建筑混凝土结构的脉冲激光无损检测技术探讨

建筑混凝土结构的脉冲激光无损检测技术探讨

陀文扬

梧州市高新建筑工程检测有限公司 广西梧州市 543000

摘 要：在建筑工程逐渐增多的发展背景下，建筑混凝土结构应用范围变得越来越广泛。传统的建筑混凝土架构无损检测技术主要存在检测时间长、检测结果准确率得不到保证等问题。应用脉冲激光实现建筑混凝土无损检测，可以明显提升检测效率以及质量。本文以建筑混凝土结构的脉冲激光无损检测技术为例，对无损检测技术基本特性以及脉冲激光检测原理进行简单介绍，然后分析了建筑混凝土结构的脉冲激光无损检测技术，结合仿真实验对其应用进行更加全面深入的探讨，期望可以为更好的应用脉冲激光无损检测技术提升建筑混凝土结构无损检测效果提供理论参考。

关键词：混凝土结构；脉冲激光；无损检测

前言

在建设项目逐渐增多的发展背景下，社会也更加重视建筑的质量，在这一过程需要对建筑材料以及建筑技术引起重视。对于楼层相对来说比较高的建筑而言，其混凝土结构会具有更高的复杂度，也会对新技术应用提出更为严格的要求。运用具有较高先进性的无损检测技术可以更加准确的检测建筑材料以及建筑混凝土结构的质量，为建筑工程质量提供重要保证^[1]。无损检测技术的发展和建筑产业技术不断发展的推动作用有关，该项技术具有诸多优点，在建筑工程结构检测中已经得到了广泛应用。现阶段，我国无损检测技术已经得到了较大的进步，主要可以用于结构一般参数的检测，将检测结果作为重要的参考依据对建筑结构质量进行分析。与传统检测技术相比，无损检测技术具有更高的实用性，既能保证检测结果的准确性，也不会明显破坏建筑物。

1. 无损检测技术基本特性以及脉冲激光检测原理

   1. 无损检测技术基本特性

无损检测技术在工程适用性方面十分突出，这也是其在混凝土结构检测中得到广泛应用的主要原因。无损检测技术的基本特性主要包括无损性、兼容性和客观性，该项技术的核心作用是降低检测对建筑结构的损坏。（1）建筑混凝土结构复杂程度明显提升，继续沿用传统抽样检测方法，不可避免的会损坏到建筑结构。再加上测试程序的复杂性以及随机性，点对面的检测方法不仅会损伤建筑结构，也难以达到多功能检测的效果，不利于检测人员对建筑结构基本情况进行完整掌握^[2]。而无损检测技术主要是应用先进的探测技术，在对建筑结构和数据进行收集的基础上，可以进行更加科学的信息化处理，有助于检测效率以及准确性的大幅提升，为检测分析结果的科学性以及准确性提供保障。（2）相关检测人员在实际的检测工作中通常会因公多种平台检测建筑结构，主要是为了提升建筑结构检测的可操作性以及准确性。面对这种应用情况，检测技术的兼容性愈发重要。一般情况下，一种结构检测方法具有一定程度的工程实用局限性，在使用过程需要依靠信息技术提供相应的辅助操作。（3）无损检测技术的应用需要专业的检测人员，并且其需要具备相应的能力以及资质。在实际操作过程，检测人员的操作必须严格遵守相关规范要求。如果在检测过程发现不同设备以及检测人员面对同样的结构检测得到的结果不一致，应当及时进行规范的复检。

1.2 脉冲激光检测原理

脉冲激光属于一种比较先进的工程技术，主要被应用至建筑工程无损检测当中，其对于建筑工程质量管控会产生重要影响，将其应用至建筑材料缺陷性检测当中，有助于建筑工程质量目标的实现。无损检测技术并不能对所有的建筑工程质量问题进行解决，面对建筑材料组件不规则性以及复杂性特点，应当有针对性的利用和开发无损检测技术，可以定性分析材料以及利用经验公式对检测对象的缺陷情况进行估算^[3]。应用激光技术中的PBX检测技术进行无损检测，借助数学模型以瞬间的温度场作为主要的表征参数完成无损检测，利用相关参数检测建筑材料的缺陷位置，检测结果的准确性存在一定的问题，该项技术存在明显不足。因此，可以采用三维扫描仪以及红外成像仪等更加先进的设备检测结构缺陷，但依旧存在采集时间比较长等缺点。脉冲激光检测技术可以精确检测材料缺陷，在缩短辨识时间的同时还能够促进辨识精度的提高。可以将脉冲激光应用至弹性板的结构层面，在板中心位置集中光束进行检测。在无损检测过程，光束的传播受到阻碍，就可以确定该位置存在缺陷，这种传播具有明显的层次性特点。

