混凝土无损检测技术现状及其发展趋势分析
徐辉
摘要：混凝土是路桥工程中的重要原料，其质量与工程的总体质量息息相关，对混凝土的结构进行检测和评估是施工中的重要工作。文章对多种混凝土无损检测技术及其应用进行分析，并针对无损检测技术的现状，探讨其发展趋势，旨在为我国的交通工程行业的进步和发展提供帮助。
关键词：混凝土；无损检测技术；应用；发展趋势
自改革开放以来，我国的经济和社会发展的速度不断加快，人们的生活水平不断提高，为路桥基础设施建设的发展提供了有利条件，也对路桥建设提出了更高的要求。混凝土作为路桥工程中的重要材料，必须严格把控其质量，才能保障工程的顺利进行，受施工步骤不合理或者是施工现场自然因素的影响，混凝土施工的质量会遭到不同程度的破坏。因此，必须针对混凝土出现的问题，在力学基础上，利用无损检测技术检测混凝土结构的损伤参数。
1.混泥土无损检测技术及应用
1.1回弹法检测
回弹法是对混过凝土的结构或构件进行检测，得到碳化深度和回弹参数，在此基础上判断混凝土的强度。回弹法的主要测量工具为回弹仪，它属于直射锤击器械，混凝土表面设置有弹击杆，使用弹击锤冲击弹击杆之后，弹击锤会向后反弹，回弹仪上设置有一个刻度表，当弹击锤被反弹会对应刻度表上的一个刻度，记录下回弹数值作为分析数据。混凝土表面的硬度和混凝土的强度之间具备一个数学函数关系，回弹能量是该函数关系的表现形式，回弹能量的大小又决定了回弹值的大小，因此，在测量时可以通过建立函数关系，通过回弹值的大小来表示混凝土的抗压强度。由于该方法不会对混凝土构件的性能造成破坏，在混凝土结构检测中得到广泛的应用，但是，此方法的弊端为无法检测混凝土内部的情况，检查范围仅限于混凝土的表面。
1.2声波法检测
（1）超声检测技术。该检测技术是混凝土无损检测中的重要方法。能够利用超声脉冲对混凝土内部的结构进行检测，打破了回弹检测法的限制。对内部结构缺陷的检测主要通过2个方面来进行，分别为穿透和反射。在超声脉冲穿过混凝土的缺陷区时，会产生不同的声波、声时，信号的频率也与正常区域的参数不同，穿透法通过这些参数来判断缺陷的具体情况，该方法只能在同一平面或者相对2个平面上进行平测；反射法是通过反射波来判断缺陷的情况，在超声脉冲接触到缺陷结构的表面时，会产生特殊的反射波，相比于穿透法来说，反射法只需要从一个侧面进行测量，为检测工作提供了便利。
（2）超声层析成像技术。此技术是指利用超声波在混凝土的层析面的不同位置进行探测，在接受和发出超声波的过程中，获取超声波的声时等相关的参数形成影像来判断内部结构的缺陷情况。该方式是从混凝土的外部进行检测，不会损伤内部结构。应用此方法需要注意的是：混凝土是一种复合材料，其中含有水、砂子、钢筋等多种材料，形成的混凝土中还存在或多或少的空隙，导致超声波的传播路径更加弯曲复杂，对超声波的传播和衍射产生影响，会降低层析成像结构的准确性，因此，在成像的结果中，需要将混凝土的衍射影响纳入到考虑的范围中，此外，为了提高检测结果的有效性，可以采用较高频率的超声波进行检测。虽然混凝土的层析成像的难度较大，但是近年来得到了较快的发展。梁国钱等研究者使用大功率的传感器对拱坝细石混凝土进行了层析成像，并得到较为准确的结果，为工程的质量提供了一定的保障。
（3）冲击回波技术。该方法是采用钢珠对混凝土的表面进行冲击，从而导致混凝土的内部产生一种应力波，该应力波在混凝土的内部进行传播的过程中，会遇到混凝土内部的缺陷而产生一种反射波，在得到反射波之后，对其进行快速傅里叶转换就能够得到相关的频谱图，该图中的特殊区域，例如峰值，就是在应力波遇到混凝土缺陷时产生的，根据频谱图中峰值的大小、出现的时间对混凝土内部缺陷的厚度和缺陷存在的位置进行分析。该检测方法不需要从多个侧面进行检测，在只能对一个面进行检测的工程中得到发展和应用。
