混凝土是由膠凝材料、細集料、粗集料和水按適當比例混合,在需要時摻加適宜的外加劑、摻合料等配制而成的多組分混合材料,從設計、配料、攪拌、澆筑、成型及養(yǎng)護等諸多工藝環(huán)節(jié),無不影響混凝土的質(zhì)量。如技術上疏忽或管理不善,勢必造成工程質(zhì)量事故?;炷翙z測離不開混凝土無損檢測儀器,下面讓我們詳細了解下。
在正常情況下,混凝土強度的檢驗與評定應按現(xiàn)行國家標準《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》(GB50204-2002)及《混凝土強度檢驗評定標準》(GBJ107-87)執(zhí)行。
但是,在實際混凝土澆筑施工過程中,當出現(xiàn)留置同條件養(yǎng)護試件的工作被忽視;當出現(xiàn)某些工程技術人員對留置同條件養(yǎng)護試件的作用和意義認識不足;當出現(xiàn)為了加快模板、支架的周轉(zhuǎn),節(jié)省試件的制作和試驗費用;當出現(xiàn)為了縮短工期而忽視了對施工中同條件養(yǎng)護試件的留置;當出現(xiàn)標準養(yǎng)護試件或同條件養(yǎng)護試件不足或未按規(guī)定制作試件時;當所制作的標準試件或同條件養(yǎng)護試件與所成型的構(gòu)件在材料用量、配合比、水灰比、砂率等方面有較大差異,已不能代表構(gòu)件的混凝土質(zhì)量時;當標準養(yǎng)護試件與同條件養(yǎng)護試件的試壓結(jié)果,不符合現(xiàn)行標準、規(guī)范規(guī)定的對結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的強度合格要求,并且對該結(jié)果持有懷疑時。無損檢測技術方法是獲得結(jié)構(gòu)物中原位混凝土真實質(zhì)量的唯一途徑。
為此,在混凝土工程施工中,工程技術人員必須充分認識混凝土的無損檢測技術方法的重要性,同時要對工作人員做相關培訓,按規(guī)范要求及時對混凝土進行無損檢測,監(jiān)理工程師和相關施工技術人員應按規(guī)范要求進行監(jiān)督。
一、無損檢測的定義
無損檢測是指在不損害或不影響被檢測對象使用性能,不傷害被檢測對象內(nèi)部組織的前提下,利用材料內(nèi)部結(jié)構(gòu)異?;蛉毕荽嬖谝鸬臒?、聲、光、電、磁等反應的變化,以物理或化學方法為手段,借助現(xiàn)代化的技術和設備器材,對試件內(nèi)部及表面的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、狀態(tài)及缺陷的類型、性質(zhì)、數(shù)量、形狀、位置、尺寸、分布及其變化進行檢查和測試的方法 [1] 。無損檢測是工業(yè)發(fā)展必不可少的有效工具,在一定程度上反映了一個國家的工業(yè)發(fā)展水平,無損檢測的重要性已得到公認,主要有射線檢驗(RT)、超聲檢測(UT)、磁粉檢測(MT)和液體滲透檢測(PT) 四種。其他無損檢測方法有渦流檢測(ECT)、聲發(fā)射檢測(AE)、熱像/紅外(TIR)、泄漏試驗(LT)、交流場測量技術(ACFMT)、漏磁檢驗(MFL)、遠場測試檢測方法(RFT)、超聲波衍射時差法(TOFD)等。
其中重慶市機械工程學會無損檢測分會(ChongQing Non-destructive Testing Society,縮寫CQNDT)是較為專業(yè)度協(xié)會之一。是由重慶市無損檢測專業(yè)(射線檢測、超聲波檢測、滲透檢測、磁粉檢測、渦流檢測、聲發(fā)射檢測、紅外熱成像檢測等)技術工作者于1979年10月7日在重慶紅巖機器廠自愿成立的學術組織。該學術組織成立之初名為重慶市機械工程學會無損檢測專業(yè)委員會,于1998年3月更名為重慶市機械工程學會無損檢測分會。
