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摘要:无损检测是在不损坏被检测件的结构和适用性能的情况下,利用声、光、电、磁和射线等方法,来揭示其内部或表面存在的缺陷,以提高被检测件的内在质量和使用时的可靠性,无损检测技术广泛应用于材料和产品的静态动态检测和质量管理方面。
关键词:建筑结构;工程质量;无损检测;技术
中图分类号:F253.3 文献标识码:A 文章编号:
Abstract: The nondestructive testing is not in any damage to the structure and applicable test a performance conditions, the sound, light, electricity and magnetism and ray method, to reveal its internal or surface defects, in order to improve the detection be a inner quality and use the reliability of nondestructive testing technology is widely used in material and products static and dynamic testing and quality management.
Keywords: Building structure; Engineering quality; Nondestructive testing; Technology
引言
混凝土结构是我国建筑工程中最主要的结构形式,混凝土和钢筋是最为重要的材料,其质量直接关系到结构的安全。结构混凝土质量的传统检查方法是以规定的取样方法制作的立方体试件,在规定的温。湿度环境下,养护。天时按标准实验方法测得的试件抗压强度来评定结构构件的混凝土强度。用试件实验测得的混凝土性能指标,往往与结构物中的混凝土的性能有一定差别。结构钢筋是隐蔽材料,其位置的准确与否亦关乎结构的安全和耐久,而传统方法无法在非破损情况下对其位移进行检测,因此,无破损情况下在结构物上检测混凝土质量和钢筋位置的现场检测技术,已成为混凝土结构质量管理的重要手段,这一检测技术已引起各国建筑工程界的重视和承认。所谓混凝土“无损检测”技术,就是要在不破坏结构构件的情况下,利用测试仪器获取与混凝土。钢筋等有关的物理量,因这些物理量与混凝土质量。强度。混凝土缺陷.和钢筋的位置之间有较好的相关关系,可采用获取的物理量去推定混凝土质量(强度,混凝土缺陷)和钢筋的情况。
1.混凝土结构工程质量检测回顾
前些年,在混凝土结构工程质量监督过程中,一般采用肉眼观察的同时辅以简单的小锤、卷尺等来进行表面的判断,而对于隐蔽部分的质量只能以资料判定优劣,这种方法难免有失准确性和客观性。尤其对于施工单位内部管理较为混乱,资料有做假行为的,就会产生相当大的质量隐患,往往会造成房屋竣工验收后,出现裂缝,下沉,甚至严重的倒塌事故,使人们的生命财产受到极大损失。
例如某工程,钢筋混凝土梁柱在验收过程没能准确检测强度,验收者只是根据经验和施工单位提供的同条件强度实验报告便将其判定为合格工程,致使房屋在交验入住后就出现裂缝、后经专家在现场对每个构件逐一检查和重点局部破损检验,综合分析后,得出的结论是混凝土内部不密实,钻芯试块强度低于设计要求。该工程花了相当大的代价才将其加固,后期加固费用远远超过了当时处理的费用,给工程有关各方造成了很大损失和很多麻烦。另一工程的三层现浇悬挑板,因施工中踩踏钢筋,其负弯矩钢筋保护层厚度远高于设计值,从而导致板面出现裂缝,但这种问题在现场无法准确判定出来,往往在竣工验收后才被发现,导致后期发生很多索
赔纠纷以上所举的情况以及类似的建筑工程质量问题在全国范围亦屡屡发生,为此,建设部进行了广泛深入的调查研究,通過专题研究和工程试点,并总结了我国混凝土结构工程质量验收的实践经验,出台了新的施工质量验收标准(混凝土结构工程施工质量验收规范GB50204—2004)。新规范对无损检测技术提出了更高的要求,混凝土结构工程质量检测向数字化、图像化方向发展已成为必然趋势。
2.混凝土结构工程质量检测技术
近年来,我国在混凝土质量检测技术上加大了研究、开发及应用的力度,在引进国外先进检测技术的同时,结合我国实际情况大胆采用高科技新技术进行改进和开发,取得了显著成果。
2.1超声波检测技术
超声波探伤是一种使用较广泛的无损检测方法,其主要优点是超声波能穿入实心物体内部深处进行检测。在多数情况下,对体内缺陷超声波探伤比射线照相的灵敏度高,另外,超声波在测量时对人体无害。超声波是一种人耳听不到的频率超过20kHz的机械波。超声脉冲在混凝土中的穿透能力很强,它是采用高频电振荡激励压电晶体,由压电晶体的压电效应产生机械振动而发出的声波。高频电振荡的频率决定了超声波的频率,改变高频振荡的频率就可以改变超声波的频率。
2.2红外成像无损检测技术
