混凝土無損檢測技術現狀及其發展趨勢分析

徐輝

摘要：混凝土是路橋工程中的重要原料，其質量與工程的總體質量息息相關，對混凝土的結構進行檢測和評估是施工中的重要工作。文章對多種混凝土無損檢測技術及其應用進行分析，并針對無損檢測技術的現狀，探討其發展趨勢，旨在為我國的交通工程行業的進步和發展提供幫助。

關鍵詞：混凝土；無損檢測技術；應用；發展趨勢

自改革開放以來，我國的經濟和社會發展的速度不斷加快，人們的生活水平不斷提高，為路橋基礎設施建設的發展提供了有利條件，也對路橋建設提出了更高的要求。混凝土作為路橋工程中的重要材料，必須嚴格把控其質量，才能保障工程的順利進行，受施工步驟不合理或者是施工現場自然因素的影響，混凝土施工的質量會遭到不同程度的破壞。因此，必須針對混凝土出現的問題，在力學基礎上，利用無損檢測技術檢測混凝土結構的損傷參數。

1.混泥土無損檢測技術及應用

1.1回彈法檢測

回彈法是對混過凝土的結構或構件進行檢測，得到碳化深度和回彈參數，在此基礎上判斷混凝土的強度。回彈法的主要測量工具為回彈儀，它屬于直射錘擊器械，混凝土表面設置有彈擊桿，使用彈擊錘沖擊彈擊桿之后，彈擊錘會向后反彈，回彈儀上設置有一個刻度表，當彈擊錘被反彈會對應刻度表上的一個刻度，記錄下回彈數值作為分析數據。混凝土表面的硬度和混凝土的強度之間具備一個數學函數關系，回彈能量是該函數關系的表現形式，回彈能量的大小又決定了回彈值的大小，因此，在測量時可以通過建立函數關系，通過回彈值的大小來表示混凝土的抗壓強度。由于該方法不會對混凝土構件的性能造成破壞，在混凝土結構檢測中得到廣泛的應用，但是，此方法的弊端為無法檢測混凝土內部的情況，檢查范圍僅限于混凝土的表面。

1.2聲波法檢測

（1）超聲檢測技術。該檢測技術是混凝土無損檢測中的重要方法。能夠利用超聲脈沖對混凝土內部的結構進行檢測，打破了回彈檢測法的限制。對內部結構缺陷的檢測主要通過2個方面來進行，分別為穿透和反射。在超聲脈沖穿過混凝土的缺陷區時，會產生不同的聲波、聲時，信號的頻率也與正常區域的參數不同，穿透法通過這些參數來判斷缺陷的具體情況，該方法只能在同一平面或者相對2個平面上進行平測；反射法是通過反射波來判斷缺陷的情況，在超聲脈沖接觸到缺陷結構的表面時，會產生特殊的反射波，相比于穿透法來說，反射法只需要從一個側面進行測量，為檢測工作提供了便利。

（2）超聲層析成像技術。此技術是指利用超聲波在混凝土的層析面的不同位置進行探測，在接受和發出超聲波的過程中，獲取超聲波的聲時等相關的參數形成影像來判斷內部結構的缺陷情況。該方式是從混凝土的外部進行檢測，不會損傷內部結構。應用此方法需要注意的是：混凝土是一種復合材料，其中含有水、砂子、鋼筋等多種材料，形成的混凝土中還存在或多或少的空隙，導致超聲波的傳播路徑更加彎曲復雜，對超聲波的傳播和衍射產生影響，會降低層析成像結構的準確性，因此，在成像的結果中，需要將混凝土的衍射影響納入到考慮的范圍中，此外，為了提高檢測結果的有效性，可以采用較高頻率的超聲波進行檢測。雖然混凝土的層析成像的難度較大，但是近年來得到了較快的發展。梁國錢等研究者使用大功率的傳感器對拱壩細石混凝土進行了層析成像，并得到較為準確的結果，為工程的質量提供了一定的保障。

（3）沖擊回波技術。該方法是采用鋼珠對混凝土的表面進行沖擊，從而導致混凝土的內部產生一種應力波，該應力波在混凝土的內部進行傳播的過程中，會遇到混凝土內部的缺陷而產生一種反射波，在得到反射波之后，對其進行快速傅里葉轉換就能夠得到相關的頻譜圖，該圖中的特殊區域，例如峰值，就是在應力波遇到混凝土缺陷時產生的，根據頻譜圖中峰值的大小、出現的時間對混凝土內部缺陷的厚度和缺陷存在的位置進行分析。該檢測方法不需要從多個側面進行檢測，在只能對一個面進行檢測的工程中得到發展和應用。

