探究建筑工程混凝土结构的现场检测技术

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　　摘要:安全问题一直是建筑工程的生命线。因此，在混凝土结构的施工过程中，认真做好现场检测，严格控制施工各关键环节的质量，就成为了工程建设不可忽视的重点内容。
　　关键词 :建筑工程；混凝土结构；现场检测
　　中图分类号：TU198 文献标识码： A
　　引言
　　混凝土结构现场检测主要是检测混凝土结构的强度、钢筋的位置和保护层厚度、混凝土裂缝及内部缺陷等。这些检测都是在施工现场对混凝土结构进行检测，为准确的评定混凝土的质量提供依据。下面就混凝土结构现场检测的几种主要方法和应用情况作简要阐述。
　　一、混凝土结构强度的现场检测的几种主要方法
　　1、回弹法技术规程《回弹法检测混凝土抗压强度技术规程》(JGJff23―2001)。回弹法检测混凝土结构在我国的应用最为广泛，这项检测技术已经有将近半个世纪的历史。目前我国应用回弹法检测混凝土抗压强度已达到较成熟的技术。回弹法是用回弹仪弹击混凝土表面，由仪器重锤回弹能量的变化，反映混凝土的弹性和塑性性质，测量混凝土的表面硬度推算抗压强度。回弹法的主要优点是：仪器构造简单，操作方面，检测效率高，费用低廉。但还存在一定不足：回弹值受碳化深度、测试角度等的影响，石子种类对其也有影响，要对回弹值进行不同的修正，对存在有质量疑问区域的混凝土，需用其它方法进行进一步检测。
　　2、超声脉冲法技术规程《超声法检测混凝土缺陷技术规程》。超声脉冲法主要是作为查明混凝土缺陷的最常用的检测技术。混凝土缺陷非破损检测技术，大体可分为两大类：一类是机械波法，其中包括超声脉冲波、冲击脉冲波和超声发射等；另一类是穿透辐射法，其中包括x射线、y射线和中子流等。穿透辐射法因为穿透能力有限，以及操作中需解决人体防护等问题，在我国使用较少。
　　3、超声回弹综合法技术规程《超声回弹综合法检测混凝土强度技术规程》。超声回弹综合法本质上就是超声脉冲法和回弹法两种检测方法的综合。超声回弹综合法检测混凝土强度，是目前我国使用较广的一种结构中混凝土强度非破损检测方法。从检测结果中加以修正，较全面地反映与混凝土强度有关的各种要素的作用，提高了测试精度。
　　二、混凝土结构中钢筋质量的检测方法分析
　　1、钢筋位置和保护层厚度的检测
　　钢筋保护层的厚度对其保护功能具有关键性的影响，厚度不足将导致混凝土碳化，引起钢筋脱钝及锈蚀问题，缩短混凝土结构的使用寿命；厚度过大则可能造成钢筋有效高度难以满足设计要求，降低其整体结构的强度和承载能力。有鉴于此，国家建设部颁布的《混凝土中钢筋检测技术规程》中明确规定，对新建混凝土结构进行施工质量检测或对已建结构进行可靠性诊断时，都必须准确测定钢筋位置及其保护层的厚度。检测可通过专用的钢筋保护层厚度测定仪进行，也可采取电磁感应法或雷达法间接测定。
　　2、钢筋锈蚀的检测方法及其原理分析
　　目前，国内外的钢筋锈蚀无损检测均只能对其进行定性测量，因此应用不多；而破型检测作为最准确、也最直接的方法，需要将被测钢筋部分的保护层凿除后量取其锈蚀后的实际直径，或截取部分钢筋进行实验室检测。然而，该方法也存在操作不便、耗时过长、伤害建筑结构等问题，因此其应用也受到一定的局限。
　　实际工程中最常见的检测方法是电位、电阻测评法，特别是半电池法在我国的应用最为广泛。钢筋在混凝土中锈蚀是一种电化学过程。此时，在钢筋表面形成阳极区和阴极区。在这些具有不同电位的区域之间，混凝土的内部将产生电流。钢筋和混凝土的电学活性可以看作是半个弱电池组，而半电池电位法是利用“Cu+CuSO4饱和溶液”形成的半电池与“钢筋+混凝土”形成为半电池构成一个全电池系统。由于“Cu+CuSO4饱和溶液”的电位值相对恒定，而混凝土中钢筋因锈蚀产生的化学反应将引起全电池的变化。因此，电位值可以评估钢筋的锈蚀状态。半电池法的具体操作步骤包括：首先配制Cu+CuSO4饱和溶液，并对钢筋混凝土结构的表面进行预先润湿。