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【摘 要】 无损检测技术是工程质量预控和监督的有效手段。也是工程事故的检测和分析手段之一,可以这样说,在整个施工、验收及使用过程中都可以用到。本文對土木工程无损检测技术的应用及发展展望进行了分析和探讨。
【关键词】 土木工程;无损检测;技术;应用
随着无损检测可靠性的提高,其检测结果非但是普遍使用的一种质量处理的依据,越来越多的土木工程做为施工过程中的质量控制手段,使无损检测技术介入施工管理中。如:新拌混凝土快速测定仪,可在几分钟内测试出出罐的新拌混凝土中水泥含量、水灰比,推定出28d的强度值,起到了预先监控的作用。钢筋位置及保护层测定仪,可模拟出混凝土内钢筋的直径和保护层的厚度,从而更能有效地监控到施工过程的质量行为。在《混凝土结构工程施工及验收规范》(GB50204-92)中明确规定:“当对混凝土试件强度代表性有怀凝时,可采用非破损检验方法或从结构、构件中钻取芯样的方法,按有关标准规定,对结构构件中的混凝土强度进行推定,作为是否应进行处理的依据。
1 无损检测技术综述
无损检测,无损检测可以对原材料和工件采取100%的检测,并且经济成本比较低。无损检测技术应用物理原理以及化学现象,利用先进的设备器材,对各种原材料,零部件和结构件实行检测,并不损失被检工件,然后评估其完整性、致密性、安全性、稳定性等物理性能。简单来说,无损检测包括3个部分,即无损探伤、无损检测、无损评价。无损探伤即为探测和发现缺陷。无损检测在探伤的基础上探测缺陷的大小、位置、当量、性质以及状态。无损评价在前两者的基础上还获取更全面、更准确的情况,从而评价工件的运行状态以及使用周期。
就我们国家现在的无损检测技术来说,它是在不损坏被检测物体的结构、适用性能等特点的情况下,采用声、电、磁以及射线等诸多科技方法,观察分析出被检测物体的内部或表面存在的各种缺陷,待检查出来后,及时准确地发现问题,采取有效的措施及时对有问题的地方进行更正修补,确保质量过关。它的特点笔者分析后概括为非破坏性、互容性、动态性、严格性等几种显著特点。具体来说是,首先看他的非破坏性,它具有灵活性和可靠性特点。所谓的非破坏性是在检测结果的同时,除了剔除不合格品外,不损失该物体,也不受被检测物体多少的限制。其次是它的互容性,它是指同一零件可同时或依次采用不同的检验方法并且重复地进行同一检验。第三是它的动态性,他可以有效地查明结构的失效机理,检测产品运行期的影响。第四是它的严格性,这主要是针对仪器、设备等来说,同时要求检验人员按照严格的规程和标准进行操作,确保安全等因素。
2 无损检测技术方法
就现在笔者不完全统计,无损检测技术最常用的方法是直接用肉眼检查,宏观检测和用射线照相检测、渗透检测、涡流检测等仪器检测。但它们各自有各自的特点,举例来说吧,肉眼宏观检测一般地是可以不使用任何仪器和设备,但存在的遗憾是肉眼不能穿透工件来检查工件内部缺陷,而射线照相等方法则可以通过各种各样的仪器或设备来进行检测,既可以检查肉眼不能检查的工件内部缺陷,也可以大大提高检测的准确性和可靠性。在实际工作使用中我们要根据具体的情况来具体分析使用哪种检测技术。
3 无损检测技术在土木建筑中的应用分析
现在的房屋建筑中,一般使用的是混凝土结构的施工方法,但在施工中因各种因素的存在导致施工质量会出现不同情况的问题发生,这就要求我们施工人员在无损检测技术方面苦下功夫。下面笔者结合自身工作实际,谈谈在土木建筑中无损检测技术的应用。
3.1回弹法无损检测技术。
