论建设工程检测的主要技术及特点

期刊: 建筑技术 DOI: PDF下载

孟宪锋

新干县中诚建设工程质量检测有限公司 江西 吉安 331300

摘要

本文探讨了建设工程检测的主要技术及其特点。首先,明确建设工程检测的内容包括对原材料、结构实体要件、功能性能和节能性能的全面检测,而检测的核心在于确保建筑物的质量、安全性和性能符合规范要求。然后,深入介绍了建设工程检测的主要技术,包括红外热像技术、超声波检测技术、雷达检测技术和频谱检测技术,这些技术在不同方面具有独特的优势,为建筑工程提供了多样化的检测手段。接着,分析了各项检测技术的使用特点,如红外热像技术的高效快速、超声无损检测技术的精准敏感、频谱分析检测技术的全面分析、雷达检测技术的远程感知等,为工程检测提供了丰富的选择。


关键词

建设工程检测;红外热像技术;工程质量

正文


1.建设工程检测的内容以及价值

1.1检测内容

建设工程检测是对工程建设过程中各项工程质量进行检测和评估的关键工作,旨在确保工程质量符合国家标准和设计要求,以及保障工程的安全和可靠性。该检测涵盖土建工程、钢结构工程、电气工程、给排水工程等多个方面,包括原材料、工程实体、功能性能、安全性以及环境等多个检测内容。原材料检测关注建筑材料和设备的符合性和真实性,工程实体检测聚焦于各施工阶段的部位和环节,功能检测评估工程竣工后的各项功能性能,安全检测关注结构、防火、防灾等安全方面,而环境检测则评估工程对周围环境的影响。

1.2检测价值

建设工程检测在提高工程质量、保障工程安全、促进工程效益和维护社会公共利益等方面具有重要价值。通过全面检测工程的各个环节和部位,能够及时发现并纠正潜在的工程质量问题,有效避免质量事故的发生,提升工程质量水平,延长工程使用寿命,并降低维修成本。在工程安全方面,检测结构、防火、防灾等安全要素,有助于预防和消除潜在安全隐患,保护工程参与者和使用者的人身安全,减少安全责任和赔偿,同时维护社会稳定和公共秩序。通过检测工程的功能性能、节能性能、环境影响等方面,可以优化设计和施工方案,提高使用效率和经济效益,实现资源和能源的节约,减少废弃物和排放物,增加社会和生态效益。

2、建设工程检测的主要技术

2.1红外热像技术

红外热像技术是利用红外热像仪对建设工程的表面温度进行测量和成像的技术。红外热像仪可以将不同温度的物体发出的红外辐射转换为可视化的图像,从而显示出建设工程的表面温度分布和温度异常区域。

红外热像技术的优点是无需接触被测对象,可以远距离、快速、全面地进行检测,不会对建设工程造成任何损伤,也不会受到环境光线的影响。红外热像技术的缺点是受到环境温度、湿度、风速等因素的干扰,需要进行校正和分析,不能直接反映建设工程的内部结构和性能。

红外热像技术主要应用于建设工程的节能性能、隔热性能、防水性能、裂缝、空洞、蜂窝、钢筋锈蚀等方面的检测。例如,通过红外热像技术可以检测建筑外墙的保温层是否完整,是否存在热桥现象,是否有渗漏或者渗水的情况;通过红外热像技术可以检测混凝土结构的表面温度变化,从而判断其内部是否存在裂缝、空洞、蜂窝等缺陷;通过红外热像技术可以检测钢结构的表面温度分布,从而判断其是否存在锈蚀、腐蚀、变形等问题。

2.2超声波检测技术

超声波检测技术是利用超声波在建设工程中的传播特性进行检测的技术。超声波是频率高于人耳听觉范围的声波,通常在20千赫兹以上。超声波在建设工程中传播时,会受到建设工程的材料、结构、缺陷等因素的影响,产生反射、折射、衍射、干涉、衰减等现象,从而改变其波形、振幅、频率、相位等参数。

超声波检测技术的优点是可以对建设工程的内部结构和性能进行无损检测,可以检测出微小的缺陷,可以量化分析检测结果,可以实现自动化和数字化的检测。超声波检测技术的缺点是需要接触被测对象,需要选择合适的探头、耦合剂、发射角度等参数,需要对检测信号进行复杂的处理和解释,受到建设工程的形状、表面粗糙度、吸声性等因素的限制。主要应用于建设工程的混凝土强度、钢筋位置、钢筋直径、钢筋保护层厚度、裂缝深度、空洞、蜂窝、钢结构焊缝、螺栓连接等方面的检测。