（4）表面波分析法检测。表面波法使用的瑞利波是经过S，P波的相互作用而来，传播速度相对于以上2种波来说偏慢，在探测裂缝深度时得到广泛的应用。瑞利波主要集中在波长范围内，在材料的力学特点上使用，对裂缝的敏感度较大，在表面产生的弹波能量最大，便于信号的采集。利用系统补正能够解决瑞利波传播过程中的几何和材料衰减，在瑞利波通过裂缝之后，会恢复之前的传播状态，只有在经过裂缝周围时，会产生振幅的变化，因此可以利用整个传播过程中的振幅变化来判断裂缝的具体情况。
（5）探地雷达法检测。首先，雷达向混凝土发射电磁波，由于钢筋、混凝土的缺陷部位的电磁性质会发生一定变化，该电磁波在遇到钢筋和缺陷时会产生反射电磁波，通过接受并处理反射的电磁波可以得到相关的波形图，通过对图进行分析能够得到缺陷和钢筋的具体位置和缺陷的程度。此方法一般采用的是大于1GHz的电磁波，能够检测到混凝土缺陷结构、钢筋的具体位置、孔洞、裂缝的程度大小等。该方法是在电磁性质差异的基础上使用的，不同介质之间的电磁差异变大，反射波的强度就越大，得到的反射信号就越强烈。但是，该方法受到检测深浅的限制，使用的范围有限，此外，低阻钢筋的屏蔽作用会影响检测的效果，检测的成本较高，在实际中的应用还不够广泛，只有对该检测技术进行改进，才能够得到广泛使用。
2.混凝土无损检测的发展趋势
（1）加强无损检测理论与实际工程的联系度。近年来，随着经济的快速发展和信息技术的进步，我国的混凝土检测技术已经得到了很大的发展，但是由于无损检测技术的起步较晚，还没有得到完善和发展，检测结果的准确性得不到保障，因此，还没有被普遍应用。无损技术的发展较慢的根本原因，主要是在实际工程中的应用还不够广泛，尽管理论在不断进步，但是与实际工程的练习程度不够大，无法在实践中得到发展。因此，在未来的一段时间内，在实践中发展会成为无损检测技术的必然趋势，相关企业和部门需要不断加强理论与实际工程的联系程度，本着实用的原则，对无损检测技术理论展开研究和探讨。同时，将理论落实到实际的工程中，进一步扩大该技术的检测范围，对混凝土中的蜂窝面、裂缝以及内部结构的缺陷等进行检测，在不损害混凝土构件性能的基础上，对混凝土的结构进行优化，对原有的道路桥梁进行改造，优化道路桥梁物的使用功能，提高道路桥梁的质量。
（2）加强无损检测的定量化分析，提升检测精度。我国目前使用的无损检测技术虽然具备很多优势，能够在不损害混凝士性能和构件的承载压力的基础上进行检测，但是得到的检测结构的精度却不够。对于混凝土裂缝的深度、裂缝的分类、程度、缺陷的类型等还需要进一步发展，缺少定量分析。因此，在未来的发展中，混凝土的无损检测技术必然向定量化分析的趋势发展，通过对各种参数建立数学或物理模型进行定量分析，提高检测的精度和检测结果的准确性，为工程质量提供保障。
（3）增强无损检测在道路桥梁健康评估方面的应用。我国目前的混凝土无损检测技术在道路桥梁的健康性能评估方面的应用较少，随着交通行业的发展和进步，人们对于道路桥梁健康的关注度越来越高，在不损害道路桥梁性能的基础上，判断道路桥梁的健康程度会受到人们的广泛欢迎。一方面，对于新建成的道路桥梁，其质量关系着路桥工程的经济效益和道路桥梁使用的舒适性和安全性，利用无损检测技术对道路桥梁的质量进行检测，确保道路桥梁的质量能够达到设计要求，满足道路桥梁使用者的需求。另一方面，城市化的发展使得道路桥梁改造的步伐越来越快，在对部分道路桥梁的处理上，需要明确道路桥梁的耐久性，哪些道路桥梁需要拆除，哪些道路桥梁还可以继续使用，哪些道路桥梁的耐久性较高，不会受到拆迁的影响，在明确了以上问题之后，再制定合理的方案，能够优化施工成本，减少工程造价为城区的发展提供有利条件。
3.结语
总而言之，无损检测技术具有不损害混凝土性能的优势，在工程中可以广泛使用。无损检测技术的种类较多，但是各种方式的使用条件不同，且都还需要继续完善，在未来的发展中，必须加强与实际工程的联系程度，提高检测的精度，拓宽无损检测技术的应用范围，才能充分发挥无损检测技术的作用。