2. 建筑混凝土结构的脉冲激光无损检测技术分析

混凝土结构属于建筑工程中最常见的结构形式，其内部主要依靠钢筋进行加固。无损检测属于目前最优的建筑结构质量检测方法，主要具有较高的准确性。无损检测技术在对建筑结构进行质量检测时，不会对建筑整体情况产生损伤，实际检测过程只需要抽取部分建筑样品。无损检测技术主要是进行随机测试，其检测结果具有更加突出的准确性^[4]。另外，无损检测技术可以有效存储测试信息，利用更加科学的方法准确分析测试结果，因此无损检测结果具有更高的完整性。脉冲激光无损检测技术可以有效获取建筑混凝土结构内部质量，满足工程要求。将抗阻应用至钢筋当中属于无损检测技术实现的关键。而建筑混凝土结构的脉冲激光无损检测技术的基本原理为反射和投射会在钢筋端部以及底部产生冲击波和应力波。固结波主要代表了结构对应力波速度的反映，可以体现建筑结构实际检测质量。

3. 建筑混凝土结构的脉冲激光无损检测仿真试验

对于已知材料厚度和雷达波在混凝土空气分层表面的双向传播时间的情况，相对介电常数以及传播速度分别为9和0.1m/ns，依据这些参数应用脉冲激光无损检测技术对钢筋埋置深度进行检测，可以得出不同钢筋埋设深度，具体如表1所示。根据钢筋埋设深度测量结果可知，测试埋深与实际埋深之间的差异并不明显，因此脉冲激光无损检测技术可以满足建筑工程的实际要求，有效验证了脉冲激光无损检测技术可以对钢筋深度进行准确识别，该项技术可以有效监测建筑混凝土结构内部状态。利用脉冲激光检测原理对材料的缺陷部分进行准确获取，结合超声信号获得相应的缺陷参数，对混凝土结构内钢筋锚固段体积进行合理控制，达到降低钢筋震动强度的效果，以固结波速变化程度为依据对混凝土结构质量进行确定，最终实现建筑混凝土结构的无损检测。

表1 钢筋埋设深度表

结语

综上所述，建筑混凝土结构质量会对建筑整体安全性能产生决定性影响，运用传统的检测技术不仅难以获得准确性较高的检测结果，同时还会对建筑混凝土结构产生一定的损坏，无法满足实际工程需要。应用脉冲激光无损检测技术，可以有效获得建筑混凝土结构缺陷部分的参数，运用锚杆质量原理，完成变阻抗面的建立，可以获得脉冲激光波在变阻抗面的传播反射系数以及投射系数。在对钢筋锚固截面体积进行合理控制的同时，促进钢筋震动强度的降低，结合固结波速的变化程度对建筑混凝土结构质量进行确定。建筑混凝土结构的脉冲激光无损检测技术具有更高的准确性，并且在实际操作时也比较简便，可以被应用至建筑结构质量问题的检测，从而对建筑结构质量进行控制。

参考文献：

[1]卢明辉,丁雷,颜学俊,陈延峰.激光超声技术在工业检测中的应用与展望[J].振动.测试与诊断,2021,41(04):631-643+826.

[2]赵翎显.基于脉冲激光的建筑混凝土结构无损检测技术[J].房地产世界,2021(09):140-142.

[3]李黎.建筑混凝土结构的脉冲激光无损检测技术[J].山东农业大学学报(自然科学版),2020,51(04):673-675.

[4]孙力,王成业.基于脉冲激光的建筑材料缺陷无损检测方法[J].激光杂志,2019,40(09):69-72.