混凝土无损检测技术讲义.doc

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1、混凝土无损检测技术讲义第一章GAISHU 概 述第一节 混凝土无损检测常用方法的分类和特点 混凝土无损检测技术是指在不破坏混凝土结构构件条件下，在混凝土结构构件原位上对混凝土结构构件的混凝土强度和缺陷进行直接定量检测的技术。本书中无损检测技术还包括钻芯、拔出、射钉等局部破损的检测方法。混凝土结构设计规范(GB 50010-2002)规定的混凝土立方体抗压强度标准值系指按照标准方法制作、养护、边长为150mm的立方体试件在28d龄期，用标准试验方法测得的具有95%保证率的抗压强度。这种定义是国际上普遍采用的，其目的在于相互可资比较。混凝土强度度量如此严格的标准条件，旨在尽可能排除影响混凝土强度其

2、它外界变异影响，在所谓标准的制作养护、标准试件尺寸、标准试验方法、28d龄期、具有95保证率的抗压强度。这种严格理想的约束条件虽在现实工程上并不存在，但又是必须予以考虑的，因为这是衡量混凝土结构设计可靠度的基本要求。为解决以上5个条件同实际结构构件混凝土强度之间可操作的转换关系，新修订的混凝土结构工程施工质量验收规范(GB 50204-2002)规定混凝土结构构件同条件的试块抗压强度应满足600度日，且不小于设计规范规定的混凝土抗压强度标准值乘以1.1系数。这个混凝土同条件养护试块抗压强度验收条件是制定无损检测混凝土强度曲线与混凝土结构设计与施工现行规范挂钩比较时应加以考虑的重要条件，也可以说

3、是一个重要的出发点与依据。这项规定既有一定的试验依据，也有一定的经验性。 依据无损检测技术的检测目的，通常可将无损检测方法分为五大类： 一、检测结构构件混凝土强度值； 二、检测结构构件混凝土内部缺陷如混凝土裂缝、不密实区和孔洞、混凝土结合面质量、混凝土损伤层等； 三、检测几何尺寸如钢筋位置、钢筋保护层厚度、板面、道面、墙面厚度等； 四、结构工程混凝土强度质量的匀质性检测和控制； 五、建筑热工、隔声、防水等物理特性的检测。 应当指出，从当前的无损检测技术水平与实际应用情况出发，为达到同一检测目的，可以选用多种具有不同检测原理的检测方法，例如结构构件混凝土强度的无损检测，可以利用回弹法、超声回弹综

4、合法、超声脉冲法、拔出法、钻芯法、射钉法等。这样为无损检测工作者提供了多种可能并可依据条件与趋利避害原则加以选用。 现将按检测目的、无损检测原理、检测方法综合分类列表如表1-1所示： 显然，更加宏观角度分类，也可从对结构构件破坏与否的角度出发，分为三大类： 1无损检测技术； 2半破损检测技术； 3破损检测技术。本书所指的无损检测技术包括了上述的无损检测技术及半破损检测技术两类。表11各种检测方法均可归纳进上述三种宏观分类检测技术中，在此不再赘述。至于破损检测，是指荷载破坏性检测，因费用昂贵、耗时较长，是在特别重要的结构，在十分必要时才予以采用，本书未包括此类试验内容。按检测方法综合分类 表1-

5、1按检测目的分类 按检测原理及方法名称分类 测 试 量混凝土强度检测 压痕法 压力及压痕直径或深度 射钉法 探针射人深度 嵌试件法 嵌注试件的抗压强度 回弹法 回弹值 钻芯法 芯样抗压强度 拔出法 拔出力 超声脉冲法 超声脉冲传播速度 超声回弹综合法 声速值和回弹值 声速衰减综合法 声速值和衰减系数 射线法 射线吸收和散射强度 成熟度法 度、时积混凝土内部缺陷检测 超声脉冲法 声时、波高、波形、频谱、反射回波 声发射法： 声发射信号、事件记数、幅值分布能谱等 脉冲回波法 应力波的时域、频域图 射线法 穿透缺陷区后射线强度的变化 雷达波反射法 雷达反射波 红外热谱法 热幅射混凝土几何尺寸检测(如

6、混凝土结构厚度、钢筋位置、钢筋保护层厚度检测) 冲击波反射法 应力波的时域 电测法 混凝土的电阻率及钢筋的半电池电位 磁测法 磁场强度 雷达波反射祛 雷达反射波混凝土质量匀质性检测与控制 回弹法 回弹值 敲击法 固有频率、对数衰减率 声发射法 声发射信号、幅值分布能谱等 超声脉冲法 超声脉冲传播速度建筑热工、隔声等物理特性检测 红外热谱法 热幅射 电測法 混凝土的电阻率 磁测法 磁场强度 射线法 射线穿过被澜体的强度变化 透气法 气流变化 中子散射法 中子散射强度 中子活化法 卢射线与丁射线的强度、半衰鹏现将表1-1所列重要的无损检测方法的主要特点分别概述如下。一、回弹法利用回弹仪检测普通混凝