重慶市無損檢測協(xié)會成立至今已有36年,理事會每四年改選一次,現(xiàn)為第六屆理事會,組建于2016年4月。有理事單位16家,理事51人,會員120人;下設常務理事會、1個秘書處、3個工作委員會。
重慶市無損檢測協(xié)會擁有強有力的技術團隊和豐富的經(jīng)驗,為重慶及國內(nèi)部分地區(qū)的冶金、汽車、石油、軍工科研院所行業(yè)單位做了大量的無損檢測及技術咨詢及培訓活動,發(fā)布和分享了眾多有關無損檢測的技術文檔,為推動地區(qū)無損檢測技術發(fā)展,提高地區(qū)無損檢測行業(yè)水平做出了貢獻。
為了推動西部地區(qū)無損檢測技術發(fā)展和促進行業(yè)技術進步,加強西部地區(qū)無損檢測行業(yè)間的交流與合作,促進無損檢測新理論、新方法、新技術的推廣與應用,更好地為振興西部地區(qū)制造業(yè)做出貢獻,重慶市無損檢測協(xié)會還參與了多次“中國西部無損檢測學術會議”。“中國泛西部第三屆無損檢測學術會議”,重慶市無損檢測學會也是受邀嘉賓之一。
二、無損檢測的原理
無損檢測是利用物質(zhì)的聲、光、磁和電等特性,在不損害或不影響被檢測對象使用性能的前提下,檢測被檢對象中是否存在缺陷或不均勻性,給出缺陷大小,位置,性質(zhì)和數(shù)量等信息。與破壞性檢測相比,無損檢測有以下特點。第一是具有非破壞性,因為它在做檢測時不會損害被檢測對象的使用性能;第二具有全面性,由于檢測是非破壞性,因此必要時可對被檢測對象進行100%的全面檢測,這是破壞性檢測辦不到的;第三具有全程性,破壞性檢測一般只適用于對原材料進行檢測,如機械工程中普遍采用的拉伸、壓縮、彎曲等,破壞性檢驗都是針對制造用原材料進行的,對于產(chǎn)成品和在用品,除非不準備讓其繼續(xù)服役,否則是不能進行破壞性檢測的,而無損檢測因不損壞被檢測對象的使用性能。所以,它不僅可對制造用原材料,各中間工藝環(huán)節(jié)、直至最終產(chǎn)成品進行全程檢測,也可對服役中的設備進行檢測。
無損檢查目視檢測范圍:
1、焊縫表面缺陷檢查。檢查焊縫表面裂紋、未焊透及焊漏等焊接質(zhì)量。
2、狀態(tài)檢查。檢查表面裂紋、起皮、拉線、劃痕、凹坑、凸起、斑點、腐蝕等缺陷。
3、內(nèi)腔檢查。當某些產(chǎn)品(如蝸輪泵、發(fā)動機等)工作后,按技術要求規(guī)定的項目進行內(nèi)窺檢測。
4、裝配檢查。當有要求和需要時,使用同三維工業(yè)視頻內(nèi)窺鏡對裝配質(zhì)量進行檢查;裝配或某一工序完成后,檢查各零部組件裝配位置是否符合圖樣或技術條件的要求;是否存在裝配缺陷。
5、多余物檢查。檢查產(chǎn)品內(nèi)腔殘余內(nèi)屑,外來物等多余物。
三、無損檢測的分類
無損檢測可分為六大類約70余種,但在實際應用中比較常見的有:目視檢測(VT)、射線照相法(RT)、超聲波檢測(UT)、磁粉檢測(MT)、滲透檢測(PT)、渦流檢測(ECT)、聲發(fā)射(AE)、超聲波衍射時差法(TOFD)。托夫特檢測即超聲波衍射時差法(TOFD)。這些方法在大多數(shù)工程教材中都有提及。
除以上指出的八種,還有以下三種非常規(guī)檢測方法值得注意:泄漏檢測 Leak Testing(縮寫LT);相控陣檢測Phased Array(縮寫PA);導波檢測Guided Wave Testing。
四、無損檢測常用的方法
回彈法