回弹法检测技术是以在混凝土结构或构件上测得的回弹值和碳化深度结果来评定混凝土结构或构件强度的一种方法,它具有设备简单、操作方便、测试迅速,以及检测费用低廉,且不破坏混凝土的正常使用,这种方法在土木建筑混凝泥土使用中比较常见。在施工中一般来说,回弹值的大小值取决于与冲击能量相关的回弹能量,而回弹能量则反映了混凝土表层硬度与混凝土抗压强度之间的函数关系。
3.2冲击回波法无损检测技术。
这种检测技术适合于有一个测试面情况下的混凝土的检测。它具有简便、快速、设备轻便、干扰小、可重复测试等特点。当该应力波在混凝土内遇到波阻抗差异界面即混凝土内部缺陷或混凝土底面时,他就会产生反射波,并可以得到其频谱图,而频谱图上突出的峰值就是该应力波在混凝土内部缺陷或混凝土底面的反射形成的。
3.3电磁感应法无损检测技术。
这种技术主要应用于测楼板的厚度。实际工作中,当探头接收到发射探头电磁信号后,信号处理单元就会根据电磁波的运动学特性进行分析,自动计算出发射到接收探头的距离,该距离即为测试板的厚度,并完成厚度值得显示,存储和传输。发射探头与接收探头分别置于被测楼板的上下两侧,仪器上显示的值即为两探头之间的距离,只需移动接收探头,当仪器显示为最小值时,即为楼板的厚度。
3.4磁粉检测
磁粉检测是首先磁化铁磁性材料,于是被检工件上会呈现出有规律的磁力线。因为被检工件内部不连续,所以工件表面和近表面的磁力线会出现局部畸变而导致漏磁场的产生,漏磁场吸附磁粉,就会出现磁痕,就可以检测到缺陷的所在。
磁粉检测主要用于检测钢板、钢管、铸钢件之类的铁磁性原材料,同时也能检测铁磁性结构件。这种方式成本低、检测速度快、灵敏度高、检测结果简单易懂。但是这种方法只能用于检测铁磁性材料及其合金的表面以及近表面的缺陷,并且对工作人员的视力、检测环境以及被检工件的外形等要求较高。
3.5渗透检测
渗透检测是在被检对象表面覆盖可追踪的渗透液,利用毛细血管进行渗透,渗透液能够慢慢渗透到缺陷中去。然后擦拭被检对象表面为吸收的渗透液,进行干燥,接着将显像剂之类的吸附介质覆盖到被检对象表面。通过毛细血管,显像剂吸收缺陷中的渗透液,于是缺陷中的渗透液就会呈现出来,最终检测到缺陷的位置。 渗透检测一般用于检测非多孔状固体表面开口缺陷。这种方法使用的设备便携、易于操作,检测灵敏度高,检测结果精确。但是这种方法只能用于检测表面开口缺陷,并且被检工件的表面光洁度要达到要求,如果表明覆盖有异物会导致漏检情况。此外,其对检测人员的视力要求较高,且成本略高。
3.6涡流检测
涡流检测是通过金属材料在交变磁场的作用下导致了涡流,按照涡流的分布和大小就能够检测出铁磁性材料以及非铁磁性材料的缺陷。这种方法一般用于检测各种导电材料的表面附近缺陷。具有操作简单,自动化水平高的优点。但是这种方法无法检测不导电材料,而且对于形状复杂的试件的检测也比较麻烦,对于检测钢管、钢板等形状规则的轧制型材有利,但是设备较贵,且不能判定缺陷的性质。
4 超声波在混凝土检测中的具体应用实例分析
检测混凝土的强度混凝土的强度是混凝土特性中的一个重要指标,如何能准确的检测混凝土的强度显得尤为重要,超声回弹综合法由于检测精度高、操作简单等特点,成为混凝土强度检测中常用的方法之一。超声回弹综合法是一种超声法和回弹法综合应用的一种检测方法。这两种方法的应用基本依据就是分析材料的应力应变和材料强度的关系。超声法可以通过超声比反应材料的弹性和一些内部结构信息。回弹法既可以反应材料的弹性和又能反应部分塑性,但是仅能够描述出材料的表面特性,不能揭示材料的内部结构特征。为了能更深入的揭示事物的弹性塑性特征,采用把超声法和回弹法相结合的方式,这种方式不仅能揭示事物的表面特性,还能够完成的反映出结构的内部状况、在进行混凝土抗壓强度数值测定时,首先要选好测点,选好测点后采用超声回弹综合法,此种方法的主要目的就是建立测强曲线,即通过统计分析波速、表面回弹值、抗压强度这些参数的关系,具体的操作过程如下:
