混凝土裂缝检测方法回顾及展望
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作者: 陈晓峰
【摘 要】总结了过去混凝土裂缝检测的传统方法，并介绍了一种新兴的无损检测方法――瑞雷面波法。
【关键词】混凝土裂缝检测 瑞雷面波
无论是工业或民用建筑还是公路、铁路、水库、大坝、桥梁、电站、机场、隧道这类工程项目中，由于混凝土具有施工方便、价格低廉、性能良好等特性，成为工程建设中最普遍的一种材料。但是，混凝土又具有现场浇注的特点，在质量上不好控制。而且经过风吹日晒，冰冻雨淋或受到高强度的荷载、内部的钢筋锈蚀等现象产生裂缝。裂缝的存在加速衰减混凝土的质量，长此以往严重危害混凝土结构的安全性和稳定性。最终造成建筑或工程的失事，对国家和人民的财产安全造成威胁。
为了保证工程和建筑的安全性，就需要对混凝土进行检测。混凝土裂缝检测方法分为三种：传统有损检测法、传统无损检测法和新兴无损检测法。
一、传统有损检测法[1]
传统有损检测法包括试块评定法、取芯法、声波对测法、射钉法、压钉法、拔出法。其中具有代表性：
（一）取芯法。此法是在混凝土结构受力较小的部位钻取芯样，取出后进行抗压强度测定。由于钻孔取芯法检测混凝土强度比较精确、可靠，而且可以直接观察混凝土内部的情况与施工的质量。一直以来都是混凝土检测的重要方法。但这种方法的缺点是取样容易受到混凝土结构内部钢筋或预埋件的影响，试验的周期较长，同时会造成混凝土结构局部破损，而且费用也相当高。
（二）声波对测法。在平行裂缝的一侧激发声波信号，另一侧接收透射的信号，通过比较无裂缝和有裂缝的透射信号或通过透射层析成像来判断裂缝深度，然而这种方法需要在裂缝两侧钻孔来布置观测系统，对建筑造成一定的损伤。
（三）拔出法。拔出法是用拉拔装置拔出预先埋在混凝土中的胀杆，通过所需要的拔出力，进而推算出混凝土的强度。一般情况下，预埋在混凝土中的胀杆有两种：一种是“先装法”，即事先将胀杆埋设在混凝土内，到达时间后做拔出试验。另一种是“后装法”，即在已硬化的混凝土表面钻孔，然后装入胀锚螺栓，浇灌混凝土后进行拔出试验，由于拔出法拔出的位置损伤不是很大，可以进行修复，而且能直接反映混凝土的实际强度，比钻孔取芯法要方便，而且费用低，在实际工程中得到越来越多的运用。
二、传统的无损检测法
无损检测，不需要破坏混凝土结构和外形，可直接检测混凝土强度、缺陷及其它物理力学性能指标，是一个简便、经济的方法。特别是在受自然灾害、施工质量及危房鉴定时能够快速了解建筑物的损坏程度。随着预制楼板的逐渐退出，现浇板的大量使用和桩基工程的增加，无损检测技术具有广泛的发展前景。传统的无损检测方法很多，有超声波法、回弹法、雷达法、红外线法等。
（一）超声波法。利用超声波仪测试混凝土强度的方法，称为超声波法。其基本原理是：超声波在介质中传播时，遇到不同介面将发生反射、折射、绕射、衰减等表象，从而使传播的速度、振幅、波形、频率等发生变化。研究这些变化规律，即可获得介质的信息。超声波信号穿透能力强，检测混凝土强度主要的依据是超声波在混凝土中的传播速度，因为超声波在介质中的纵波传播速度，与介质致密性有一定的相关性。大量的实验证明，混凝土强度愈高，传播速度愈快；混凝土强度愈低，传播速度愈慢。得出超声波速度，即可求得混凝土强度。
（二）回弹法。回弹法是一种利用回弹仪测试混凝土强度的方法。它的工作原理是在回弹仪上的一个标准质量的重锤的带动下，冲击一个与混凝土表面接触的弹击杆，由于弹力的作用重锤又返回一定距离，并带动滑动指针在刻度上指出回弹值，此值等于重锤回弹距离与起跳点原始位置距离的百分比值。因为回弹值表示建筑混凝土表面的硬度，而材料的表面硬度又和材料强度有关，从而建立冲击回弹值与混凝土的相关曲线。回弹法具有仪器构造简单、使用方便、速度快和费用低等优点。在一定条件下能满足结构混凝土强度的测试要求，误差在15%以内。
（三）红外检测技术[2]。红外无损检测是通过测量物体的热量和热流来确定混凝土质量的一种方法，当混凝土内部存在缺陷或裂缝时，它将改变混凝土的热传导性，使混凝土表面温度产生差别，利用遥感检测仪测量热辐射，就可以查到混凝土的缺陷的具体位置。
（四）雷达法。雷达法的主要原理是电磁波在混凝土中传播时，其传播速度与介质的介电常数相关，当遇到混凝土界面、内部缺陷、钢筋等介电常数变化较大的目标时发生反射、散射等，通过分析反射信号的波形、传播时间等参数来判断混凝土内部的状况。
三、新兴的无损检测法
近年来，一种新的裂缝无损检测方法-瑞雷面波法应运而生，同样是在混凝土表面上布置观测系统，采用锤击震源，通过接收的瑞雷面波特征来推算裂缝的特征。超声波法和冲击弹性波法是利用弹性波中的体波进行检测，而地表激发的弹性波中大部分能量为瑞雷面波，而且在分层介质中，瑞雷面波具有频散特性，瑞雷面波的波长不同，穿透的深度也不同。瑞雷面波法具有分辨率高、应用范围广、受场地影响小、检测设备简单、检测速度快、经济等一系列优点，广泛应用于浅表层岩土工程勘察和灾害地质调查等领域。
瑞雷面波虽然优点很多。但裂缝的情况非常复杂。我们不能只靠一种方法就确定混凝土内部的状况。所以综合上述方法来共同检测混凝土裂缝才是正确的。
参考文献：
[1]陈祥森，混凝土缺陷无损检测技术发展现状综述，标准与检测，2007年
[2]崔立军，混凝土检测方法分析，高校实验室工作研究，2004年6月
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