混凝土厚度测量的无损检测

zcs1860123 · 发表于 2020-1-27 19:50:14

本帖最后由 zcs1860123 于 2020-1-27 20:00 编辑

这篇文章回顾了一些最被接受和广泛使用的混凝土构件厚度测量无损检测方法。厚度测量可能是工程师和技术人员感兴趣的评估现有的混凝土成分，如板，基础，或人行道，或作为一种质量控制(QA)的手段，用于建设新的混凝土路面。简要地比较和讨论了这些技术的应用和局限性。

1、混凝土厚度测量应用

厚度测量在民用基础设施中有多种应用。在本文中，重点将放在具体的基础设施上。厚度测量广泛应用于以下领域:

1.1混凝土的质量控制

厚度测量是一种广泛应用于混凝土路面质量控制的方法。传统上，采用破坏性取样来评估厚度。为了避免影响混凝土的性能，破坏性取样的数量很少，因此对大面积厚度的评估是不现实的。

1.2条件评估

现有混凝土构件的条件评估可能需要几何和尺寸方面的某些信息。在许多情况下，混凝土构件的厚度很重要；例如，在评估现有的基础，或只有一个单边可用的挡土墙。评价混凝土衬砌(班轮)在隧道，或污水干渠是另一个例子。传统上，这是通过在结构的选定点上取核心样本来完成的。

1.3混凝土厚度测量的无损检测

不同的NDT方法用于不同的应用。每种无损检测方法各有利弊，在选择有效的检测方法时，应特别注意该方法在现场调查中的局限性。在这篇文章中，我们将回顾在各种工程项目中广泛使用的3种技术:冲击回波、超声脉冲回波(UPE)和探地雷达(GPR)。

2、冲击回波

在冲击回波试验中，在单元表面产生一个应力脉冲。脉冲扩展到测试对象，并通过裂缝、缺陷或接口和边界反映出来。反射波的到达引起的表面响应，用高精度的接收传感器进行监测(Malhotra和Carino, 2004)。当应力波以不同的刚度在不同的层间传播时，声波的一部分被反射到每一层的界面上。

传感器接收到的数据通常在频域内进行分析，以测量波速和厚度。该程序已被标准化为ASTM C1383，“用冲击回波法测量纵波速度和混凝土板厚度的标准试验方法”。

对于未凝混凝土的冲击-回声测试，检测结果的准确性存在一些担忧(Gover等 2012)。然而，冲击-回波法已成功地应用于现有结构。应该特别注意周围的环境。如果基岩或底板的刚度与主要混凝土单元的刚度非常接近，将影响该方法的精度。

3、超声脉冲回波(UPE)超声脉冲回波法(UPE)用于厚度测量和混凝土完整性评价。这种方法背后的概念依赖于应力波在材料中的传播。在这种方法中，发射器在可接近的表面向物体产生应力脉冲。脉冲传播到测试对象中，并通过接口(边界层)反映出来。发射脉冲和反射声波在接收换能器上进行监测。对信号进行时域分析，计算波的传播时间。如果已知材料中的波速，就可以用这个传播时间来评价介质的厚度。根据所研究的多层体系，使用剪切波或压缩波的传播时间来评估每一层的厚度(Malhotra和Carino, 2004)。

4、探地雷达(GPR)Ground-Penetrating Radar (GPR)涉及电磁波在被检材料中的传播。探地雷达由发射天线、接收天线和信号处理单元组成。GPR发射特定中心频率的电磁脉冲(雷达脉冲)来扫描地下介质。反射波从地下层和物体被接收天线捕获。根据脉冲频率，GPR能够探测到不同深度的内部事件和物体。它可以用来区分多层体系中的层，或混凝土的厚度。GPR用于探测地下物体(如钢筋网)或空洞的位置和方向(Maierhofer 2013, Morocous 2010, and Maser 1996)。

GPR的主要优点是它可以在相对较短的时间内扫描大面积区域。然而，由于潮湿的混凝土使电磁波在混凝土中的穿透更加困难，因此在新拌混凝土中不能使用探地雷达。在混凝土路面上应用GPR的另一个问题是基层材料的类型。如果基材或基岩(如隧道衬砌)的介电性能与混凝土相似，厚度测量的准确性就会降低。

5、结论以上所介绍的NDT方法的优点和缺点使得很难得出一个确定的结论。目前，试验方法的选择和在实际工程中的应用应采用逐案研究的方法。对于任何可用的技术都存在一些不确定性，工程师和质量控制专家有责任提出最佳选择。也就是说，对于相对较薄的混凝土段，可以直接使用UPE和冲击回波;然而，你应该记住临近支撑物是什么。如果你的结论是，混凝土是在一个坚实的基岩上，具有类似的性质的混凝土，那么这些方法的应用将是困难的。在潮湿的混凝土上应用GPR是有问题的，但是一旦混凝土干了，这种方法应该是合适的。

后记：文章来源：https://www.fprimec.com/ndt-thickness-measurement-concrete/