7、土结构构件抗压强度的方法简称回弹法。回弹仪是一种直射锤击式仪器。回弹值大小反映了与冲击能量有关的回弹能量，而回弹能量反映了混凝土表层硬度与混凝土抗压强度之间的函数关系，反过来说，混凝土强度是以回弹值R为变量的函数。 回弹值使用的仪器为回弹仪，回弹仪的质量及其稳定性是保证回弹法检测精度的重要技术关键。这个技术关键的核心是科学的规定并保证回弹仪工作时所应具有的标准状态。国内回弹仪的构造及零部件和装配质量必须符合国家计量检定规程混凝土回弹仪(JJC817-93)的要求。回弹仪按回弹冲击能量大小分为重型、中型、轻型。普通混凝土抗压强度C50时通常采用中型回弹仪；混凝土抗压强度C60时，宜采用重型回弹仪

8、。轻型回弹仪主要用于非混凝土材料的回弹法。由于影响回弹法测强的因素较多，通过实践与专门试验研究发现，回弹仪的质量和是否符合标准状态要求是保证稳定的检测结果的前提。在此前提下，混凝土抗压强度与回弹法、混凝土表面碳化深度有关，即不可忽视混凝土表面碳化深度对混凝土抗压强度的影响。 此外，对长龄期混凝土，即对旧建筑的混凝土还应考虑龄期影响因素。 为规范回弹检测混凝土抗压强度，保证必要的检测质量，我国建设部颁布了回弹法评定混凝土抗压强度技术规程，第一版于1985年8月实施，编号为(JGJ 2385)，第二版更名为回弹法检测混凝土抗压强度技术规程(JGJT23-92)，第三版是于2001年修订完成的，20

9、01年10月实施，规程编号为(JGJT23-2001)，原规程同时废止。二、超声法检测混凝土强度 通过超声法检测实践发现，超声在混凝土中传播的声速与混凝土强度值有密切的相关关系，于是超声法检测混凝土缺陷，扩展到检测混凝土强度，其原理就是声速与混凝土的弹性性质有密切的关系，而混凝土弹性性质在相当程度上可以反映强度大小。从上述分析，可以通过试验建立混凝土由超声声速与混凝土强度的相关关系，它是一种经验公式，与混凝土强度等级、混凝土成分、试验数量等因素有关，混凝土中超声声速与混凝土强度之间通常呈非线性关系，在一定强度范围内也可采用线性关系。 显而易见，混凝土内超声声速传播速度受许多因素影响，如混凝土内

10、钢筋配置方向影响、不同骨料及粒径影响、混凝土水灰比、龄期及养护条件影响以及混凝土强度等级影响，这些影响因素如不经修正都会影响检测误差大小问题，建立超声检测混凝土强度曲线时应加以综合考虑影响因素的修正。 三、超声回弹综合法检测混凝土强度 综合法检测混凝土强度是指应用两种或两种以上单一无损检测方法(力学的、物理的)，获取多种参量，并建立强度与多项参量的综合相关关系，以便从不同角度综合评价混凝土强度。 超声回弹综合法是综合法中经实践检验的一种成熟可行的方法。顾名思义，该法是同时利用超声法和回弹法对混凝土同一测区进行检测的方法。它可以弥补单一方法固有的缺欠，做到互补。例如回弹法中的回弹值主要受表面硬度

11、影响，但当混凝土强度较低时，由于塑性变形增大，表面硬度反映不敏感，又如当构件尺寸较大时，内外质量有差异时，表面硬度和回弹值难以反映构件实际强度。相反，超声法的声速值是取决于整个断面的动弹性，主要以其密实性来反映混凝土强度，这种方法可以较敏感的反映出混凝土的密实性、混凝土内骨料组成以及骨料种类。此外，超声法检测强度较高的混凝土时，声速随强度变化而不敏感，由此粗略剖析可见，超声回弹综合法可以利用超声声速与回弹值两个参数检测混凝土强度，弥补了单一方法在较高强度区或在较低强度区各自的不足。通过试验建立超声波脉冲速度回弹值强度相关关系。 超声回弹综合法首先由罗马尼亚建筑及建筑经济科学研究院提出，并编制了

12、有关技术规程同时在罗马尼亚推广应用。中国从罗马尼亚引进这一方法，结合中国实际进行了大量试验，并在混凝土工程检测中广泛应用，在此基础上于，1988年由中国工程建设标准化协会组织编制并发布了超声回弹综合法检测混凝土强度技术规程(CECS02:88)。 这种综合法最大优点就是提高了混凝土强度检测精度和可靠性。许多学者认为综合法是混凝土强度无损检测技术的一个重要发展方向。目前除上述超声回弹综合法已在我国广泛应用外，已被采用的还有超声钻芯综合法、回弹钻芯综合法、声速衰减综合法等。四、钻芯法利用钻芯机、钻头、切割机等配套机具，在结构构件上钻取芯样，通过芯样抗压强度直接推定结构构件强度或缺陷，无需通过立方体