红外成像无损检测技术是一种新型检测技术。主要用于检测被测物损伤和缺陷等质量问题。由于它具有与被测体无接触,对被测体无损伤,对不同温度场及广视域能快速扫测,并可遥感检测等特点,已成为检测技术中主要的检测方法,广泛应用于石油化工、电子电气、气象、医疗、工程质量等多学科多领域中。红外成像检测技术在建筑工程质量检测领域虽然起步相对其他领域较晚,但发展速度较快。国内正处于开发和应用阶段,随着检测技术高科技、高精度、高效率的要求,这项技术正快速应用于工程质量检测中。如新旧房屋的质量诊断,墙体剥离层检测,保温隔热体系气密性检测,装饰面层质量检测,屋面防水功能检查,混凝土损伤(火灾、冻结)程度检测等。红外成像无损检测技术就是利用被测体连续辐射红外线的物理现象,通过红外摄像电子分析仪与计算机处理器摄取其反映辐射强弱的信号,信号经放大处理后转换为被测体范围内温度场分布的图像,根据温度均分布的图像直观识别和判定被测体存在的缺陷和损伤,进行质量评定。
2.3雷达波检测技术
雷达波检测实际属于微波检测技术,它利用微波具有的频率高、频带宽、电导率敏感、方向性好等特点,广泛应用于通信、雷达、医疗、微波加热、遥感、无损检测等领域。将微波检测技术应用于工程建设领域的无损检测始于20世纪90年代。我国在20世纪40年代开始地质雷达(探地雷达)的应用研究,经十几年的逐步发展,已成为无损检测技术中的一枝独秀。它与其他常规无损检测技术相比(超声波),具有穿透能力强、检测内容全面(裂缝、分层、脱粘等缺陷),非接触性检测,对检测面状况要求不严即可检测表面状况较复杂的构件等特点。
3.无损检测对探索研究施工新工艺的启发
无损检测过程中,我们始终在思考和研究一些新的施工工艺,使其能在施工阶段就能消除诸如板、柱的钢筋位移,消除混凝土在特定环境(如潮湿,寒冷地区)达不到强度设计要求等质量缺陷、
3.1板、柱钢筋保护层厚度控制
在大量的结构检测过程中,发现柱主筋的保护层多不合格,控制纵筋的保护层厚度一直是施工的难点。我们摸索出了焊井字筋的方法(如图),即沿柱纵筋方向距混凝土地面10~20mm高度焊井字筋,井字筋与边线对齐,两端涂20~30mm长防锈漆段,焊接时避免损伤主筋,该筋起支撑模板与支设主筋保护层作用。
井字筋焊完后,根据主筋规格,选塑料保护层扣圈,沿主筋每500~700mm设扣圈一个,在柱顶将扣圈卡好,并校直钢筋笼后合模。模板加固校正完毕后,在柱顶(梁下皮往上50~100mm)安放特制的主筋卡具,待混凝土浇注完毕3h后,将该卡具取下,用于下一同规格,同配筋混凝土。但须要注意的是,井字筋不可沿纵筋连续焊接,以避免柱子成型后发生扭曲和截面变大。为了保证板的负弯矩钢筋保护层厚度,主要采用马凳子走道和负筋下加设垫块和支撑的方法,如用细铁丝固定,以免负筋转向,这样就更能保证施工质量。
3.2潮湿环境现浇混凝土裂缝的处理
由于北方地区冬季较寒冷、易结冰、裂缝中的水会加速钢筋锈蚀和冬季表层混凝土的冻涨破坏,影响结构的安全性和耐久性。而钢筋混凝土水流管内壁钢筋保护层厚度明显偏小,其原因主要在于施工方将施工重点放在固定模板位置、振密混凝土等方面,忽视了混凝土保护层厚度问题。我们建议施工过程采用含有活化成分的水泥基渗透结晶防水材料(SJF),通过在混凝土构件表面涂刷使其渗透到混凝土结构内部,在内部结晶以产生防水效果。这样,可防止水和空气进入混凝土内部,消除混凝土内部缺陷,保证结构安全。经观察,处理效果良好。
总结
通过近年无损检测数字化技术的应用,我们发现了很多质量隐患,并及时消除了质量隐患,防患于未然。现代先进的数字化科学检测管理手段,提供了建筑工程质量的技术支持,使建筑工程结构质量监督更加科学化和规范化。
参考文献
[1]郝耀斌.混凝土结构构件的裂缝处理[J].山西建筑,2005
[2]叶琳昌.大体积混凝土施工[M].北京:中国建筑工业出版社,1999
[3]混凝土无损检测诊断标准与新技术应用及规范操作全书[S],中国知识出版社,2006
注:文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。
关键词:建筑结构;工程质量;无损检测;技术
中图分类号:F253.3 文献标识码:A 文章编号:
Abstract: The nondestructive testing is not in any damage to the structure and applicable test a performance conditions, the sound, light, electricity and magnetism and ray method, to reveal its internal or surface defects, in order to improve the detection be a inner quality and use the reliability of nondestructive testing technology is widely used in material and products static and dynamic testing and quality management.
