浅谈房建结构检测内容与检测方法
来源:用户上传
作者:
[摘要]：检测技术是建筑物可靠件鉴定所依赖的重要工程技术，它们的开发和应用在相当程度上决定着建筑物可靠性鉴定的水平。当前建筑物检测技术的发展呈现为：①检测内容趋于系统和深入。除了材料强度、构件尺寸和破损状况、结构变形相位移等，当前检测技术所测试的内容已扩展到材料、构件、结构的其他几何、力学性状以及物理、化学性状，如混凝土材料的含水量、水泥含量、抗渗性，混凝土内部钢筋的位置、直径和锈蚀状态，构件内部裂缝、缺陷的发展，构件表面湿度，构件的工作应力和静态、动态应变，结构动力特性和动力反应等。
[关键词]：结构检测、测试理论；试验各种方法；混凝土碳化；渗透性。
前言
建筑物也有生老病死，要保证建筑的安全、正常使用，除了在设计、施工阶段为建筑物提供良好的先天条件，在使用阶段也需要对建筑物进行长期的维护，当建筑物出现损伤、老化等现象或遭受灾害时，还需要对建筑物进行检测、诊断，并采取相应的维护、加固措施。
在进入20世纪70年代以后，世界经济发达国家自第二次世界大战以来的工程建设已形成相当大的规模、而在役建筑物的性能逐渐步入衰减期，使用功能也逐渐后于工业技术和社会文化的发展。可靠性工程中的维护、检测、鉴定、维修、加固、改造等使用阶段的控制环节开始得到重视，而且人们也愈来愈多地认识到维修、加固、改造在社会经济发展中所占据的优势，维修改造业得到了迅速的发展。
一、钢筋混凝土构件的检测
因混凝土结构中钢筋混凝土构件应用广泛，且相对而言，其施工质量波动较大，往往在材料性能、几何尺寸等方面遗留先天性的缺陷，包括材料强度不足、尺寸偏差、蜂窝麻面、孔洞、开裂、保护层厚度不足、露筋等，而且由于构件材料自身具有的特性，在使用阶段，钢筋混凝土构件常常出现开裂、混凝土腐蚀和冻融、钢筋锈蚀等损伤现象。
1.1检测内容
钢筋混凝土构件的检测内容可概括为五个方面：局部环境，材料和构件的力学性能，构件缺陷和损伤，变形和偏差，构造等。
混凝土材料强度的现场检测方法包括半破损检测和无损检测两类。半破损检测是以不影响结构构件承载能力为前提，直接在结构构件上进行局部的破坏性试验或钻取混凝土芯取样进行室内强度试验，根据试验值与混凝土强度之间的相关关系，换算出混凝土强度的测试值，并据此推断混凝土强度的标准值。这类方法主要有钻芯法、拔出法、射击法等，其中钻芯法应用较为普遍。
无损检测测试的是混凝土的某些物理量，测试方法本身对结构构件的性能没有影响，它利用这些物理量与混凝土强度之间的相关关系，换算出混凝土强度的测试值，并进一步推断混凝土强度的标准值。这类方法主要有回弹法、超声法、射线法，成熟度法等，其中回弹法应用较为普遍，检测方法的主要特点、测试可根据实际情况选用。
表1混凝土强度测试的常用方法
1.2施工偏差与缺陷的检测
（1）施工偏差
施工偏差指混凝土构件实际的尺寸、位置与设计尺寸、位置之间的差异过大的偏差可能会降低建筑物的使用功能，也可能引起较大的附加内力，降低结构的承载能力。在检查和测量已有建筑物的施工偏差时，可依据现行国家标准《混凝土结构工程施工质量验收规范》（GB50204――2002），确定检测的内容和标准。
（2）缺陷
A）外观缺陷
混凝土构件的缺陷包括露筋、蜂窝、孔洞、夹渣、缺棱掉角、麻面、起砂等现象。它们会使有害物质容易侵入构件内部，导致钢筋锈蚀和耐久性下降。当孔洞、夹渣等出现在构件的节点受力最大的位置时，还会影响构件承载能力，严重的会导致构件损坏。当缺陷出现在防渗要求高的地下室围墙及屋面时，易造成渗漏现象，影响建筑的使用功能。导致混凝土构件出现这些缺陷的原因是多方面的。
主要包括：骨料级配、混凝土配合比不合理，和易性欠佳，搅拌不匀，浇筑离析，振捣不实，模板不善，钢筋过密，钢筋移位，雨水冲刷等。对外观缺陷的检测不宜采取抽样检测的方式，应全数检测。对于一般的外观缺陷，可采取肉眼检查的方式，需测量缺陷的大小、深度等，绘制缺陷分布图，并根据其结构性能和使用功能的影响按相应的标准判定为严重缺陷或一般缺陷。
（B）内部缺陷
混凝土构件的内部缺陷可采用超声脉冲或地下雷达检测法。主要采用的是超声波脉冲检测法，其测试原理：超声脉冲波的传播速度与材料的密实度有直接的关系。对于原材料、配合比、龄期及测试距离一定的混凝土构件来说，混凝土密实，声速则高；当存在空洞或裂缝时，超声脉冲波将绕过空洞或裂缝传播，因此传播的路程大，声时长，声速低。同时，由于空气的声阻抗率远小于混凝土的声阻抗率，脉冲波在缺陷的界面处会发生反射和散射，使声能衰减，特别是高频波，最终接受到的波辐、频率都将明显降低，并且由于反射和散射，波形还会出现畸变。因此，通过测试超声波在混凝土中的声时、声速 以及接收波的振幅、频率等声学参数，可判定混凝土中的缺陷。
