測中,直接(jiē)對局部牆體(tǐ)施加軸向壓力荷載,並(bìng)使(shǐ)這部分局部牆體的手裏達到極限狀態,通過實測的破壞荷載和變形,得到牆體的抗壓強度。 
采用原位(wèi)軸(zhóu)壓法(fǎ)對於牆體進行檢測時,為避免對牆體造成太大的損傷,在同一牆體上,測點不宜多於1個,測試的部位對於(yú)牆體受(shòu)力性能應具有代表性。可(kě)選相鄰牆體的測點為同一測區測點,也可以在同一樓層選擇同一測區測點。測(cè)點數不宜太多。 
02 扁頂法 
扁頂法可(kě)用來推定普(pǔ)通磚砌體的受壓工作應(yīng)力、彈(dàn)性模量和抗壓強度(dù)。通過測量開槽前(qián)後的位移變化,並用扁頂壓力恢(huī)複因開槽而卸載的應變,根據扁頂壓力(lì)推定砌(qì)體的工作應力。推定砌體的工作應力,可以隻開(kāi)鑿一條(tiáo)水平槽。在完成工(gōng)作(zuò)應力測(cè)試後,再開鑿第(dì)二條(tiáo)水平(píng)槽(cáo),並在第二條水平槽內安裝第二個扁頂。 
03 原位單剪法(fǎ) 
對砌體的承載能力進行現場檢測時,出抗壓試(shì)驗外,另一類試驗(yàn)就是砌(qì)體的原位抗剪試驗,原位單剪法就是其中一種。砌體的原位單剪法的試驗裝置一般取窗洞口或其他洞口下牆體為試驗對象,第三(sān)皮磚下(xià)的水平灰縫為剪切破壞麵。 
試(shì)驗前,先清理出安裝鋼筋混凝土傳力方和加載裝置的空間;在剪切破壞麵的端部加工切口,保證水平灰縫剪切破壞(huài)時,該水平灰縫以上的(de)牆體能夠在水平方向上發生位移;現澆鋼筋(jīn)混凝土傳力方到達足夠強度後,安裝千斤頂和測試儀表進行加載(zǎi)試驗,當出現水平灰縫剪切破壞時,記錄破(pò)壞荷載,並將剪切破壞後的牆體翻轉,記錄破壞特征以及水平灰縫飽滿度等(děng)與砌體質量有關的數據。 
原位單剪法所得到試驗結構為砌體(tǐ)沿通縫抗剪(jiǎn)強度。將(jiāng)同一測區個測點所得到結果取平均(jun1)值,得到砌體沿(yán)通縫抗剪強度平均值。 
04 原位單磚雙剪(jiǎn)法(fǎ) 
原位單剪法造(zào)成較大區域的牆體破損。對於已建造的並投入使用的房屋建築,原(yuán)位單剪法試驗往往難以實施。原(yuán)位單(dān)磚雙剪法造成的牆(qiáng)體破損較小。 
05 推出法 
推(tuī)出法是將(jiāng)240mm厚的磚牆中的丁磚推出,通過鑒定單塊丁磚推出力與砂漿飽滿度來(lái)推斷砌體砂漿的抗壓強度。一般取單片牆為一個測區,每個測區的測點數不少於5個。 
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