建筑结构现场检测方法评析与展望

2014-01-24 10:36:21来源: 21ic 关键字:建筑结构  现场检测  非破损检测
  引言

  建筑结构的现场检测,按不同结构、不同材料可分为:混凝土结构现场检测和钢结构的现场检测,本文试对其现状和发展趋势进行分析和展望。

  1、混凝土结构现场检测方法

  混凝土结构宏观性能试验方法是“试件试验”。这类方法以试件破坏时的实测值,作为判断混凝土性能的依据较为直观,称为破损性实验,由于试件中的混凝土与结构中的混凝土质量、受力状况及各种条件不可能完全一致,而且对于建筑结构的现场检测也不太适用。

  20 世纪30 年代混凝土非破损检测方法发展起来了,如回弹法、超声脉冲法等在不破损混凝土的条件下进行现场检测。

  1. 1  回弹法

  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,是混凝土结构现场检测中常用的一种非破损试验方法,我国已编制了规范。

  回弹法的主要优点是:仪器构造简单,方法易于掌握,检测效率高,费用低廉,影响因素较少,但还存在一定不足:回弹值受碳化深度、测试角度的影响,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。

  1. 2  超声脉冲法

  用超声脉冲法检测混凝土强度是测试超声波在混凝土中的传播参数,找出混凝土抗压强度与这些参数的关系,确定其抗压强度。

  混凝土是各向异性的多相复合材料,内部存在广泛分布的砂浆与骨料的界面和各种缺陷,使超声波在混凝土中的传播要比在均匀介质中复杂得多,产生反射、折射和散射现象,并出现较大衰减,因此超声脉冲法检测混凝土强度虽然能够检测出混凝土内部存在的问题,但是对测试仪器、换能器与混凝土的强度和超声传播声速间的定量关系受到混凝土的原材料性质及配合比的影响;测试试件的温度和含水率的影响等,只有综合考虑各种因素和条件,建立高拟合度的专门曲线,使用时才能得到比较满意的精度。

  1. 3  超声回弹综合法

  超声回弹综合法是建立在超声传播和回弹值与混凝土抗压强度之间相互关系上,以声速和回弹值来综合反映混凝土抗压强度的一种非破损检测方法。

  超声回弹综合法在一定程度上克服了以单一指标评定混凝土强度的不足,它把石子和测试面的影响,从检测结果中加以修正,对于多指标综合,能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。

  1. 4  钻芯法

  钻芯法与前3 种方法不同。它用专用取芯机从被检测的结构或构件上直接钻取圆柱型的混凝土芯样,并根据芯样的抗压试验强度,推定混凝土的抗压强度,是一种较为直观可靠的检测混凝土强度的方法,由于需要从结构上取样,对原结构有局部损伤,所以是一种现场检测的半破损试验方法。

  钻芯法为许多国家所采用,俄罗斯、美国、英国、日本、法国等都制定了各自的标准,国际标准化组织也提出了相应国际标准草案( ISO/ DIS7034) 。

  1. 5  拔出法

  拔出法试验也是一种半破损检测方法,它是用一金属锚固件预埋入未硬化的混凝土浇筑构件内,或在已硬化的混凝土构件上钻孔埋入一膨胀螺栓,然后测试锚固件或膨胀螺栓被拔出时的拉力,由被拔出时的锥台型混凝土块的投影面积确定混凝土的拔出强度,并由此推算出混凝土的抗压强度。

  拔出法在美国、加拿大、丹麦等国家已广泛得到应用,国际标准化组织( ISO) 曾提出关于测定硬化混凝土拔出强度的国际标准草案( ISO/ DIS8046) 。

  1. 6  超声脉冲法

  超声脉冲法是检测混凝土内部缺陷和操作应用最广泛的方法,当结构混凝土中存在缺陷或损伤时,超声脉冲通过缺陷时会产生绕射,传播的声速要比相同种类材质无缺陷混凝土的传播声速要小,声时偏长;缺陷界面上产生反射,因而能量显著衰减,波幅和频率明显降低,接收信号的波形平缓,甚至发生畸变,因此可判别混凝土的缺陷与损伤,这在工程验收、事故处理和已建建筑物可靠性鉴定工作中,可为结构补强和维修,提供可靠的判别依据。

  需要特别注意的是,有波形显示的超声检测仪方可用于探伤,而无波形显示的数字式声速仪,只能提供声时和声速作为唯一的判别依据,容易造成误判

  1. 7  混凝土结构中钢筋位置和钢筋锈蚀检测

  1. 7. 1  钢筋位置的检测

  对已建混凝土结构作可靠性诊断和对新建混凝土结构施工质量鉴定时,要求确定钢筋位置、钢筋情况,当采用钻芯法检测混凝土强度时,为所取部位避开钢筋,也常作钢筋位置检测。常用的电磁感应法检测,比较适用于配筋稀疏和混凝土保护层不太厚的情况,当钢筋位置在同一平面或在不同平面内距离较大时,测得的结果比较满意。

  1. 7. 2  钢筋锈蚀的检测

  混凝土若质量差、工作环境恶劣或其它原因使结构产生各种裂缝,就会造成钢筋的锈蚀。而钢筋锈蚀则导致混凝土保护层胀裂、剥落,钢筋有效面积削弱等,直接影响结构的承载能力和使用寿命,而对已建结构进行结构鉴定和可靠度诊断时,必须对钢筋锈蚀进行检测。

  用半电池法测量钢筋表面与探头之间的电位差,以判断钢筋锈蚀的可能性及锈蚀程度。

  2、砌体结构的现场检测方法

  砌体结构主要指砖砌体,砌体强度是由砖块和砂浆强度或施工时制做的砌体试块强度来决定的,传统的检测方法是直接从砌体结构上截取试样,进行抗压强度试验而砌体结构的特点导致取样存在较大难度,取样时的扰动又会对试样产生较大损伤,从而影响试验结果。因此,砌体结构的现场原位非破损或半破损试验方法理所当然地受到重视,并广泛开展研究和工程实际应用。

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关键字:建筑结构  现场检测  非破损检测

编辑:什么鱼 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/Test_and_measurement/2014/0124/article_8622.html
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