13、试块或其他参数等环节。它的优点是直观、准确、代表性强，缺点是对结构构件有局部破损，芯样数量不可太多，而且价格也比较昂贵。钻芯法在国外的应用已有几十年历史，一般来说发达国家均制定有钻芯法检测混凝土强度的规程，国际标准化组织(1SO)也发布了硬化混凝土芯样的钻取及抗压试验(ISODIS 7034)国际标准草案。 我国从20世纪80年代开始，对钻芯法钻取芯样检测混凝土强度开展了广泛研究，目前我国已广泛应用并已能配套生产供应钻芯机、人造金刚石薄壁钻头、切割机及其他配套机具，钻机和钻头规格可达十几种。中国工程建设标准化协会发布了钻芯法检测混凝土强度技术规程(CECS03:88)，从2000年开始又对该技

14、术规程进行修订，现已完成征求意见稿。 钻芯法除用以检测混凝土强度外，还可通过钻取芯样方法检测结构混凝土受冻、火灾损伤深度、裂缝深度以及混凝土接缝、分层、离析、孔洞等缺陷。 钻芯法在原位上检测混凝土强度与缺陷是其他无损检测方法不可取代的一种有效方法。因此，国内外都主张把钻芯法与其他无损检测方法结合使用，一方面利用无损检测方法检测混凝土均匀性，以减少钻芯数量，另一方面又利用钻芯法来校正其他方法的检测结果，以提高检测的可靠性。五、拔出法检测混凝土强度 拔出法是指将安装在混凝土中的锚固件拔出，测出极限拔出力，利用事先建立的极限拔出力和混凝土强度间的相关关系，推定被测混凝土结构构件的混凝土强度的方法。这

15、种方法在国际上已有五十余年历史，方法比较成熟。拔出法分为预埋(或先装)拔出法和后装拔出法两种。顾名思义，预埋拔出法是指预先将锚固件埋入混凝土中的拔出法，它适用于成批的、连续生产的混凝土结构构件，按施工程序要求，按预定检测目的预先预埋好锚固件。例如确定现浇混凝土结构拆模时的混凝土强度；确定现浇冷却后混凝土结构的拆模强度；确定预应力混凝土结构预应力张拉或放张时的混凝土强度；预制构件运输、安装时的混凝土强度；冬季施工时混凝土养护过程中的混凝土强度等。后装拔出法指混凝土硬化后，在现场混凝土结构上后装锚固件，可按不同目的检测现场混凝土结构构件的混凝土强度的方法。 尽管极限拔出力与混凝土拔出破坏机理还看法

16、不一致，但试验证明，在常用混凝土范围(C60)，拔出力与混凝土强度有良好的相关关系，检测结果与立方体试块强度的离散性较小，检测结果令人满意。 拔出法在北欧、北美国家得到广泛应用，被认为是现场应用方便、检测费用低廉，尤其适合用于现场控制。 国际上不少国家和国际组织发表了拔出法检测规程类文件，例如美国著名的组织ASTM发表的硬化混凝土拔出强度标准试验方法(ASTMC90099)，国际标准化组织(ISO)发表了硬化混凝土拔出强度的测定(ISODIS 8046)，中国工程建设标准化协会发布了协会标准后装拔出法检测混凝土强度技术规程(CECS69:94)。从以上分析可见，拔出法虽是一种微破损检测混凝土强

17、度方法，但具有进一步推广与发展的前景。六、超声法检测混凝土缺陷 超声法检测混凝土缺陷的基本概念是利用带波形显示功能的超声波检测仪和频率为20-25knz的声波换能器，测量与分析超声脉冲波在混凝土中传播速度(声速)、首波幅度(波幅)、接受信号主频率(主频)等声参数，并根据这些参数及其相对变化，以判定混凝土中的缺陷情况。 混凝土结构，因施工过程中管理不善或者因自然灾害影响，致使在混凝土结构内部产生不同种类的缺陷。按其对结构构件受力性能、耐久性能、安装使用性能的影响程度，混凝土内部缺陷可区分为有决定性影响的严重缺陷和无决定性影响的一般缺陷。鉴于混凝土材料是一种非匀质的弹粘性各向异性材料，要求绝对一点

