關于水利工程質量檢測中無損檢測技術的應用研究

前言：

傳統的檢測手段在檢測過程中對建筑物本身結構常產生破壞，西方發達國家現在已普遍采用無損檢測技術。一些高科技產品，尖端的技術在工作中得到廣泛的應用。無損檢測技術已作為衡量一個國家測試技術水平的重要標志之一。我國的無損檢測技術起步較晚，發展只有15-20年。但積累了一定的經驗，下面介紹幾種常規的無損檢測技術。

1.無損檢測技術的概述

水利工程作為國家經濟發展的重要基礎設施，其工程質量直接關系著廣大人民群眾的切身利益，保證結構安全，滿足運行管理的使用要求，而且必須在非常情況下(如洪水、強降雨、大風等)經受住考驗。所以，如何檢查與控制好工程質量，建設高標準高質量的水利工程，是水利工程施工監理工程師的重要職責所在。

1.1無損檢測技術優越性

在工程質量檢查與控制過程中，隨著監督手段的不斷完善，檢測儀器的不斷發展，監理工程師質量檢查工作的科技含量也在不斷加大。近年來先后在水利工程中引進和使用的無損檢測技術：便是很好的一例。所謂無損檢測技術就是在不影響工程結構使用性能的前提下，通過原位檢測某些物理量(如回彈值、超聲波速、振動頻率、紅外線幅射等)推算出材料與結構的工程質量指標．如強度值、厚度值、內部缺陷點、成分含量等。它有著比常規檢測方法更為突出的特點：非破壞性、隨機性、遠距離探測、現場檢測等等；且檢測數據可連續性采集，并通過數理分析和邏輯判斷，能夠比較準確地推定出工程質量的狀況，使監督檢測的結果更具真實性、科學性和權威性．

1.2無損檢測技術的現狀

中國水利工程無損檢測技術在近10a里得到飛速發展，無損檢測技術體系日趨完善，除了常用的回彈法、取芯法與超聲波外，雷達技術、波動分析技術、電磁等技術也逐漸被應用。如：雷達探地檢測大壩防滲墻、帷幕灌漿質量，波動分析檢測混凝土灌注樁基質量等在全國各省市都有應用先例。配套開發和研制的檢測設備和儀器已發展到數字式智能化時代，具備了綜合性和測試結果分析、計算的功能，測試數據也由單純的數理統計進入了信息處理，大部分已配置筆記本電腦和隨機鍵盤，甚至簡單到：“只要輕輕點擊鼠標，即可得出結論”的智能型。

1.3無損檢測技術在水利工程中的應用

無損檢測技術其現場性、實用性、快速性等特點，為監理工程師工程質量檢查工作提供了先進的科學手段，在整個水利工程建設質量監控中，作用愈加重要。

1.3.1無損檢測技術是工程質量事故檢測和處理的法定方法之一在《混凝土結構工程施工及驗收規范》(GB 50204-2001)中明確規定：“當對混凝土試件強度代表性有懷疑時，可采用非破損檢驗方法或從結構、構件中鉆取芯樣的方法，按有關標準規定，對結構構件中的混凝土強度進行推定，作為是否應進行處理的依據。”

1.3.2無損檢測技術是工程質量預控的有效手段隨著無損檢測可靠性的提高，其檢測結果非但是普遍使用的一種質量處理的依據，而且越來越多的水利工程已將其做為施工過程中的質量控制手段，使無損檢測技術介入施工管理中。如：新拌混凝土快速測定儀，可在幾分鐘內測試出出罐的新拌混凝土中水泥含量、水灰比，推定出28d的強度值，起到了預先監控的作用。

1.3.3無損檢測技術是水利工程質量檢查評估的重要依據在以標準試塊測定值為代表來評判工程質量的基礎上，運用無損檢測結果比較既可驗證試塊的真實性，也可反映出水工建筑物的真實質量和差異。

