建设工程无损检测技术的应用现状和发展趋势.ppt
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1、建设工程无损检测技术的应用现状和发展趋势,无损检测技术的定义,无损检测技术就是在不影响工程结构使用性能的前提下,通过原位检测某些物理量(如回弹值、超声波速、振动频率、红外线辐射等)推算出材料与结构的工程质量指标,如强度值、厚度值、内部缺陷点、钢筋位置、成分含量等。 主要特点:非破坏性、随机性、远距离探测、间接性、现场检测等等;且检测数据可连续性采集,并通过数理分析和逻辑判断,能够比较准确地推定出工程质量的状况。,无损检测技术的地位,随着人们对工程质量的关注,以及无损检测技术的迅速发展和日臻成熟,促使无损检测技术在建设工程中的作用日益明显。它不但已成为工程事故的检测和分析手段之一,而且正在成为工
2、程质量控制和构筑物使用过程中可靠性监控的一种工具。可以说,无损检测技术成为建筑技术发展水平的重要标志之一。,建设工程中的两大类无损检测技术,一、钢结构无损检测技术 直接沿用了金属材料无损检测的技术: 1、射线探伤(RT) 2、超声探伤(UT) 3、磁粉探伤(MT) 4、渗透探伤(PT) 5、涡流探伤(ET),二、混凝土无损检测技术 主要技术手段是借鉴了金属无损探伤技术中比较成熟的原理、方法。常用的有:回弹法、超声法、拔出法、雷达法等等。根据检测目的可分为五大类: 1、强度检测的方法:回弹法、超声法、超声回弹综合法,微破碎的有拔出法、钻芯法、射钉法等等; 2、内部质量状况如缺陷、密实度、裂缝、结
3、合面质量等等检测:超声法、雷达法等等; 3、几何尺寸检测:如结构层厚度、钢筋位置及保护层厚度等; 4、耐久性方面的检测:钢筋锈蚀状况检测、氯离子含量检测、外墙饰面层检测等等; 5、使用性能检测:红外法检测建筑热工特性、防水性能等等。,一、建设工程无损检测技术在我国的发展,(一)已制订的行业标准和协会标准(CECS)为无损检测技术的普及应用奠定了基础,1、混凝土强度检测,方法有回弹法、超声回弹综合法、拔出法、钻芯法、射钉法等,相关标准规范: 回弹法检测混凝土抗压强度技术规程JGJ/T 23-2001 超声回弹综合法检测混凝土强度技术规程CECS 02:88(修订中) 钻芯法检测混凝土强度技术规程
4、CECS 03:88(修订中) 后装拔出法检测混凝土强度技术规程CECS 69:94 建筑结构检测技术标准(已通过审查),2、混凝土缺陷检测,方法有超声法、雷达波反射法、冲击回波法等 ,相关规范: 超声法检测混凝土缺陷技术规程CECS 21:2000,3、钢筋直径和位置检测,方法有电磁感应法、雷达波反射法 ,相关规范: 混凝土中钢筋检测技术规程(编制中),4、砌筑砂浆和砌体质量检测,方法有贯入法、轴压法、剪切法等,相关规范: 贯入法检测砂浆抗压强度技术规程JGJ/T 136-2001 砌体工程现场检测技术标准GB/T503152000,5、钢结构质量检测,方法有超声波探伤、X射线探伤、磁粉探伤
5、等。相关规范: 钢结构螺栓球节点JG 10-1999 钢结构焊接球节点JG 11-1999 焊接球节点钢网架焊缝超声波探伤及质量分级法JGJ/T 3034.1-1996 螺栓球节点钢网架焊缝超声波探伤及质量分级法JGJ/T 3034.1-1996 建筑钢结构焊缝超声波探伤JB/T 7524-94 钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果的分级GB 1134589,6、装饰质量检测,饰面砖粘结力试验、房屋渗漏检测、建筑连接锚栓(筋)的检测等。在进行结构安全鉴定时还涉及到结构的几何尺寸、挠度、垂直度检测等。相关规范: 建筑工程饰面砖粘结强度检验标准JGJ 110-97 建筑变形测量规程JGJ/T 8-9
6、7,7、建筑物安全性、适应性、耐久性、抗震性能检测鉴定,标准有: 民用建筑可靠性鉴定标准GB 502921999 工业厂房可靠性鉴定标准GBJ 14490 危险房屋鉴定标准JGJ 125-99 建筑抗震鉴定标准GB 5002395 混凝土结构耐久性评定标准(征求意见稿),(二)无损检测技术逐步由事故处理的检测手段成为质量监控和验收的一种工具,通过二十多年的努力,无损检测技术日益成熟和可靠性的不断提高,其检测结果不但是普通使用的一种质量处理的依据,而且越来越多的工程将它用作施工过程中的质量控制手段,使无损检测提前介入施工管理 。,在我国的混凝土结构工程施工质量验收规范(GB 50204-2002
7、)中明确规定:“对涉及混凝土结构安全的重要部位应进行结构实体检验。” “对混凝土强度检验,采用非破损或局部破损的检测方法,” ,“当未能取得同条件养护试件强度、同条件养护试件强度被判为不合格,应委托具有相应资质等级的检测机构按国家有关标准的规定进行检测。”此外,还有些城市明确规定,新建建筑中应抽一定比例进行无损检测,以作为验收的依据。,(三)为了适应更为复杂的检测项目,一些新的无损检测技术不断涌现,红外成像技术、雷达技术、波动分析技术等逐步得到应用。这些技术虽然尚无统一的技术规程可循,但它们具有快速、非接触或成像等特点,对建筑物内部缺陷、钢筋状态、表面粘结层的可靠性、建筑物的总体保温节能状况等