18、缺陷都没有的情况是比较少见的，用户所关心的是不能存在严重缺陷，如有严重缺陷应及时处理。超声法检测混凝土缺陷的目的不是在于发现有无缺陷，而是在于检测出有无严重缺陷，要求通过检测判别出各种缺陷种类和判别出缺陷程度，这就要求对缺陷进行量化分析。属于严重缺陷的有混凝土内有明显不密实区或空洞，有大于005mm宽度的裂缝；表面或内部有损伤层或明显的峰窝麻面区等。以上缺陷是易发生的质量通病，常常引起甲乙双方争执的问题，故超声法检测混凝土缺陷受到了广大检测人员的关注。50年前，加拿大的莱斯利(1eslied)、切斯曼(Cheesman)和英国的琼斯(Jons)、加特弗尔德(Garfield)率先把超声脉冲检测

19、技术用于混凝土检测，开创了混凝土超声检测这一新领域。由于技术进步，超声仪已由20世纪5060年代笨重的电子管单示波显示型发展到目前半导体集成化、数字化、智能化的轻巧仪器，而且测量参数从单一的声速发展到声速、波幅和频率等多参数，从定性检测发展到半定量或定量检测的水平。我国于1990年发布了超声法检测混凝土缺陷技术规程(CECS21：90)，1998-1999年对该规程进行修订和补充，2000年又发布了新修订的超声法检测混凝土缺陷技术规程(CECS21：2000)。这是当前超声法检测混凝土缺陷的技术依据。七、冲击回波法 在结构表面施以微小冲击产生应力波，利用应力波在结构混凝土中传播时遇到缺陷或底面

20、产生回波的情况，通过计算机接收后进行频谱分析并绘制频谱图。频谱图中的峰值即是应力波在结构表面与底面间或结构表面与内部缺陷间来回反射所形成的。由此，根据其中最高的峰值处的频率值可计算出被测结构的厚度，根据其他峰值处频率可推断有无缺陷及其所处深度。 冲击回波法是20世纪80年代中期发展起来的一种无损检测新技术，这种方法利用声穿透(传播)、反射，不需要两个相对测试面的原理，而只需在单面进行测试即可测得被测结构如路面、护坡、衬砌等厚度，还可检测出内部缺陷(如空洞、疏松、裂缝等)的存在及其位置。 美国在20世纪80年代研究了利用冲击回波法检测混凝土板中缺陷、预应力灌浆孔道中的密实性、裂缝深度、混凝土中钢

21、筋直径、埋设深度等，均取得了令人满意的检测结果。 我国南京水利科学研究院在20世纪80年代末研制成功IES冲击反射系统，并在大型模拟试验板及工程实测实践中取得了成功，使冲击回波法在我国进入实用阶段。八、雷达法 雷达法是利用近代军事技术的一种新检测技术。“雷达”是“无线侦察与定位”的缩写。由于雷达技术始于军事需要，受外因限制，雷达技术用于民用工程检测，在国内起步很晚，一直到20世纪90年代才开始。起先是上海用探地雷达，探测地下管线、旧老建筑基础的地下桩基、古河道、暗浜等。 雷达法是以微波作为传递信息的媒介，依据微波传播特性，对被测材料、结构、物体的物理特性、缺陷做出无破损检测诊断的技术。 雷达法

22、的微波频率为300MHz300GHz，属电磁波，处于远红外线至无线电短波之间。 雷达法引入无损检测领域内大大增强了无损检测能力和技术含量。 利用雷达波对被测物体电磁特性敏感特点，可用雷达波检测技术检测并确定城市市政工程地下管线位置、地下各类障碍物分布、路面、跑道、路基、桥梁、隧道、大坝混凝土裂缝、孔洞、缺陷等质量问题；配合城市顶管、结构等施工工程不可或缺的有效手段。可以想象，雷达波测检技术会在今后城市地下空间开发领域大有用武之地。我国已在路面、跑道厚度检测，市政工程建设中开始应用取得良好效果。九、红外成像无损检测技术 红外成像无损检测技术是建设工程无损检测领域又一新的检测技术。将红外成像无损检

23、测技术移植进建设工程领域是建设工程无损检测技术进步的一个生动体现，也是必然的发展结果。 红外线是介于可见红光和微波之间的电磁波。红外成像无损检测技术是利用被测物体连续幅射红外线的原理，概括被测物体表面温度场分布状况形成的热像图，显示被测物体的材料、组成结构、材料之间结合面存在的不连续缺陷，这就是红外成像无损检测技术原理。 红外成像无损检测技术是非接触的检测技术，可以对被测物体上下、左右进行非接触的连续扫描、成像，这种检测技术不仅能在白天进行，而且在黑夜也可正常进行，故这种检测技术非常实用、简便。 红外成像无损检测技术，检测温度范围为-502000 oC，分辨率可达0.10.02oC，精度非常高