1.3构件损伤的检测
（1）裂缝
裂缝可能出现于施工阶段，也可能出现于使用阶段，通常按基本成因将其划分为受力裂缝和非受力裂缝，其影响因素包括材料、施工、荷载、变形、环境等。
由于混凝土构件开裂的原因比较复杂，而且实际的裂缝也往往不是由单一的因素造成的，因此在检测和分析裂缝的过程中，必须结合具体情况，确实裂缝形成的主要原因。裂缝检测包括对裂缝大小、走向、长度、宽度、深度等的检查和测量。在检测裂缝的分布、走向时，应侧重于分析裂缝的性质和成因，检测裂缝长度、宽度、深度时侧重于判定向件开裂的速度以及裂缝对构件性能的影响。裂缝长度可用钢尺测量，宽度宜用放大镜或塞尺测量，深度可用超声脉冲波测量。检测中绘制裂缝分布图，并标注裂缝的长度、宽度等。在特殊情况下，也可在裂缝处钻取芯样，直接观察裂缝内部的情况。
（2）混凝土腐蚀
1）腐蚀原因
A、混凝土碳化
碳化指空气中的二氧化碳气体扩散进入混凝土内部，与混凝土中的碱性物质发生化学反应，导致混凝土碱度下降和化学成分变化的物理化学过程。对于一般的建筑物而言，碳化成为导致混凝土耐久性降低的最常见的原因。
B、混凝土化学腐蚀
C、碱－骨料反应
2）检测内容主要包括混凝土材料的化学成分及构成，混凝土的含水量和渗透性等物理量，腐蚀物的侵蚀程度。测试方法主要有化学分析、电学分析、红外光谱分析、X衍射分析、差热分析、微波分析及电镜分析等。
1.4钢筋锈蚀
（1）锈蚀原因
混凝土中的钢筋锈蚀一般包括电化学腐蚀、化学腐蚀和应力腐蚀三种类型，在一般大气环境下多表现为电化学腐蚀。
（2）检测方法
常用的腐蚀检测方法有自然电位法、电阻法、裂缝分析法、破形检查法等。近年来，线性极化技术、交流阻抗技术及红外线扫描技术在锈蚀检测方面也得到了应用。
1.5结构性能检验和工作应力测试
（1）结构性能检验
结构性能检验的重要手段是荷载试验，它可以更直观地反映结构的实际性能，但是由于试验过程中被检构件可能出现永久性的损伤或遭受破坏，因此应用的场合有限，一般多用于校准其他的检测方法。目前的检验方法主要适用于预制构件，对于钢筋混凝土预制构件和允许出现裂缝的预应力混凝土预制构件，可对其进行承载力、挠度和裂缝宽度检验；对于不允许出现裂缝的预应力混凝土须制构件，可进行承载力、挠度和抗裂检验。
（2）工作应力的测试
混凝土结构的工作应力可采用刻槽法测定。在混凝土表面选定直径为d的测区，贴上三个电阻应变计，并在距此1－1.5m处贴一温度补偿片；记录各测量工作片的初始读数后，围绕测区凿出内径为d深为0.7d的环形槽，此时测区的应力降为零，测读电阻应变计的应变值。根据电阻应变计的数值变化，并估计材料的弹性模量和泊松比，可计算出测区原先主应力的数值及方向。这种方法一般只适用于体积较大的混凝土构件的测定。
1.6构造的检测
钢筋混凝土构件的构造是保证其安全性和适用性的重要措施之一。例如常见的钢筋混凝土构件的构造措施以及一般的检测方法，检测中应依据现行有关标准、规范的规定对其合理性作出评定。
二、结论
传统的检测与加固方法已成熟，已有相应的行业标准。随着新材料，新工艺、新技术、新设备的不断出现，新的检测和加固方法也在不断地出现或正在研究阶段。
目前许多机械、物理和化学的检测方法处于研究、开发之中，较为突出的包括测试混凝土强度的贯入阻力法和测钉压入法，监测混凝土裂缝、缺陷发展和测试混凝土强度、工作应力的声发射法，测试混凝土缺陷和钢筋位置的电磁法和放射线法，测试混凝土缺陷的红外线摄影法，测试混凝土含水率的电阻法、电容率法和中子散射法、测试混凝土水泥含量的中子活化法，测试混凝土抗渗性的透气法，测试钢筋位置、直径、锈蚀状况和钢材徐膜厚度的电磁感应法，测试钢筋锈蚀状态的自然电位法和线性极化法等。这些方法较已有的方法具有更多的优点，它们的开发和应用将提高测试的精度，扩展测试内容，为建筑物的检测提供更完备和先进的工具，也使工程技术人员能够在更大的范围内，根据建筑物和环境的具体情况选择合适的检测工具。
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。
转载注明来源:https://www.xzbu.com/2/view-593216.htm
