CN100565156C

CN100565156C - 混凝土结构物的裂缝检测方法

Info

Publication number: CN100565156C
Application number: CNB2007100055131A
Authority: CN
Inventors: 陈必贯; 王仲宇; 彭朋畿; 翁德富; 陈竹胜
Original assignee: China Steel Corp
Current assignee: China Steel Corp
Priority date: 2007-02-09
Filing date: 2007-02-09
Publication date: 2009-12-02
Anticipated expiration: 2027-02-09
Also published as: CN101241035A

Abstract

本发明公开了一种混凝土结构物的裂缝检测方法，其方法步骤包括：第一步骤的建置检测装置，第二步骤对于待测的钢筋混凝土裂缝灌入金属物质，以及第三步骤的放射线照射而在成像物件上成像，且于分析钢筋混凝土的裂缝缺陷分布状况，由此方法，可有效检测钢筋混凝土结构物的裂缝分布，以及可间接评估钢筋腐蚀的趋势与严重性，并可作为结构物老劣化评估的标准，而在不破坏结构物的情况下，可对于钢筋混凝土结构物进行内部检测与评估，使其发挥预知保养的最大功效。

Description

混凝土结构物的裂缝检测方法

技术领域

本发明是关于一种混凝土结构物的裂缝检测方法，尤指一种用于检测混凝土结构物内裂缝，能提高现场检测裂缝缺陷及尺寸准确度，而可作为结构安全评估参考的裂缝检测方法。

背景技术

为评定混凝土结构物的安全性，对于结构物内裂缝非破坏检测结果的可信度与准确度的要求逐渐提高，目前用于裂缝的非破坏性检测方法，主要有超声波、透地雷达、暂态弹性波等，而其中超声波检测方法应用在混凝土上常面临能量不足的困境，若厚度大于30-40公分，便无法得到足够能量信号。而有关透地雷达检测法，目前多应用于基础与铺面的检测，若试体表面为非均质，将产生绕射现象增加杂讯，造成信号判读困难，同时由于混凝土属于高度非均质物体，弹性波在其中会有严重散射、折射效应及能量快速衰减的特性，因此对于超声波与暂态弹性波等测量技术在测量精度上将面临考验，亦即，针对结构物内的检测技术大多用于结构物内钢筋的定位及保护层厚度测量，对于裂缝检测则因现场混凝土的非均匀性、钢筋间距大小及钢筋排列搭接等影响，则仍待进一步探讨与研究，为此，目前确有必要发展他检测技术方法以利于现场检测。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种混凝土结构物的裂缝检测方法，主要是利用放射线检测法执行钢筋混凝土结构物内裂缝尺寸检测，其利用具有穿透能力的射线(如X射线、伽玛射线)穿透检测工件，达于底片或屏幕等介质，以生成裂缝影像的记录，并通过屏幕成像或利用底片感光程度的成像来间接评估钢筋混凝土内部的裂缝状况，由此而能有效检测钢筋混凝土结构物的裂缝分布，间接评估钢筋腐蚀趋势与严重性，并可作为结构物老劣化评的标准。

本发明的技术解决方案是：一种混凝土结构物的裂缝检测方法，其包括：

第一步骤：建置检测装置，是在钢筋混凝土侧端设置一放射线的射源，并于钢筋混凝土的裂缝侧端设置一球状物体作为比较物体，以及在钢筋混凝土异于射源的另一端设置一可成像的成像物件；

第二步骤：对于待测的钢筋混凝土裂缝灌入金属物质；

第三步骤：放射线照射而在成像物件上成像，以及分析钢筋混凝土的裂缝缺陷分布状况。

本发明的特点和优点是：上述方法是在待检测的钢筋混凝土处配置放射线的射源、可成像的底片，以及投影比对的球状物体或比较物体，而能利用放射线的穿透性将钢筋混凝土结构物内部的裂缝及结构物外的已知尺寸、位置的球状物体或比较物体同时投影在底片上，利用其投影在底片上的球状物体或比较物体放大率来评估裂缝缺陷的大小，而能提高现场检测裂缝缺陷及尺寸准确度，使其能用来评估钢筋混凝土内部的裂缝状况，作为安全性评估的参考依据。

本发明可有效检测钢筋混凝土结构物的裂缝分布，以及可间接评估钢筋腐蚀的趋势与严重性，并可作为结构物老劣化评估的标准，而在不破坏结构物的情况下，可对于钢筋混凝土结构物进行内部检测与评估，使其发挥预知保养的最大功效。

附图说明

图1为本发明方法的步骤流程图。

图2为本发明方法建置的检测装置。

主要元件符号说明：

10、射源 20、球状物体

30、成像物件 40、钢筋混凝土

41、钢筋 42、裂缝

43、金属物质 A、第一步骤

B、第二步骤 C、第三步骤

具体实施方式

配合参看图1、图2所示，其中，图1为本发明混凝土结构物的裂缝检测方法，其方法步骤包括：

第一步骤A：建置检测装置；

第二步骤B：对于待测的钢筋混凝土40的裂缝42灌入金属物质43；

第三步骤C：放射线照射而在成像物件30上成像，以及分析钢筋混凝土40的裂缝42缺陷分布状况。

上述第一步骤A中对于建置检测装置，是在钢筋混凝土40侧端设置一放射线的射源10，并于钢筋混凝土40的裂缝42侧端设置一球状物体20或其他物体作为比较物体，以及在钢筋混凝土40异于射源10的另一端设置一可成像的成像物件30。