24、。 红外成像无损检测技术在民用建设工程中，可用于电力设备、高压电网安全运营检查、石化管道泄漏、冶炼设备损伤检查、山体滑坡检查、气象预报。在房屋工程中对房屋热能损耗检测，对墙体围护结构保温隔热性能，气密性、水密性检查更是其他方法无法替代的优点；利用红外成像无损检测技术是贯彻实施国家建设部要求实现建筑节能50要求的有力和有效的检测手段。十、磁测法根据钢筋及预埋铁件会影响磁场现象而设计的一种方法，目前常用于检测钢筋的位置和保护层的厚度。第二节 混凝土无损检测技术的发展一、国外混凝土无损检测技术的发展概况 混凝土作为一种最重要、用量最大的工程材料，自19世纪初问世以来，已有近200年的历史。在这一漫长

25、的发展过程中，如何赋予它一些明确的性能指标，以及如何获得和控制这些性能，一直是人们在应用中不断探索的问题之一。如何测定这些性能，则是上述探索的基础。首先被采用的混凝土性能试验方法是“试件试验”。早在1911年英国皇家建筑学院(RIBA)的研究报告中，就已把立方体抗压强度试验列为推荐方法，此后迅速被各国采用，并一直延用至今。这类方法以试件破坏时的实测值代表混凝土的性能指标。“试件试验”方法已延用近一百年，已成为混凝土结构设计、施工及验收规范的基本依据。但由于试件中的混凝土与结构物中的混凝土质量、受力状态，混凝土成型和养护条件都不可能完全一致，所以试件实测值只能被认为是混凝土在特定条件下的性能反映

26、，而不能完全确切地代表结构物原位混凝土的质量状况。尤其是对已建成的老建筑及受灾害因素影响的建筑物需要对其安全性作出评估时，“试件试验”就更无法满足要求。因此，人们一直希望找到一种能在建筑物原位直接测量混凝土各项性能指标的方法。 早在20世纪30年代初，人们就已开始探索和研究混凝土无损检测方法，致使该方法取得了迅速的发展。1930年首先出现了表面压痕法。1935年格里姆(GGrimet)、艾德(JMIde)把共振法用于测量混凝土的弹性模量。1948年施米特(ESchmid)研制成功回弹仪。1949年加拿大的莱斯利(Leslie)和奇斯曼(Cheesman)、英国的琼斯(RJones)等运用超声脉

27、冲进行混凝土检测获得成功。接着，琼斯又使用放射性同位素进行混凝土密实度和强度检测，这些研究为混凝土无损检测技术奠定了基础。随后，许多国家也相继开展了这方面的研究。如前苏联、罗马尼亚、日本等国家在50年代都曾取得许多成果。60年代，罗马尼亚的弗格瓦洛(1Facaoam)提出用声速、回弹法综合估算混凝土强度的方法，为混凝土无损检测技术开劈了多因素综合分析的新途径。60年代声发射技术被引入混凝土检测体系，吕施(HRuseh)、格林(ATGreen)等人先后研究了混凝土的声发射特性，为声发射技术在混凝土结构中的应用打下了基础。80年代中期，美国的MarySansalone和NicholasJCarin

28、o实现了在水泥混凝土等集结型非金属、复合材料中采用机械波反射法进行无损检测的目标。此外，无损检测的另一个分支钻芯法、拔出法、射钉法等半破损法也得到了发展，从而形成了一个较为完整的混凝土无损检测方法体系。 随着混凝土无损检测方法日臻成熟，许多国家开始了这类检测方法的标准化工作，其中以ASTM所颁布的有关标准最多，这些标准有硬化混凝土射人阻力试验方法(C 80382)、结构混凝土抽样与检测方法(C 82383)、混凝土超声脉冲速度试验方法(C 579-83)、硬化混凝土回弹试验方法(C 80585)、就地灌注圆柱试样抗压强度试验方法(C 873850、硬化混凝土拔出强度试验方法(C900-87)、

29、成熟度估算混凝土强度的方法(C 1074-87)等。此外还有硬化混凝土超声脉冲速度的测定(DINBO 8047)俄罗斯的混凝土超声测强度(GOSTl7624)，英国的测试混凝土中超声速度(BSl881：Part 203)，捷克和斯洛伐克的用超声脉冲检测混凝土的方法(STN 731371)等。与此同时国际标准化组织(ISO)及材料与结构试验研究国际联合组织(RILEM)也先后提出了若干项相关的国际标准。这些工作对结构混凝土无损检测技术的工程应用起了良好的促进作用。 近年来，国外在这方面的研究工作方兴未艾，尤其值得注意的是，随着科学技术的发展，无损检测技术也突破了原有的范畴，涌现出一批新的测试方法