Keywords: Building structure; Engineering quality; Nondestructive testing; Technology
引言
混凝土结构是我国建筑工程中最主要的结构形式,混凝土和钢筋是最为重要的材料,其质量直接关系到结构的安全。结构混凝土质量的传统检查方法是以规定的取样方法制作的立方体试件,在规定的温。湿度环境下,养护。天时按标准实验方法测得的试件抗压强度来评定结构构件的混凝土强度。用试件实验测得的混凝土性能指标,往往与结构物中的混凝土的性能有一定差别。结构钢筋是隐蔽材料,其位置的准确与否亦关乎结构的安全和耐久,而传统方法无法在非破损情况下对其位移进行检测,因此,无破损情况下在结构物上检测混凝土质量和钢筋位置的现场检测技术,已成为混凝土结构质量管理的重要手段,这一检测技术已引起各国建筑工程界的重视和承认。所谓混凝土“无损检测”技术,就是要在不破坏结构构件的情况下,利用测试仪器获取与混凝土。钢筋等有关的物理量,因这些物理量与混凝土质量。强度。混凝土缺陷.和钢筋的位置之间有较好的相关关系,可采用获取的物理量去推定混凝土质量(强度,混凝土缺陷)和钢筋的情况。
1.混凝土结构工程质量检测回顾
前些年,在混凝土结构工程质量监督过程中,一般采用肉眼观察的同时辅以简单的小锤、卷尺等来进行表面的判断,而对于隐蔽部分的质量只能以资料判定优劣,这种方法难免有失准确性和客观性。尤其对于施工单位内部管理较为混乱,资料有做假行为的,就会产生相当大的质量隐患,往往会造成房屋竣工验收后,出现裂缝,下沉,甚至严重的倒塌事故,使人们的生命财产受到极大损失。
例如某工程,钢筋混凝土梁柱在验收过程没能准确检测强度,验收者只是根据经验和施工单位提供的同条件强度实验报告便将其判定为合格工程,致使房屋在交验入住后就出现裂缝、后经专家在现场对每个构件逐一检查和重点局部破损检验,综合分析后,得出的结论是混凝土内部不密实,钻芯试块强度低于设计要求。该工程花了相当大的代价才将其加固,后期加固费用远远超过了当时处理的费用,给工程有关各方造成了很大损失和很多麻烦。另一工程的三层现浇悬挑板,因施工中踩踏钢筋,其负弯矩钢筋保护层厚度远高于设计值,从而导致板面出现裂缝,但这种问题在现场无法准确判定出来,往往在竣工验收后才被发现,导致后期发生很多索
赔纠纷以上所举的情况以及类似的建筑工程质量问题在全国范围亦屡屡发生,为此,建设部进行了广泛深入的调查研究,通過专题研究和工程试点,并总结了我国混凝土结构工程质量验收的实践经验,出台了新的施工质量验收标准(混凝土结构工程施工质量验收规范GB50204—2004)。新规范对无损检测技术提出了更高的要求,混凝土结构工程质量检测向数字化、图像化方向发展已成为必然趋势。
2.混凝土结构工程质量检测技术
近年来,我国在混凝土质量检测技术上加大了研究、开发及应用的力度,在引进国外先进检测技术的同时,结合我国实际情况大胆采用高科技新技术进行改进和开发,取得了显著成果。
2.1超声波检测技术
超声波探伤是一种使用较广泛的无损检测方法,其主要优点是超声波能穿入实心物体内部深处进行检测。在多数情况下,对体内缺陷超声波探伤比射线照相的灵敏度高,另外,超声波在测量时对人体无害。超声波是一种人耳听不到的频率超过20kHz的机械波。超声脉冲在混凝土中的穿透能力很强,它是采用高频电振荡激励压电晶体,由压电晶体的压电效应产生机械振动而发出的声波。高频电振荡的频率决定了超声波的频率,改变高频振荡的频率就可以改变超声波的频率。
2.2红外成像无损检测技术