2.無損檢測技術在水利工程質量檢測應用中的問題探討與思考

作為水利工程尤其是大中型水利工程質量控制、結構驗收的重要手段，無損檢測技術的重要性不言而喻，但其發展和應用水平仍有一定的差距。這里既有技術上的不足也有應用中的問題。

2.1在技術上，其測試和推定的準確度有待進一步提高如運用超聲回彈綜合法測定混凝土強度時，超聲波速受外界濕度、溫度、介質的影響較大，在幾個工地的比較性試驗時，往往對試塊(因其在養護池中，相對含水率較大)的測定值離異較大，隨機提供的標準參數曲線，在各地區不盡相同，故而也相對產生誤差。

2.2檢測性能比較單一，綜合質量鑒定有待完善隨著新科技、新材料在水利工程中的應用，在質量鑒定時，不但要推定出混凝土的質量狀況，而且也涉及到如鋼筋質量、鋼結構質量、混凝土與鋼筋共同作用狀況等，只有這樣才能全面、綜合地對整個工程進行核定。

2.3強化無損檢測應用程序，對水利工程尤其是大中型水利工程，必須對重要隱蔽工程及工程關鍵部位進行無損現場檢測，對一般工程可根據實際情況決定是否進行無損檢測抽查，并以此作為工程檢測和評定的重要依據。

2.4無損檢測最終是以提高工程質量為目的，為了提高檢測技術的科學性、公正性和權威性，各質檢機構應將無損檢測業務作為必備指標來加以建設和完善，人員組成要相對穩定，必須經過無損檢測專業。

2.5鑒于無損檢測技術的現狀和現代科技術的不斷發展，搞好無損檢測工作必須以案例來加以總結和論證。因此，要不斷積累工只有這樣才能在不斷總結經驗基礎上，提高確度和實用性。

3.鋼筋銹蝕的無損檢測

鋼筋的銹蝕破壞對水工建筑物損壞比較嚴重，鋼筋銹蝕以后，發生膨脹，表層混凝土脹裂、脫落，握裹力下降，使結構有效斷面減小。采用的方法有兩種：碳化深度測量與鋼筋保護層厚度測量結合法、自然電位法。

3.1碳化深度測量與鋼筋保護層厚度測量結合法

3.1.1碳化深度測量。

用電錘在被測部位打一個小孔，清除孔洞中的粉沫，隨即將濃度為1％的酚酞酒精試液注入孔洞內壁，再用碳不扮深度儀或油標卡尺測量表面至深部變色的距離。即為碳化深度。

3.1.2混凝土保護層厚度測量。

使用瑞士產55型數字式鋼筋定位掃描儀(精確至1-3mm)，用它可將構件內鋼筋布置及鋼筋保護層厚度精確地用數字顯示。

3.1.3資料的整理。

將構件混凝土碳化深度與鋼筋保護層厚度值進行比較，當構件混凝土碳化測量值超過鋼筋保護層厚度值時，鋼筋表層的鈍化膜被破壞，構件內鋼筋開始銹蝕；當構件混凝土碳化測量值小于鋼筋保護層厚度值時，構件內鋼筋沒有發生銹蝕。這是國內目前普遍采用的技術。

3.2自然電位法

鋼筋在混凝土相當于在飽和的ca(OH)路液中。金屬在介質溶液中會因其相互作用在界面處形成雙電層，并于界面兩側產生電位差，用高內阻自然電位儀檢測鋼筋在混凝土中的自然電位值來判斷鋼筋的銹蝕情況。自然電位在一100nlV-300mv時鋼筋處于鈍化狀態，自然電位在一300-400mV時，則說明鈍化膜已被破壞，鋼筋有銹蝕的可能。自然電位低于一悶儀)mv時鋼筋已經銹蝕。采用儀器為山西產JJ－3型積分激發電位儀。

4.結語：

基于現階段水利工程建設情況的特點．在水利工程質量檢查與控制中，應充分發揮無損檢測的特點，加大對其應用的頻率，從而進一步加強對水利工程質量控制的力度，使其發揮更大的經濟、社會、生態效益。