30、，包括微波吸收、雷达扫描、红外热谱、脉冲回波等新技术。而且，测试内容由强度推定、内部缺陷探测等扩展到更广泛的范畴，其功能由事后质量检测，发展到了事前的质量反馈控制。 。 混凝土无损检测技术的发展虽然时快时慢，但由于工程建设的实际需要，它始终具有较强的生命力。可以预料，随着科学技术的发展和工程建设规模的不断扩大，无损检测技术的发展前景是广阔的。二、我国混凝土无损检测技术的发展历程 我国在这一领域的研究工作始于20世纪50年代中期，开始引进瑞士、英国、波兰等国的回弹仪和超声仪，并结合工程应用开展了许多研究工作。60年代初即开始批量生产回弹仪，并研制成功了多种型号的超声检测仪；在检测方法方面也取得了

31、许多进展。70年代以后，我国曾多次组织力量合作攻关，80年代着手制订了一系列技术规程，并引进了许多新的检测技术，大大推进了结构混凝土无损检测技术的研究和应用。随着电子技术的发展，仪器的研制工作也取得了新的成就，并逐步形成了自己的生产体系。90年代以来，无损检测技术继续向更深的层次发展，许多新技术得到应用，检测人员队伍不断壮大，素质迅速提高。纵观整个发展历程，我国无损检测技术的发展是非常迅速的，我们可以从下面几个方面叙述这一发展的过程： (一) 在测试技术方面的发展 早在20世纪50年代中期，随着我国基本建设规模的扩大，混凝土无损检测技术就已引起工程界的重视。当时，我国与建设工程有关的主要研究院

32、所及高等院校都开展了这方面的研究工作，并将研究内容列入了我国第一个科技发展十二年规划。 在早期的研究中值得一提的是同济大学在该领域中作出了开拓性的贡献。当时的同济大学声学研究室与材性研究室在我国著名声学专家魏墨盒教授的带领下，首先开展了混凝土超声检测方法的研究，试验研究了混凝土强度及配合比参数与超声脉冲速度、衰减系数等声学参数之间的相互关系，并于1964年研制出我国第一台非金属超声仪。 60年代初，我国已能生产回弹仪，并对回弹法的研究日趋成熟。在超声法研究方面，主要是运用超声脉冲法进行裂缝探测及运用专用曲线法进行强度检测，并大量引进前苏联及东欧国家的研究成果和检测经验。与此同时，在国内也有许多

33、新的探索，在测强方面，一些研究者试图消除混凝土中砂石含量对“声速强度”关系的影响，以便建立一条适应范围较广的基准曲线，在这方面获得一定成果的有建材研究院提出的“水泥净浆声速核算法”，陕西省建筑科学研究院提出的“砂浆声速核算法”，以及湖南大学提出的“声速衰减综合测强法”等。但这些方法都因测试方法或核算方法的烦琐而未能得到广泛应用。但它所提出的问题和思路，至今仍对测强研究有所启示。在测缺方面，南京水利科学研究院提出了用概率法判断缺陷的方法，使原来的经验判断上升为数值判据判断。 70年代后期，我国混凝土无损检测技术的研究进入了一个新的发展期。1978年，以中国建筑科学研究院、陕西省建筑科学研究院为首

34、组成了以建工系统为主的全国性协作组，其后又吸收其他系统单位参加。协作组的成立加强了各单位间的交流，也就一些共同关心的问题进行了合作研究，例如超声测试中仪器零读数( t )问题。协作组对仪器零读数产生的机理、不同介质仪器零读数的差异及如何进行统一标定曾进行过联合试验和研究。 20世纪80年代，研究工作得到快速发展，具体如下： 中国建筑科学研究院进行了综合法测强的研究，首次提出了北京地区的超声法测强曲线。 南京水利科学研究院进行了超声法测强、超声法测量缺陷、裂缝深度的研究。 同济大学进行了超声测缺、超声法测强、超声法测厚及超声波检测仪的研究。 湖南大学进行了超声检测影响因素及混凝土中声波衰减及频谱

35、分析的研究。 陕西省建筑科学研究院进行了测缺、超声法测量火灾后损伤层厚度的研究。 这些研究取得了一系列首创性的成果，包括： 测强方面 超声测强的主要影响因素：石子的品种、粒径、用量；钢筋的影响及修正；混凝土湿度、养护方法的影响及修正；测试距离的影响及修正；测试频率的影响及修正等。 测裂缝方面 平测法测裂缝的方法及修正距离的研究；钢筋的影响及修正；钻孔法测裂缝的研究和应用 斜测法测裂缝的研究及应用等。 测缺陷方面 概率判断法的进一步改进和完善；斜测交汇法的研究应用；缺陷尺寸估计；多参数综合判断的应用；波形方面的研究；频率测量方面的研究和应用；衰减系数、频谱分析应用和测定方法的研究；火灾后损伤层厚