上述第二步骤B中对于待测的钢筋混凝土40的裂缝42灌入的金属物质43可为铅粉(氧化铅)。

本发明的方法可通过放射线检测法来执行钢筋混凝土40结构物内的裂缝尺寸检测，其利用具有穿透能力的射线(如X射线、伽玛射线)穿透检测工件达于成像物件30，成像物件30可为屏幕成像或利用底片感光程度的成像来间接评估钢筋混凝土40内部裂缝42状况。

所述的放射线检测法可使用X射线或伽玛射线作为射源10，这两种射源均以直线照射检测工件，当射线达到检测工件时，部分射线穿透检测工件，部分射线则被检测工件吸收，而吸收量的大小则随检测工件的密度、厚度和原小序等因素而有所不同。由于底片成像的检测结果可直接呈现且较无争议，因此，放射线检测法已广泛应用在现代工业中，并成功地应用于检测金属或非金属材料。

另外，放射线检测法的种类可分为两种，分别为X射线及伽玛射线，其中，X射线是由高速电子流撞击物质阳极靶而产生，阳极靶的材料原子序愈高，产生的X光效应愈好，其能量依管电压大小而定，亦即，由正极靶与负极灯丝间的电压差而定，若X射线能量愈高则代表其穿透能力愈强。而伽玛射线则是由不稳定同位素的衰变所产生的高能量电磁波，这些同位素可以是天然的(如镭、铀等会产生自发性的衰变)，也可以是人造的，而每种同位素具有不同的光谱，目前工程界放射线检测法较常使用的同位素为Ir-192(铱Iridium-192)、Co-60(钴Cobalt-60)及铯-137(铯Cesium-137)等三种伽玛射线装备。

本发明对于钢筋混凝土40的裂缝42的几何原理成像，是以放射线的射源10所射出的射线穿透钢筋混凝土40，并投影在成像物件30的底片或屏幕上，而由于钢筋混凝土40结构物内有混凝土保护层，因此，成像物件30与射源10的距离必大于裂缝42与射源10的距离，由几何关系可知在成像物件30上裂缝的影像必定会放大，所以裂缝42在成像物件30上所成像的尺寸，并非为裂缝43的实际尺寸，而会造成检测人员评估裂缝尺寸的因扰，为此，本发明利用一球状物体20或其他物体作为比较物体，而与裂缝42同时成像在成像物件30上，使其能间接的计算裂缝42的实际尺寸。

本发明方法的测试实验，是制作一长方体的钢筋混凝土40(20cm*10cm*10cm)，钢筋混凝土40的设计强度为280kgf/cm²(抗压强度为305kgf/cm²)，并在试体中贯入一长15cm的钢筋41，其直径为1.2cm，其保护层厚度为5cm，另于试体中间制作两条人工裂缝42(其深度分别为3.5cm及2cm)，并于人工裂缝42中灌入铅粉，同时准备一球状物体20或比较物体，球状物体20为直径2.54cm的钢球，放置在试体外的钢筋41相对位置处，经试验证明本发明方法可检测钢筋混凝土40结构物内的裂缝42的尺寸，并可作为结构评估的参考。

本发明目的在于求得钢筋混凝土40结构物内的裂缝42的尺寸，而由于成像物件30的成像上的裂缝42与球状物体20或比较物体的放大率相同，因此，可测量裂缝42于成像物件30上的成像大小，并将其除以球状物体30的放大率，即可求得结构物内检测的裂缝42的尺寸，其计算式为：

S₁＝S’₁/R

其中，S₁为结构物内欲检测的裂缝42的尺寸，S’₁为裂缝42于成像物件30的底片或屏幕上成像的大小，而R为球状物体20的放大率。

因此，本发明的方法可有效检测钢筋混凝土结构物的裂缝分布，以及可间接评估钢筋腐蚀的趋势与严重性，并可作为结构物老劣化评估的标准，亦即，本发明设计可在不破坏结构物的情况下，对于钢筋混凝土结构物进行内部检测与评估，而能发挥预知保养的最大功效。

Claims

1.一种混凝土结构物的裂缝检测方法，其方法步骤包括：

第二步骤：对于待测的钢筋混凝土裂缝灌入金属物质；

2.如权利要求1所述混凝土结构物的裂缝检测方法，其特征在于，成像物件为屏幕成像。

3.如权利要求1所述混凝土结构物的裂缝检测方法，其特征在于，成像物件为底片感光程度的成像。

4.如权利要求1所述混凝土结构物的裂缝检测方法，其特征在于，第二步骤中，待测的钢筋混凝土裂缝灌入的金属物质为铅粉。