2.3雷达检测技术

雷达检测技术利用发射波和反射波的关系,采用声波、超声波、电磁波(包括微波)、红外波等不同波段,根据不同检测目的和对象进行选择。其原理基于多普勒效应,即静止物体反射波频率不变,而移动物体引起的频率偏移可用于计算距离和速度。具体而言,当物体远离或靠近观测点时,反射波频率分别偏移向低处或高处。雷达检测技术广泛应用于测速、液位测定、自动门、生产线物料探测、倒车雷达等,以及气象、卫星和地质勘探领域,如检测云层含水量、卫星上的气象雷达监测云层状况,探地雷达用于地下结构的定位和形状探测。

2.4频谱检测技术

频谱检测技术是通过频谱分析仪或其他仪器对信号的频率成分进行测量和分析的技术。其基本原理是利用傅里叶变换或其他变换将信号从时域转换到频域,然后提取和计算信号的幅度、相位、频率等参数,得到信号的频谱特征。常用的方法包括快速傅里叶变换(FFT)、小波变换(WT)、短时傅里叶变换(STFT)、经验模态分解(EMD)等。频谱检测技术在各领域有广泛的应用,包括信号的识别、分类、压缩、滤波、去噪、增强等;通信系统的调制、解调、编码、解码、同步、复用、多址、传输等;认知无线电的频谱感知、频谱分配、频谱共享、频谱管理等;以及声学、光学、电子、机械、医学、生物等领域的信号检测、分析和处理。

3、建设工程检测技术的特点

3.1红外热像技术在建设工程中的使用特点

红外热像技术是一种利用红外热像仪对建筑物表面温度分布进行测量和分析的无损检测技术。在建设工程中,红外热像技术无需接触或破坏被检测的建筑物,只需扫描即可获取表面温度信息,从而判断内部状况,实现了无损检测。技术具备快速检测的优势,能够在短时间内对大面积建筑物进行检测,提高了检测效率和范围。同时,红外热像技术将温度信息直观转化为图像显示,采用不同颜色表示不同温度区域,使异常或缺陷的位置和程度一目了然,实现了直观检测。此外,其灵敏检测特点使其能够发现微小的温度差异,从而反映出建筑物的细微裂缝、隐蔽的水渗漏、结构微弱变形等问题,为及早发现和解决建筑物隐患提供了有效手段。

3.2超声无损检测技术在建设工程中的使用特点

超声无损检测技术具备深度检测的能力,能够探测建筑材料内部结构和缺陷,不受表面影响,且可根据超声波频率和探头类型实现不同的检测深度和分辨率。进一步地,该技术支持定量检测,通过测量超声波传播的参数,如速度、衰减、反射、折射等,能够准确计算建筑材料的物理性能以及缺陷的大小、位置和形状等特征。最后,超声无损检测技术具备多样检测的灵活性,可采用不同的方法和模式,如透射法、反射法、回波法、相控阵法、全息法、图像法等,以适应不同的检测目的和条件,实现对建筑材料表面、内部、整体和局部的全面检测。

3.3频谱分析检测技术在建设工程中的使用特点

频谱分析检测技术是一种利用建筑物振动信号进行分析的先进技术,该技术属于无损检测范畴,无需对被检测建筑物施加额外载荷或干扰,仅通过分析其自然或人为引起的振动信号的频谱特征,即可判断建筑物的结构性能和状况。频谱分析检测技术具备实时性,能够即时采集和分析建筑物振动信号,反映出动态的响应和变化,从而及时发现和预警结构的异常或危险。频谱分析检测技术支持全面检测,能够对建筑物的整体或部分结构进行检测,不受结构复杂性和尺寸的限制。通过对不同振动模态和频率段的分析,获得建筑物不同方面的信息,实现对结构的全面评估和诊断。最后,频谱分析检测技术能够智能化处理建筑物振动信号,借助人工智能、大数据、机器学习和深度学习等技术,实现对振动信号的自动化处理和分析,提高检测的准确性和效率。