36、度的测定方法等。 在这时期，许多地区通过试验研究，制定了本地区的强度换算曲线，推动了超声回弹综合法的提高和应用。 随着超声检测技术的发展，应用的范围不断扩大，研究深度不断加深，从20世纪5060年代主要在地上结构检测发展到地上和地(水)下，包括一些隐蔽工程，如灌注桩、地下防渗墙、水下结构的检测、坝基及灌浆效果的检测等；从一般两面临空的梁、柱、墩结构检测发展到单面临空的大体积检测；探测距离从12m发展到10-20m；从以声速一个参数为主发展到声速、振幅、频率、波形多参数的综合运用。特别在超声探测缺陷、裂缝方面，形成了从测试方法、数据处理到分析判断的一整套技术，在实际工程应用中取得了良好效果，许多

37、重大工程都采用了超声检测。 在应用的发展方面，80年代中期有一个重大发展，这就是超声检测混凝土灌注桩。1984年，湖南大学和河南省交通厅等单位首次运用超声法在灌注桩预埋钢管中进行检测，在郑州黄河大桥的灌注桩检测中取得成功并提出另一种判断桩内缺陷的方法，声参数一深度曲线相邻两点之间的斜率与差值之积，简称PSD判据。其后，还出现了其他一些判断分析方法。随后，许多单位都相继开展超声波检测混凝土灌注桩的研究和应用。由于声波法测桩具有不受桩长桩径的影响，探测结果精确可靠，很快在国内普遍推广应用，特别是大型桥梁的桩基检测中已普遍采用声波法，取得了很好的社会和经济效益，成为超声法检测混凝土的一个新热点。 8

38、0年代，除了超声、回弹等无损检测方法日趋成熟外，中国建筑科学研究院又进行了钻芯法研究，哈尔宾建筑大学进行了后装拔出法的研究，使无损检测的内容进一步扩大。 作为上述研究成果的必然结果，我国在80年代开始制订了一系列有关混凝土无损检测的技术规程并进行了多次修订，其中包括回弹法检测混凝土抗压强度技术规程(JGJT 232001)，超声回弹综合法检测混凝土强度技术规程(CECS02：88)，超声法检测混凝土缺陷技术规程(CECS21：2000)，后装拔击法检测混凝土强度技术规程(CECS69：94)，基桩低应变动力检测规程(JGJT93-95)，水运工程混凝土试验规程(JTJ 270-98)及水工混凝

39、土试验规程(SDl0582)等行业标准和协会标准。随后，一些省市也编制了相应的地方规程。各项规程的不断完善，大大促进了无损检测技术的工程应用和普及。 进入90年代以来，我国建设工程质量管理引起广泛关注并提出一系列重大举措，从而进一步加强了无损检测技术在建设工程质量管理中的作用和责任，也进一步推动了检测方法方面的蓬勃发展，已有方法更趋成熟和普及，同时新的方法不断涌现。其中，雷达技术，红外成像技术，冲击回波技术等都进入了实用阶段，在声学检测技术方面的最大进展，则体现在对检测结果分析技术方面的突飞猛进，例如在测缺技术方面，其分析判断方法由经验性判断上升为数值判据判断，又由数值判据上升为成像判断。测试

40、仪器也由模拟型仪器发展成为数字型仪器，为信号分析提供了物质基础。 (二)检测仪器方面的发展 混凝土声测仪器与混凝土声测技术是在相互制约而又相互促进的过程中得到发展的，我国混凝土声测仪器的发展大致经历了4个阶段： 60年代是声波检测技术的开拓阶段，声测仪是电子管式的仪器，如UCT-2型、CIS-10型等，现已被淘汰。 70年代是超声检测方法研究及推广应用阶段，声测仪是晶体管化集成电路模拟超声仪，首先推出的是湘潭无线电厂的SYC-2型岩石声波检测仪，之后相继推出的是天津建筑仪器厂的SC-2型和汕头超声电子仪器厂的CTS-25型等，这类仪器一般具有示波及数码管显示装置，手动游标读取声学参量，市场拥有

41、量约有几千台，为推动我国混凝土声测技术的发展发挥了重要作用。在70年代中期我国生产的非金属超声仪及其配套使用的换能器与国外同类仪器相比(如美国CNC公司的Pundit型，波兰的N2701，日本MARUT公司的Min-1150-03型等)，在技术性能方面已达到或超过它们的水平。 80年代是进一步发展与提高阶段，80年代初期国外推出了电脑控制的声波检测仪(如日本OYO公司的5217A型等)，混凝土超声仪进入了数字化仪器阶段，数字化声学信号数据处理技术的应用，推动了声测技术的发展，而我国却由于多种原因在计算机的应用方面落后国外水平。80年代末期，我国开始数字化混凝土超声仪的研究，之后以很快的速度发展