（4）表面波分析法檢測。表面波法使用的瑞利波是經過S，P波的相互作用而來，傳播速度相對于以上2種波來說偏慢，在探測裂縫深度時得到廣泛的應用。瑞利波主要集中在波長范圍內，在材料的力學特點上使用，對裂縫的敏感度較大，在表面產生的彈波能量最大，便于信號的采集。利用系統補正能夠解決瑞利波傳播過程中的幾何和材料衰減，在瑞利波通過裂縫之后，會恢復之前的傳播狀態，只有在經過裂縫周圍時，會產生振幅的變化，因此可以利用整個傳播過程中的振幅變化來判斷裂縫的具體情況。

（5）探地雷達法檢測。首先，雷達向混凝土發射電磁波，由于鋼筋、混凝土的缺陷部位的電磁性質會發生一定變化，該電磁波在遇到鋼筋和缺陷時會產生反射電磁波，通過接受并處理反射的電磁波可以得到相關的波形圖，通過對圖進行分析能夠得到缺陷和鋼筋的具體位置和缺陷的程度。此方法一般采用的是大于1GHz的電磁波，能夠檢測到混凝土缺陷結構、鋼筋的具體位置、孔洞、裂縫的程度大小等。該方法是在電磁性質差異的基礎上使用的，不同介質之間的電磁差異變大，反射波的強度就越大，得到的反射信號就越強烈。但是，該方法受到檢測深淺的限制，使用的范圍有限，此外，低阻鋼筋的屏蔽作用會影響檢測的效果，檢測的成本較高，在實際中的應用還不夠廣泛，只有對該檢測技術進行改進，才能夠得到廣泛使用。

2.混凝土無損檢測的發展趨勢

（1）加強無損檢測理論與實際工程的聯系度。近年來，隨著經濟的快速發展和信息技術的進步，我國的混凝土檢測技術已經得到了很大的發展，但是由于無損檢測技術的起步較晚，還沒有得到完善和發展，檢測結果的準確性得不到保障，因此，還沒有被普遍應用。無損技術的發展較慢的根本原因，主要是在實際工程中的應用還不夠廣泛，盡管理論在不斷進步，但是與實際工程的練習程度不夠大，無法在實踐中得到發展。因此，在未來的一段時間內，在實踐中發展會成為無損檢測技術的必然趨勢，相關企業和部門需要不斷加強理論與實際工程的聯系程度，本著實用的原則，對無損檢測技術理論展開研究和探討。同時，將理論落實到實際的工程中，進一步擴大該技術的檢測范圍，對混凝土中的蜂窩面、裂縫以及內部結構的缺陷等進行檢測，在不損害混凝土構件性能的基礎上，對混凝土的結構進行優化，對原有的道路橋梁進行改造，優化道路橋梁物的使用功能，提高道路橋梁的質量。

（2）加強無損檢測的定量化分析，提升檢測精度。我國目前使用的無損檢測技術雖然具備很多優勢，能夠在不損害混凝士性能和構件的承載壓力的基礎上進行檢測，但是得到的檢測結構的精度卻不夠。對于混凝土裂縫的深度、裂縫的分類、程度、缺陷的類型等還需要進一步發展，缺少定量分析。因此，在未來的發展中，混凝土的無損檢測技術必然向定量化分析的趨勢發展，通過對各種參數建立數學或物理模型進行定量分析，提高檢測的精度和檢測結果的準確性，為工程質量提供保障。

（3）增強無損檢測在道路橋梁健康評估方面的應用。我國目前的混凝土無損檢測技術在道路橋梁的健康性能評估方面的應用較少，隨著交通行業的發展和進步，人們對于道路橋梁健康的關注度越來越高，在不損害道路橋梁性能的基礎上，判斷道路橋梁的健康程度會受到人們的廣泛歡迎。一方面，對于新建成的道路橋梁，其質量關系著路橋工程的經濟效益和道路橋梁使用的舒適性和安全性，利用無損檢測技術對道路橋梁的質量進行檢測，確保道路橋梁的質量能夠達到設計要求，滿足道路橋梁使用者的需求。另一方面，城市化的發展使得道路橋梁改造的步伐越來越快，在對部分道路橋梁的處理上，需要明確道路橋梁的耐久性，哪些道路橋梁需要拆除，哪些道路橋梁還可以繼續使用，哪些道路橋梁的耐久性較高，不會受到拆遷的影響，在明確了以上問題之后，再制定合理的方案，能夠優化施工成本，減少工程造價為城區的發展提供有利條件。

3.結語

總而言之，無損檢測技術具有不損害混凝土性能的優勢，在工程中可以廣泛使用。無損檢測技術的種類較多，但是各種方式的使用條件不同，且都還需要繼續完善，在未來的發展中，必須加強與實際工程的聯系程度，提高檢測的精度，拓寬無損檢測技術的應用范圍，才能充分發揮無損檢測技術的作用。