4.1通过超声检测仪,测得超声波在混凝土结构中的传播时间t;
4.2测得在混凝土结构中传播的波速V;
4.3测得表面回弹值r;
4.4根据所测得的超声波速V和混凝土表面回弹值r计算混凝土的抗压强度。在整理波速和混凝土抗压强度的关系时,一般当混凝土的超声波声速过高时表示混凝土的强度较大,当混凝土的声速过低时,表示混凝土的强度较低。
5 土木工程无损检测技术的展望
随着经济的发展和科技的进步,土木工程混凝土无损检测技术也随着这些情况的发生而改变着,作为一线的施工人员我们要与时俱进,开拓思路需找新的施工监测技术,只有这样才能满足现在的施工需要,笔者认为在大量的土木建筑结构检测的过程中,有时候我们就回发现柱主筋的保护层不合格,这一直是个难点,这方面的问题怎么解决,笔者总结出了焊井字筋的检测方法。但是,在具体使用中井字筋不可沿纵筋连续焊接,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。像上面的这样检测技术需要我们每个工作人员在实际工作中不断总结,创新方法,参与应用。但就是这样我们的土木建筑无损检测技术与国外的差距也很大,主要体现在射线检测CMOS实时成像板、C扫描超声波检测系统、超声导波和磁致伸缩超声导波检测系统等方面。另外在一些标准制定方面,检测技术服务等方面还有很大的差距。因此我们需要从国外进口大量的新近设备和技术,应用并交流,努力提高科研开发能力,与国外发达国家相比,我国在先进无损检测仪器制造、标准制定、人员资质认可和无损检测服务方面还存在很大差距,仍需国内无损检测同仁共同努力。
6 结语
无损检测技术是工程质量预控和事故检测、处理的法定方法,为了满足新的需要还应进一步开拓新的检测内容,只有不断拓展无损检测的检测内容和使用范围,才能有效保证建筑产品混凝土质量及强度,确保建设工程质量安全。
参考文献:
[1]吴照海.土木建筑结构无损检测方法的分析[J].中华民居(下旬刊),2012(309).
[2]黄喜强.浅谈建筑结构现场检测方法评析与展望[J].科技创新导报,2012(829).
【关键词】 土木工程;无损检测;技术;应用
随着无损检测可靠性的提高,其检测结果非但是普遍使用的一种质量处理的依据,越来越多的土木工程做为施工过程中的质量控制手段,使无损检测技术介入施工管理中。如:新拌混凝土快速测定仪,可在几分钟内测试出出罐的新拌混凝土中水泥含量、水灰比,推定出28d的强度值,起到了预先监控的作用。钢筋位置及保护层测定仪,可模拟出混凝土内钢筋的直径和保护层的厚度,从而更能有效地监控到施工过程的质量行为。在《混凝土结构工程施工及验收规范》(GB50204-92)中明确规定:“当对混凝土试件强度代表性有怀凝时,可采用非破损检验方法或从结构、构件中钻取芯样的方法,按有关标准规定,对结构构件中的混凝土强度进行推定,作为是否应进行处理的依据。
1 无损检测技术综述
无损检测,无损检测可以对原材料和工件采取100%的检测,并且经济成本比较低。无损检测技术应用物理原理以及化学现象,利用先进的设备器材,对各种原材料,零部件和结构件实行检测,并不损失被检工件,然后评估其完整性、致密性、安全性、稳定性等物理性能。简单来说,无损检测包括3个部分,即无损探伤、无损检测、无损评价。无损探伤即为探测和发现缺陷。无损检测在探伤的基础上探测缺陷的大小、位置、当量、性质以及状态。无损评价在前两者的基础上还获取更全面、更准确的情况,从而评价工件的运行状态以及使用周期。