工作原理:一個標準質(zhì)量的重錘,在標準彈簧彈力的帶動下,沖擊一個與預拌混凝土表面接觸的彈擊桿,由于回彈力的作用,重錘又跳回一定距離,并帶動滑動指針在刻度上指出回彈值N。通過事先建立的商品混凝土強度和回彈值的關系曲線,就可以根據(jù)實測的N求得值。
測試特點:回彈法操作簡單,成本較低,效率較高,現(xiàn)場應用性較強。
但回彈測強曲線只考慮了正常情況的預拌混凝土碳化,忽略了其早期齡期碳化等現(xiàn)象,大大降低了回彈法的測試結(jié)果精度。且該法要求混凝土表面清潔、平整,無疏松、浮漿以及蜂窩等,必要時可用砂輪清除疏松物和雜物,且不應有殘留的粉末或粉屑。
超聲法
檢測原理:利用超高頻脈沖進入預拌混凝土介質(zhì)中,接收通過混凝土傳來的聲信號,測出超聲波在混凝土中傳播的時間和距離,計算出超聲波在混凝土中的傳播速度。利用儀器的數(shù)據(jù)處理及相關的分析軟件對接收信號的各種聲參數(shù)進行綜合分析以評估預拌混凝土構(gòu)件的強度、缺陷等。并做好相關分享發(fā)布文檔。
測試特點:超聲檢測具有指向性好,傳播能量大,對各種材料的穿透力較強,適應性強,檢測靈敏度高,成本較低等諸多優(yōu)點。
但由于預拌混凝土結(jié)構(gòu)復雜,用此法進行檢測時,許多傳播規(guī)律往往隨著超聲波頻率、料粒徑、率等因素的變化而變化,因而在進行超聲檢測時,對現(xiàn)象的解釋難免出現(xiàn)謬誤,且會影響到測試結(jié)果的準確分析。
超聲波回彈綜合法
檢測原理:利用超聲儀和回彈儀,在結(jié)構(gòu)預拌混凝土同測區(qū)分別測量聲時值及回彈值。其中回彈值用于反映混凝土結(jié)構(gòu)表面情況,超聲波在介質(zhì)中傳播的速度反映了結(jié)構(gòu)的力學特征,通過所測力學特性反映預拌混凝土的強度及內(nèi)部質(zhì)量情況。
測試特點:該法既能反應預拌混凝土的表層狀態(tài),又能反映混凝土的內(nèi)部構(gòu)造情況,且可抵消部分影響強度和物理量相關的因素,可較為準確地反應出預拌混凝土的強度情況。
但該法的檢測精度目前尚待進一步提高,以獲得更加精確的檢測效果。
鉆芯法
檢測原理:利用專用鉆芯機,直接在混凝土結(jié)構(gòu)上鉆以芯樣,并根據(jù)芯樣的抗壓強度推定結(jié)構(gòu)預拌混凝土立方體抗壓強度,屬半破損現(xiàn)場檢測方法。
測試特點:該法操作直接可靠,并能較好地反映預拌混凝土實際狀況,同時可以比較準確地測定其強度。此外,還可從芯樣直接觀察到局部混凝土的內(nèi)部情況,如骨料的組成等。
然而由于鉆芯法對結(jié)構(gòu)具有一定的破損性,其代表性的取芯位置的確定,取芯的數(shù)量在結(jié)構(gòu)實體預拌混凝土強度檢測中十分受限,另外該法測試費用較高,通常不到特殊需要時,不宜采用鉆芯法。
拔出法
檢測原理:根據(jù)測試結(jié)構(gòu)預拌混凝土中錨固件被拔出時的拉力,確定混凝土的拔出強度,據(jù)此推算混凝土的立方體抗壓強度。
該法通常分為預埋拔出法與后裝拔出法種。前者是在預拌混凝土表層一定距離處預先埋入一個錨固件,混凝土硬化后,過錨固件施加拔出力以獲得其推定強度;后者是在硬化預拌混凝土上鉆孔、磨槽、安裝錨固件后用拔出法做拔出實驗,根據(jù)測定的抗拔力檢測混凝土抗壓強度的微破損方法。
測試特點:預埋拔出法在工地現(xiàn)場應用方便,試驗費用較低,適用于預拌混凝土質(zhì)量現(xiàn)場控制。
由于后裝拔出法對預拌混凝土被拔出時的破壞機理尚待進一步研究確定,且測試結(jié)果會受到預拌混凝土骨料,混凝土內(nèi)部缺陷,鋼筋間距以及現(xiàn)場操作過程中人為因素影響,因此要建立拉拔強度與預拌混凝土抗壓強度間的穩(wěn)定關系仍需進一步研究,目前可應用范圍較小。