红外成像无损检测技术是一种新型检测技术。主要用于检测被测物损伤和缺陷等质量问题。由于它具有与被测体无接触,对被测体无损伤,对不同温度场及广视域能快速扫测,并可遥感检测等特点,已成为检测技术中主要的检测方法,广泛应用于石油化工、电子电气、气象、医疗、工程质量等多学科多领域中。红外成像检测技术在建筑工程质量检测领域虽然起步相对其他领域较晚,但发展速度较快。国内正处于开发和应用阶段,随着检测技术高科技、高精度、高效率的要求,这项技术正快速应用于工程质量检测中。如新旧房屋的质量诊断,墙体剥离层检测,保温隔热体系气密性检测,装饰面层质量检测,屋面防水功能检查,混凝土损伤(火灾、冻结)程度检测等。红外成像无损检测技术就是利用被测体连续辐射红外线的物理现象,通过红外摄像电子分析仪与计算机处理器摄取其反映辐射强弱的信号,信号经放大处理后转换为被测体范围内温度场分布的图像,根据温度均分布的图像直观识别和判定被测体存在的缺陷和损伤,进行质量评定。
2.3雷达波检测技术
雷达波检测实际属于微波检测技术,它利用微波具有的频率高、频带宽、电导率敏感、方向性好等特点,广泛应用于通信、雷达、医疗、微波加热、遥感、无损检测等领域。将微波检测技术应用于工程建设领域的无损检测始于20世纪90年代。我国在20世纪40年代开始地质雷达(探地雷达)的应用研究,经十几年的逐步发展,已成为无损检测技术中的一枝独秀。它与其他常规无损检测技术相比(超声波),具有穿透能力强、检测内容全面(裂缝、分层、脱粘等缺陷),非接触性检测,对检测面状况要求不严即可检测表面状况较复杂的构件等特点。
3.无损检测对探索研究施工新工艺的启发
无损检测过程中,我们始终在思考和研究一些新的施工工艺,使其能在施工阶段就能消除诸如板、柱的钢筋位移,消除混凝土在特定环境(如潮湿,寒冷地区)达不到强度设计要求等质量缺陷、
3.1板、柱钢筋保护层厚度控制
在大量的结构检测过程中,发现柱主筋的保护层多不合格,控制纵筋的保护层厚度一直是施工的难点。我们摸索出了焊井字筋的方法(如图),即沿柱纵筋方向距混凝土地面10~20mm高度焊井字筋,井字筋与边线对齐,两端涂20~30mm长防锈漆段,焊接时避免损伤主筋,该筋起支撑模板与支设主筋保护层作用。
井字筋焊完后,根据主筋规格,选塑料保护层扣圈,沿主筋每500~700mm设扣圈一个,在柱顶将扣圈卡好,并校直钢筋笼后合模。模板加固校正完毕后,在柱顶(梁下皮往上50~100mm)安放特制的主筋卡具,待混凝土浇注完毕3h后,将该卡具取下,用于下一同规格,同配筋混凝土。但须要注意的是,井字筋不可沿纵筋连续焊接,以避免柱子成型后发生扭曲和截面变大。为了保证板的负弯矩钢筋保护层厚度,主要采用马凳子走道和负筋下加设垫块和支撑的方法,如用细铁丝固定,以免负筋转向,这样就更能保证施工质量。
3.2潮湿环境现浇混凝土裂缝的处理
由于北方地区冬季较寒冷、易结冰、裂缝中的水会加速钢筋锈蚀和冬季表层混凝土的冻涨破坏,影响结构的安全性和耐久性。而钢筋混凝土水流管内壁钢筋保护层厚度明显偏小,其原因主要在于施工方将施工重点放在固定模板位置、振密混凝土等方面,忽视了混凝土保护层厚度问题。我们建议施工过程采用含有活化成分的水泥基渗透结晶防水材料(SJF),通过在混凝土构件表面涂刷使其渗透到混凝土结构内部,在内部结晶以产生防水效果。这样,可防止水和空气进入混凝土内部,消除混凝土内部缺陷,保证结构安全。经观察,处理效果良好。
总结
通过近年无损检测数字化技术的应用,我们发现了很多质量隐患,并及时消除了质量隐患,防患于未然。现代先进的数字化科学检测管理手段,提供了建筑工程质量的技术支持,使建筑工程结构质量监督更加科学化和规范化。
参考文献
[1]郝耀斌.混凝土结构构件的裂缝处理[J].山西建筑,2005
[2]叶琳昌.大体积混凝土施工[M].北京:中国建筑工业出版社,1999
[3]混凝土无损检测诊断标准与新技术应用及规范操作全书[S],中国知识出版社,2006
注:文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。