润湿过程可采用在95mL家用液体清洁剂中加入19L饮用水并充分混合后构成的液体，浸润于海绵及混凝土结构的表面。检测时，保持混凝土湿润，但表面不存有自由水。将钢筋锈蚀测定仪的一端与混凝土表面接触，另一端与钢筋相连，连接时要求打磨钢筋表面，除去锈斑。测试前应该确保测试区内任意两根钢筋之间的电阻＜1。检测时，根据用钢筋定位仪测定的钢筋分布确定测线及测点，测点的间距为10cm-20cm。用钢筋锈蚀测定仪逐个读取每条测线上各测点的电位值，并观察至少5min，电位读数保持稳定浮动不超过±0.02V时，即认为电位稳定，可以记录测点电位。应当注意的是，由于锈蚀电位、电阻的测量受混凝土种类、干湿度、氯盐等内掺剂含量等多种现场因素及操作人员技能的影响较大，因此测量中应对这些关键点予以严格控制。
　　三、混凝土表面裂缝的检测
　　1、超声波检测用于非破损检测，就是以超声波为媒介，获得物体内部信息的一种方法，目前超声法己应用于医疗诊断、钢材探伤、鱼群探测等许多领域。在这些领域里，由于组成颗粒小密度大，密度分部也很均匀，所以声波能很好地传播，对其内部缺陷及其位置等都能准确地检测出来。掌握混凝土表面产生的裂缝深度，对耐久性诊断和研究修补加固对策有重要意义。测定裂缝深度，基本上都是将发射探头和接收探头，布置在混凝土同一面上的裂缝附近，但由于所选用的波形种类(纵波、横波及表面波)和声学参数(声速、频率、相位等)的不同，已有许多种具体方法。
　　2、冲击弹性波法一般把弹性体内传播的波总称为弹性波，用人工发射弹性波到弹性体内，探测弹性体内的状态，是广义的弹性波探测法。冲击弹性波法与超声波法的原理是一样的，但远比超声波测定的裂缝深度深，冲击弹性波法只能检测扩展方向与表面成直角，没有分支的单纯裂缝。
　　3、声发射检测法也是利用弹性波进行声学检测的具体检测方法检测裂缝，和其他方法最大的不同是只能检测正在发生的裂缝，不能检测已发生的旧裂缝，对正在发生的裂缝可检测裂缝发生的位置(声发射源定位)，裂缝的大小，扩展情况和种类，以及裂缝的深度等。
　　4、摄影检测法主要用作调查混凝土表面的裂缝摄影法包括普通照相机、录象机、放射线、红外线摄影等进行检测。
　　5、传感仪器监测利用埋设在混凝土中的仪器进行裂缝监测，常规技术是利用卡尔逊式或弦式测缝计，其控制范围O．12-1，属点式检测，由于裂缝出现的空间随机性，因此往往漏检，为了及时无遗漏地监测裂缝，必须实施大范围的、连续、分布式监测，即所谓全分布监测。
　　6、光纤传感应用于结构工程监测始于20世纪90年代初，而裂缝的定位可用多模光纤在裂缝处的光强突然下降或诊断完成，通过衰减曲线上的裂缝损耗突变点，可以准确地确定裂缝的位置，针对混凝土裂缝检测的特点，研制出基于光时域反射技术的光纤裂缝传感网络，可实现桥梁混凝土结构的分布检测，凡裂缝与光纤传感网络相交，均可感知，并可定宽、定位、定向。
　　裂缝检测的项目主要包括：裂缝的部位、数量和分布状态：裂缝的宽度、长度和深度；裂缝的形状，如上宽下窄、下宽上窄、中间宽两端窄字形、网状形、集中宽缝形等；裂缝的走向，如斜向、纵向、沿钢筋方向，是否还在发展等；裂缝是否贯通、是否有析出物、是否引起混凝土剥落等。
　　检测方法如下：首先，裂缝长度可用钢尺或直尺丈量；其次，裂缝宽度可用检验卡、塞尺和20倍的刻度放大镜测定。最后，裂缝深度可用超声脉冲法检测。
　　结束语
　　建筑工程混凝土结构现场检测技术对工程的安全性、耐久性、可靠性检测以及工程质量的评定、质量事故的检测和处理，都具有重大的应用价值，从国内外的发展状况来看，该项技术涉及到多个学科的应用技术，需进一步创新和完善。
　　参考文献
　　[1]陕西省建筑科学研究设计院；《回弹法检测混凝土抗压强度技术规程》北京；中国建筑工业出版社；2011.
　　[2]陕西省建筑科学研究设计院、上海同济大学；《超声法检测混凝土缺陷技术规程》北京；中国建筑工业出版社2010.

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