8、特性均可有较为直观的标示,使整个无损检测体系更为完善。 红外热像法检测建筑物外墙饰们面粘贴质量技术规程(Q/JY25-2001); 混凝土中钢筋检测技术规程(编制中),(四)我国无损检测仪器的研制和生产,为无损检测技术的普及和发展提供了物质基础,以超声仪为例,我国已由五十年末的第一代电子管式超声仪,发展到至今的第四代数字式智能化仪器(如NM系列)。这些仪器无论从性能稳定性、功能的综合性和处理功能的智能化程度均已达到了国际先进水平。这些仪器的出现是以检测方法的研究为基础,同时它又促进了检测方法的研究。此外,仪器的生产供应体系也已实现了重组和完善,培育了一批高科技企业。,(五)在无损测试方面,除了
9、不断引入一些新的物理量和新的方法以外,在测试结果的分析处理技术方面,也有了新的飞跃,八十年代以前:无损检测的结果在很大程度上取决于检测人员的经验。 随后:我国广泛地采用了以统计数字为基础的数据处理技术。测强中使用统计回归的方法;在缺陷检测方法中使用了以统计异常值为基础的判断方法,和以聚类分析及模糊数学为基础的数值判据。 目前:正在进入一个新的飞跃,即由数理统计方法进入信息处理技术的新阶段。例如CT成像技术,频谱分析技术、神经网络技术等近年来都已越来越多地被无损检测研究者所运用,在所发表的研究论文中占有相当大的比例,并已运用于工程检测,使检测结果的直观性和可靠性大为提高。,二、各主要检测方法的应
10、用状况,在钢结构施工中,无损检测技术的应用较为普遍,检测方法和标准规范成熟齐全,其检测结果已成为工程验收必不可少的依据。砌体质量的检测方法很多,也有国家正式颁布的标准,但技术成熟度不够,往往给检测工作带来困难。应用最多的是混凝土质量的检测,各种检测方法还分别编制了行业标准或协会标准,用于指导和规范检测工作。,(一)回弹法,回弹法检测混凝土强度技术应用最为广泛。 特点: 检测精度不高,操作简单、检测费用低廉。 局限: 1、不适用于表层及内部质量有明显差异或内部存在缺陷的混凝土构件; 2、不适用于特种成型工艺制作的混凝土构件的检测; 3、不适用于内部存在缺陷的混凝土强度检测。,回弹法检测基本原理,
11、以一定刚度的弹簧驱动一个重锤,作用于混凝土表面使其产生弹、塑性变形,弹性变形转换成重锤回弹的能量,重锤回弹高度和其冲击长度之比值为回弹值,一般认为,回弹值和混凝土强度特别是表面强度成正比关系,因此可通过回弹值推算混凝土强度。,回弹仪,(二)拔出法,特点:检测混凝土强度的精度比较高。 发达国家基本上都有正式的标准,有些国家甚至将拔出法的检测结果作为混凝土强度的验收依据。 类型: 1、预埋拔出法用于检测拆模、预应力张拉时混凝土强度; 2、后装拔出法检测比较麻烦,需要钻孔、磨槽、安装锚固件等,试验的成本要大一些,这些都影响了后装拔出法的应用。,拔出法检测基本原理,将一定形状的锚栓埋置于混凝土中,施加
12、拉拔力直至混凝土破坏,测得的力为抗拔力,抗拔力和锚栓直径、埋置深度、界面摩擦力以及混凝土抗拉强度有关,当锚栓规格和埋置深度固定时,则可根据抗拔力推算混凝土抗压强度。 优点:测得的抗拔力本身也是力学性能指标,和混凝土抗压强度性质上最接近。 缺点:工艺复杂、对混凝土表面造成破坏且对被检混凝土表面平整度要求较高。,(三)钻芯法,特点: 属局部破损方法,构件的损伤较大,检测成本高,直观准确,可成为其它检测方法的校验依据。,钻芯机,(四)超声法及冲击回波法,超声法主要用于混凝土内部缺陷的检测。虽然超声法的准确性较差,但其穿透能力仍然是各种测缺方法中较强的,最大可达15000mm。超声法要求检测人员有较高
13、的专业水平和丰富的经验,才能取得较为准确的检测结果。 冲击回波法是近几年发展起来的一项缺陷检测技术,穿透能力一般为20003000mm,其检测的准确性有所提高,且在检测时只需一个测试面,不用去除装饰层,还可以用于构件厚度的检测。 国内已有单位研究成功冲击回波检测仪器,但实际应用的例子还不多。,超声检测原理示意图,超声波形示意图,超声检测仪,超声检测仪,冲击回波法检测原理,冲击回波仪,(五)综合法,将回弹、超声、钻芯等方法结合在一起,通过多个参数综合推算混凝土强度的一种方法。常用的有超声回弹综合法、回弹钻芯综合法、超声钻芯综合法、回弹拔出综合法等等。 优点:综合各种检测方法的优点,提高检测精度。
14、 缺点:比较复杂,操作不当,反而引入更大误差。,(六)高强混凝土强度检测,可行的高强混凝土强度检测方法:拔出法和钻芯法。 拔出法检测特点:可检测的混凝土强度最高可达85.0MPa,且拔出法的测强曲线为直线方程。 钻芯法检测特点:进行高强混凝土强度最直观检测的方法,但高强混凝土不同尺寸芯样的换算系数可能与常用混凝土(C60以下)不同,应进行试验研究。,高强混凝土回弹仪,(七)雷达技术的应用,特点:雷达技术可以非接触进行检测,检测速度快,接收信号经处理后可以用直观的图像在屏幕上直接显示。 应用: 1、雷达法可用于混凝土缺陷的检测、定量分析桥梁腐蚀、管道无损检测、探测砌体结构完整性及雷达层析摄影术。
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