42、，整机化的由微机控制的声测仪产生于80年代末到90年代初，这批仪器均采用Z80CPU，通过仪器与微机的联系，实现了不同程度的声参量的自动检测，并具有一定的处理能力，使现场检测及后期数据处理速度大大加快。但由于受到数据采集速度以及存储容量和软件语言等方面的限制，无法实时动态地显示波形变化，难于承担需要大量处理单元和高速运算能力支持的信息处理工作，也不便于软件的再开发。作为初级数字化超声仪的代表型号为CTS-35型，CTS-45型和UTA2000A型。 90年代是追赶并超过国际水平的阶段，随着声测技术的发展，检测市场的扩大以及计算机技术的深入应用。自90年代中期以来，我国各种型号的数字式超声仪相继

43、问世，首先推出的是北京市市政工程研究院(北京康科瑞公司)的NM-2A型，随后该型仪器不断更新，形成了NM系列。NM系列超声仪的最大特点是在计算机和数据采集系统之间，通过高速数据传输(DMA)方式，实现了波形的动态实时显示，并以软硬件相结合的方式，创造性地解决了声学参量的自动判读技术，从而在高噪声弱信号的恶劣测试条件下，仍然可快速准确地完成自动检测，大大提高了测试精度和测试效率，对超声检测技术的推广是有力的推动。之后相继推出的有岩海公司的RS-UTOIC型、同济大学的U-Sonic型、岩土所的RSM-SY2等等。 在超声检测仪迅速发展的同时，其他检测方法的仪器也有了很大发展，其中包括各种型号的数

44、显式回弹仪，轻便型钻孔取芯机、拔击仪、射钉仪、贯人仪、钢筋保护层厚度测定仪、钢筋锈蚀仪、脉冲瞬变电磁仪等等。 总之，各种检测设备的研制和生产，为混凝土无损检测技术提供了良好的物质基础。 (三)学术交流的发展 自20世纪70年代后期，在中国建筑科学研究院的主持下，成立无损检测技术协作组以来，无损检测技术的学术交流活动从未间断。 1985年，中国建筑学会施工学术委员会下的混凝土质量控制与非破损检测学组成立，挂靠单位为中国建筑科学研究院。其中非破损检测部分后来改为属于中国土木工程学会混凝土及预应力混凝土学会下的建设工程无损检测委员会。 1986年，中国水利学会施工专业委员会无损检测学组成立，挂靠南京

45、水利科学研究院。 中国声学学会下属的检测声学委员会，挂靠同济大学。这些学术组织都在混凝土声学检测方面作过大量工作，组织多次学术交流会，出版论文集，推动了声波检测技术的发展。例如土木工程学会建设工程无损检测委员会，从1984年起就主持召开过7次全国性的无破损检测学术交流会，出版了多期论文集。委员会还组织委员们翻译国外研究文集，编辑出版了2本国际土木工程无损检测会议论文集。另外，还邀请罗马尼亚、日本等国的专家来华讲学、交流。我国从事混凝土无损检测的工程技术人员也以各种形式参与国际交流，其中包括访问、进修、参加学术会议，参与实际工程检测及仪器展览等。这些交流活动无疑为我国混凝土无损检测技术的发展起了

46、推动作用。第三节 混凝土无损检测技术应用与展望 近年来，我国建设工程的质量问题受到广泛的关注。为此，国务院采取了一系列重大举措，以提高工程质量。 1996年国务院批准颁布了质量振兴纲要(19962010年)对“九五”及21世纪头10年工程质量目标提出了要求： 到2000年竣工交付使用的工程质量必须达到国家标准或规范要求，大中型工程建设项目综合试点和验收一次合格，其他工程的一次验收合格率达90，其中优良率达到35以上。 到2010年，竣工工程质量全部达到国家标准或规范要求，大中型建设项目以外的其他工程一次验收合格率达96，其中优良率达到40以上。 2000年1月30日国务院颁布了建设工程质量管理

47、条例明确了建设单位，勘察、设计单位，施工单位和监理单位的责任和义务，并提出了主体结构工程、地基基础工程在设计文件规定的合理使用年限内长期保修和对事故责任人终生追究法律责任。 2001年，建设部全面贯彻有关标准的强制性条文，进一步完善了建设工程的标准体系和明确了质量管理的技术依据。 随着这些措施的落实，无损检测技术在建设工程质量管理中的作用和责任日益明显。这是因为工程质量是由一系列工程技术指标来体现的，这些指标的量化值又是通过检测来获取的，如果检测结果不准确则必将对工程质量造成误判。目前施工质量控制和验收还仅仅建立在前期材料试件检测和外观检测的基础上，但结构物的原位质量才是实际的工程质量，而原位质量只能通过无损的手段来获取，因此，随着我国建筑工程规模的不断扩大，以及质量管理的不断深入，混凝土无损检测技术应适应新的需要，必将有更大的发展，这些发展将体现在以下几方面：一、进一步扩大混凝土无损检测技术的检测内容和使用范围 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，在整个施工、验收及使用过程中都有其用武之地。在以往的研究中主要集中在强度检测和缺陷探测两方面，为了满足新的需要还应进