就我们国家现在的无损检测技术来说,它是在不损坏被检测物体的结构、适用性能等特点的情况下,采用声、电、磁以及射线等诸多科技方法,观察分析出被检测物体的内部或表面存在的各种缺陷,待检查出来后,及时准确地发现问题,采取有效的措施及时对有问题的地方进行更正修补,确保质量过关。它的特点笔者分析后概括为非破坏性、互容性、动态性、严格性等几种显著特点。具体来说是,首先看他的非破坏性,它具有灵活性和可靠性特点。所谓的非破坏性是在检测结果的同时,除了剔除不合格品外,不损失该物体,也不受被检测物体多少的限制。其次是它的互容性,它是指同一零件可同时或依次采用不同的检验方法并且重复地进行同一检验。第三是它的动态性,他可以有效地查明结构的失效机理,检测产品运行期的影响。第四是它的严格性,这主要是针对仪器、设备等来说,同时要求检验人员按照严格的规程和标准进行操作,确保安全等因素。
2 无损检测技术方法
就现在笔者不完全统计,无损检测技术最常用的方法是直接用肉眼检查,宏观检测和用射线照相检测、渗透检测、涡流检测等仪器检测。但它们各自有各自的特点,举例来说吧,肉眼宏观检测一般地是可以不使用任何仪器和设备,但存在的遗憾是肉眼不能穿透工件来检查工件内部缺陷,而射线照相等方法则可以通过各种各样的仪器或设备来进行检测,既可以检查肉眼不能检查的工件内部缺陷,也可以大大提高检测的准确性和可靠性。在实际工作使用中我们要根据具体的情况来具体分析使用哪种检测技术。
3 无损检测技术在土木建筑中的应用分析
现在的房屋建筑中,一般使用的是混凝土结构的施工方法,但在施工中因各种因素的存在导致施工质量会出现不同情况的问题发生,这就要求我们施工人员在无损检测技术方面苦下功夫。下面笔者结合自身工作实际,谈谈在土木建筑中无损检测技术的应用。
3.1回弹法无损检测技术。
回弹法检测技术是以在混凝土结构或构件上测得的回弹值和碳化深度结果来评定混凝土结构或构件强度的一种方法,它具有设备简单、操作方便、测试迅速,以及检测费用低廉,且不破坏混凝土的正常使用,这种方法在土木建筑混凝泥土使用中比较常见。在施工中一般来说,回弹值的大小值取决于与冲击能量相关的回弹能量,而回弹能量则反映了混凝土表层硬度与混凝土抗压强度之间的函数关系。
3.2冲击回波法无损检测技术。
这种检测技术适合于有一个测试面情况下的混凝土的检测。它具有简便、快速、设备轻便、干扰小、可重复测试等特点。当该应力波在混凝土内遇到波阻抗差异界面即混凝土内部缺陷或混凝土底面时,他就会产生反射波,并可以得到其频谱图,而频谱图上突出的峰值就是该应力波在混凝土内部缺陷或混凝土底面的反射形成的。
3.3电磁感应法无损检测技术。
这种技术主要应用于测楼板的厚度。实际工作中,当探头接收到发射探头电磁信号后,信号处理单元就会根据电磁波的运动学特性进行分析,自动计算出发射到接收探头的距离,该距离即为测试板的厚度,并完成厚度值得显示,存储和传输。发射探头与接收探头分别置于被测楼板的上下两侧,仪器上显示的值即为两探头之间的距离,只需移动接收探头,当仪器显示为最小值时,即为楼板的厚度。
3.4磁粉检测
磁粉检测是首先磁化铁磁性材料,于是被检工件上会呈现出有规律的磁力线。因为被检工件内部不连续,所以工件表面和近表面的磁力线会出现局部畸变而导致漏磁场的产生,漏磁场吸附磁粉,就会出现磁痕,就可以检测到缺陷的所在。
磁粉检测主要用于检测钢板、钢管、铸钢件之类的铁磁性原材料,同时也能检测铁磁性结构件。这种方式成本低、检测速度快、灵敏度高、检测结果简单易懂。但是这种方法只能用于检测铁磁性材料及其合金的表面以及近表面的缺陷,并且对工作人员的视力、检测环境以及被检工件的外形等要求较高。
3.5渗透检测
渗透检测是在被检对象表面覆盖可追踪的渗透液,利用毛细血管进行渗透,渗透液能够慢慢渗透到缺陷中去。然后擦拭被检对象表面为吸收的渗透液,进行干燥,接着将显像剂之类的吸附介质覆盖到被检对象表面。通过毛细血管,显像剂吸收缺陷中的渗透液,于是缺陷中的渗透液就会呈现出来,最终检测到缺陷的位置。 渗透检测一般用于检测非多孔状固体表面开口缺陷。这种方法使用的设备便携、易于操作,检测灵敏度高,检测结果精确。但是这种方法只能用于检测表面开口缺陷,并且被检工件的表面光洁度要达到要求,如果表明覆盖有异物会导致漏检情况。此外,其对检测人员的视力要求较高,且成本略高。