脈沖回波法
傳統(tǒng)混凝土缺陷無損檢測方法主要運用聲波透射法和電磁波法,但均受到一定的條件限制;脈沖回波法是向混凝土發(fā)射一束聲脈沖波,然后用檢波器接收回波信號,發(fā)射與接收之間距幾乎為零的一種檢測方法。該方法可以對信號作時域或頻域分析,尤其是適合較厚且只有一個檢測面的鋼筋混凝土。
五、混凝土無損檢測儀器有哪些
1、測厚儀
測厚儀(thickness gauge )是用來測量材料及物體厚度的儀表。在工業(yè)生產(chǎn)中常用來連續(xù)或抽樣測量產(chǎn)品的厚度(如鋼板、鋼帶、薄膜、紙張、金屬箔片等材料)。
這類儀表中有利用α射線、β射線、γ射線穿透特性的放射性厚度計;有利用超聲波頻率變化的超聲波厚度計;有利用渦流原理的電渦流厚度計;還有利用機械接觸式測量原理的測厚儀等。
2、混凝土強度檢測儀
混凝土強度檢測儀,是一種集回彈測試法和超聲回彈綜合法測試混凝土強度的綜合類儀器,既可以測量回彈值,又可以測聲時、聲速,可對混凝土抗壓強度進行綜合判定。
3、鋼筋掃描儀
鋼筋掃描儀,主要用于工程建筑混凝土結(jié)構(gòu)中鋼筋分布、直徑、走向,混凝土保護層厚度質(zhì)量的檢測。鋼筋掃描儀能夠在混凝土的表面測定鋼筋的位置、布筋情況、測量混凝土保護層厚度、鋼筋直徑等。除此之外,鋼筋掃描儀還可以對混凝土結(jié)構(gòu)中的磁性體及導電體的位置進行檢測,如墻體內(nèi)的電纜、水暖管道等,施工前的探測可以有效避免施工中對這些設施的損壞,減少意外的發(fā)生。鋼筋掃描儀是施工過程監(jiān)測和質(zhì)量檢驗的有效工具
4、涂層測厚儀
涂層測厚儀可無損地測量磁性金屬基體(如鋼、鐵、合金和硬磁性鋼等)上非磁性涂層的厚度(如鋁、鉻、銅、琺瑯、橡膠、油漆等) 及非磁性金屬基體(如銅、鋁、鋅、錫等)上非導電覆層的厚度(如:琺瑯、橡膠、油漆、塑料等)。
涂鍍層測厚儀具有測量誤差小、可靠性高、穩(wěn)定性好、操作簡便等特點,是控制和保證產(chǎn)品質(zhì)量必不可少的檢測儀器,廣泛地應用在制造業(yè)、金屬加工業(yè)、化工業(yè)、商檢等檢測領域。
5、手持式混凝土雷達
該設備輻射出電磁波,透過混凝土表面,接收從物體,如鋼筋、孔洞或其它具有和混凝土不同電性質(zhì)的物體反射的信號。通過畫面顯示和記錄探測物的位置和深度。
6、裂縫測寬儀
可廣泛用于橋梁、隧道、建筑物、混凝土路面、金屬表面等裂縫寬度的定量檢測。設備主要由手持式彩色液晶屏主機、彩色顯微放大探頭(帶1.5米連接纜)構(gòu)成,測量時程序自動掃描、捕獲裂縫并在顯示屏上實時顯示裂縫的寬度數(shù)值,也可以對需要的裂縫進行拍照(裂縫照片中同時保存裂縫圖像、寬度數(shù)據(jù)、刻度尺、放大倍數(shù)和裂縫編號等圖像信息),裂縫照片為標準BMP格式,直接存儲到任意U盤中,方便用戶進一步的圖像分析或打印存檔。
7、鋼筋銹蝕儀
鋼筋銹蝕儀是一種重要的腐蝕檢測和電化學測量儀器,在電極過程動力學、電分析、電解、電鍍、金屬相分析,金屬腐蝕速度測量和各種腐蝕與防腐研究,以及電化學保護參數(shù)測試等方面具有廣泛的用途。
8、混凝土回彈儀
混凝土回彈儀是一種檢測裝置,適于檢測一般建筑構(gòu)件、橋梁及各種砼構(gòu)件(板、梁、柱、橋架)的強度,主要技術指標有沖擊功能;彈擊拉簧鋼度;彈擊錘沖程;指針系統(tǒng)最大靜摩擦力和剛鉆率定平均值。
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