混凝土无损检测方法

刘莉

（重庆交通大学，重庆400041）

1 引言

1.1 研究背景

混凝土广泛应用于水利、土木等工程中，其内部结构极为复杂，是一种多相的凝聚体和具有弹、粘、塑性的非均质材料，对其的结构性质和力学性能的检测就会相对复杂。目前可以通过无损检测技术对混凝土的强度和缺陷进行检测。

在上个世纪初期就已经有对混凝土无损检测方法的研究了。首先在1930年出现的表面压痕法。1935年格里姆和艾德的共振法。在上个世纪中期，我国开始从国外引进超声仪和回弹仪，并由此开展无损检测技术方面的研究。60年代，我国开始自主研制超声检测仪。80年代，开始有了我国自己有关无损检测技术的生产体系。90年代，无损检测技术得到了快速的发展，新技术也得到较好的应用。

2 混凝土无损检测方法

2.1 混凝土强度无损检测方法

2.1.1 钻芯法。钻芯法是通过专用的钻芯机，从结构混凝土中钻取芯样，进行抗压试验，然后以芯样强度评定结构混凝土强度的一种半破损检测方法。该方法能够更精确、更直观、更简单地反映混凝土强度的实际情况。但因该方法会对混凝土结构造成一定的破坏，其检测费用较高，耗时也较长，所以该方法仅是适宜于混凝土结构中小面积的检测，不适合大量使用。

2.1.2 回弹法。回弹法是一种比较常用的混凝土无损检测方法。它是使用回弹仪测出的回弹值N与混凝土强度之间的关系推定出混凝土的强度，然后对该检测混凝土进行评定。回弹法比其它检测方法，操作更简便、费用更低廉、在施工现场的应用性更强且能够进行大面积、大批量的混凝土强度检测。但由于回弹法是利用表层混凝土来测定其强度的，会因混凝土表层的不平整或某种缺陷如疏松、浮浆以及蜂窝等，导致该方法的的精度会相对较差。因此在对混凝土检测前可对其表面做一定的处理以提高检测的精度。

2.1.3 超声法。超声法是利用超声仪发射出的超声波在混凝土中的传播速度与混凝土强度之间的相关关系来推定混凝土强度的一种非破损检测方法。而它们之间的这种关系往往是非线性的，可以通过测强曲线表示。超声法因其操作简便、费用较低、检测灵敏度高等优点而被广泛应用于无损检测。但由于需建立强度与传播速度的关系需考虑更多的影响因素如混凝土龄期、混凝土温度，湿度、水灰比等。

2.1.4 超声回弹综合法。超声回弹综合法是使用超声仪和回弹仪在结构混凝土同一测区测定出声时值C和回弹值N，然后利用已建立的测强曲线来推算出混凝土强度的一种综合检测方法。回弹值用于反应混凝土结构表面的情况，超声波在介质中传播的速度反映了结构的力学特征，通过所测力学特性反映混凝土的强度及内部质量情况。该方法有全国通用的R—N—C关系曲线：

式中：R—混凝土的强度，MPa；C—超声波波速，km/s；N—混凝土回弹值。

2.2 混凝土缺陷无损检测方法

混凝土的内部缺陷的检测属于混凝土无损检测在混凝土完整性方面的检测，其缺陷是指空洞、离析、裂缝、蜂窝麻面、结合面不密实，疏松等。

2.2.1 超声法。超声法也可用于对混凝土缺陷的检测。依据超声波在混凝土的声参数如传播的速度、振幅、相位及主频等的相对变化来判断混凝土内部的缺陷情况。超声法检测混凝土常用的频率为20kHz一250kHz。

2.2.2 冲击回拨法。冲击回波法是利用一小钢球冲击混凝土表面来激发低频应力波，该应力波有：与传播方向平行的纵波，即P波；与传播方向垂直的横波，即S波；沿固体表面传播的表面波，即R波。这些波遇到波阻抗有差异的界面就发生反射、折射和绕射等现象。由传感器接收这些波后，通过频谱分析，将时间域内的信号转化到频率域，找出被接收信号同混凝土质量之间的关系，从而到达到无损检测的目的。在对混凝土缺陷做无损检测时主要依据纵波进行推定。该方法的优点在于不需要破坏混凝土，并且克服了传统的超声波检测技术需要在被测试面的另一侧设置声波接收装置的缺点，具有适用面广、检测准确的优点。由于该法采用单面测试，特别适合于只有一个测试面如路面、护坡、底板、跑道等混凝土的检测。

2.2.3 红外成像法。自然界中任何高于绝对温度(-273℃)的物体，都向外连续发射红外线，但不同物体的表面温度和辐射量均不同。利用红外热像法，可以灵敏地探测到导热系数小，表面热辐射率大的材料的红外辐射，诸如混凝土、砖和石材等。因此，红外热像检测对于混凝土具有适用性。当混凝土结构存在某种缺陷时，直接导致表面温度变化，使热像图上出现温差等异样，通过分析这些异样就可以来判断混凝土内部缺陷的情况。

3 结论

对于选取混凝土无损检测的方法，我们应该综合考虑各种因素，尽量选择一种既能满足精度要求又能满足实验要求的检测方法。