3.6涡流检测
涡流检测是通过金属材料在交变磁场的作用下导致了涡流,按照涡流的分布和大小就能够检测出铁磁性材料以及非铁磁性材料的缺陷。这种方法一般用于检测各种导电材料的表面附近缺陷。具有操作简单,自动化水平高的优点。但是这种方法无法检测不导电材料,而且对于形状复杂的试件的检测也比较麻烦,对于检测钢管、钢板等形状规则的轧制型材有利,但是设备较贵,且不能判定缺陷的性质。
4 超声波在混凝土检测中的具体应用实例分析
检测混凝土的强度混凝土的强度是混凝土特性中的一个重要指标,如何能准确的检测混凝土的强度显得尤为重要,超声回弹综合法由于检测精度高、操作简单等特点,成为混凝土强度检测中常用的方法之一。超声回弹综合法是一种超声法和回弹法综合应用的一种检测方法。这两种方法的应用基本依据就是分析材料的应力应变和材料强度的关系。超声法可以通过超声比反应材料的弹性和一些内部结构信息。回弹法既可以反应材料的弹性和又能反应部分塑性,但是仅能够描述出材料的表面特性,不能揭示材料的内部结构特征。为了能更深入的揭示事物的弹性塑性特征,采用把超声法和回弹法相结合的方式,这种方式不仅能揭示事物的表面特性,还能够完成的反映出结构的内部状况、在进行混凝土抗壓强度数值测定时,首先要选好测点,选好测点后采用超声回弹综合法,此种方法的主要目的就是建立测强曲线,即通过统计分析波速、表面回弹值、抗压强度这些参数的关系,具体的操作过程如下:
4.1通过超声检测仪,测得超声波在混凝土结构中的传播时间t;
4.2测得在混凝土结构中传播的波速V;
4.3测得表面回弹值r;
4.4根据所测得的超声波速V和混凝土表面回弹值r计算混凝土的抗压强度。在整理波速和混凝土抗压强度的关系时,一般当混凝土的超声波声速过高时表示混凝土的强度较大,当混凝土的声速过低时,表示混凝土的强度较低。
5 土木工程无损检测技术的展望
随着经济的发展和科技的进步,土木工程混凝土无损检测技术也随着这些情况的发生而改变着,作为一线的施工人员我们要与时俱进,开拓思路需找新的施工监测技术,只有这样才能满足现在的施工需要,笔者认为在大量的土木建筑结构检测的过程中,有时候我们就回发现柱主筋的保护层不合格,这一直是个难点,这方面的问题怎么解决,笔者总结出了焊井字筋的检测方法。但是,在具体使用中井字筋不可沿纵筋连续焊接,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。像上面的这样检测技术需要我们每个工作人员在实际工作中不断总结,创新方法,参与应用。但就是这样我们的土木建筑无损检测技术与国外的差距也很大,主要体现在射线检测CMOS实时成像板、C扫描超声波检测系统、超声导波和磁致伸缩超声导波检测系统等方面。另外在一些标准制定方面,检测技术服务等方面还有很大的差距。因此我们需要从国外进口大量的新近设备和技术,应用并交流,努力提高科研开发能力,与国外发达国家相比,我国在先进无损检测仪器制造、标准制定、人员资质认可和无损检测服务方面还存在很大差距,仍需国内无损检测同仁共同努力。
6 结语
无损检测技术是工程质量预控和事故检测、处理的法定方法,为了满足新的需要还应进一步开拓新的检测内容,只有不断拓展无损检测的检测内容和使用范围,才能有效保证建筑产品混凝土质量及强度,确保建设工程质量安全。
参考文献:
[1]吴照海.土木建筑结构无损检测方法的分析[J].中华民居(下旬刊),2012(309).
[2]黄喜强.浅谈建筑结构现场检测方法评析与展望[J].科技创新导报,2012(829).