3.4雷达检测技术在建设工程中的使用特点

雷达检测技术属于无损检测范畴,不需接触或破坏被检测建筑物,仅通过发射和接收雷达波,即可获取反射和散射信号,从而判断建筑物的结构特征和状况。可在远离被检测建筑物的位置进行检测,不受距离和环境的限制。通过选择不同雷达波波长和角度,实现不同的检测分辨率和覆盖范围。该技术具有立体检测的能力,可对建筑物的三维结构进行检测,无视结构的平面或曲面的限制。通过对不同雷达波方向和极化进行分析,获得建筑物不同方位和深度的信息,实现对结构的立体表征和重建。最后,雷达检测技术具备灵活性,可根据不同检测目的和条件,选择不同雷达波类型和参数,实现多角度、多尺度、多模态的建筑物检测。例如,采用合成孔径雷达、微波干涉测量、多基线雷达等方法,实现对建筑物的高分辨率、高精度、高灵敏度的检测,进一步提升了其在建设工程中的应用价值。

4、建筑工程检测要点分析

4.1检测原材料和相应成品

对原材料的检测需关注物理性能和化学成分,包括密度、吸水率、抗压强度等参数,以及氧化物、碳酸盐等成分的检测,以确保符合规范要求。对相应成品的检测应关注形状和尺寸,包括长度、宽度、厚度等参数,以确保满足设计要求。同时,需检测成品的结构性能和功能性能,如抗压强度、抗腐蚀性、隔音性等,以确保建筑物的承载能力、安全性和舒适性符合规范要求。

4.2检测建设工程的结构实体要件

建设工程的结构实体要件包括墙体、柱子、梁、板、框架、桥梁、隧道等主要结构部件,其连接和固定是检测的关键。焊缝、螺栓、锚固、支撑等连接和固定部件的检测直接关系到建筑物的整体稳定性和抗震性。另一方面,结构实体要件的缺陷和损伤也是检测的焦点,包括裂缝、空洞、腐蚀、变形、松动、脱落等,需进行全面评估以确保建筑物的承载能力和耐久性符合规范。此外,对结构实体要件的应力和应变进行检测和分析,以判断其是否符合设计和规范要求,直接反映建筑物的受力和变形情况,确保建筑物的安全性和可靠性。

4.3检测建设工程的功能性能

建设工程的功能性能涵盖了建筑物的通风、采光、排水、供水、供电、供暖、供冷、通信、消防、防盗等使用功能和效果。在进行建筑工程检测时,检测功能性能是对建筑物全面性能的补充和完善。关键要点包括对功能性能的参数和指标进行检测,如温度、湿度、气压、光照等,以确保其符合规范和用户要求;对功能性能的设备和系统进行检测,包括风机、空调、水泵、电器等,以保障其正常工作和可靠运行;以及对功能性能的操作和管理进行检测,包括开关、调节、监测、维护等,以确保其符合规范要求和优化标准。

4.4检测建设工程的节能性能

建设工程的节能性能关注建筑物的能源消耗和能源利用,包括热能、电能、水能、风能、太阳能等。在建筑工程检测中,关键要点包括对节能性能的参数和指标进行检测,如能耗、能效、能源密度、能源结构等,以确保其符合规范和节能目标;对节能性能的设备和系统进行检测,包括节能灯具、节能电器、太阳能利用设备等,以保障其正常工作和高效运行;以及对节能性能的操作和管理进行检测,包括监测、控制、调节、评估等,以确保其符合规范要求和实施有效的节能策略。

结论

综上所述,建设工程检测在确保建筑物质量、安全性和性能符合规范要求的过程中,采用了多种先进技术。红外热像技术、超声波检测技术、雷达检测技术和频谱检测技术等各具特色,为检测提供了全面而多样化的手段。这些技术的使用特点,如红外热像技术的高效、超声无损检测技术的精准、频谱分析检测技术的全面、雷达检测技术的远程感知,为工程检测提供了灵活性与可靠性的平衡。在建筑工程检测中,对原材料、结构实体要件、功能性能和节能性能的全面关注至关重要,以确保建筑工程的整体质量和综合性能得到有效提升。通过本文的探讨,对建设工程检测的内容、价值、技术及其特点有了更为深入的了解,为相关领域的从业者提供了实质性的参考。

参考文献

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