評估歷史結(jié)構(gòu)的8種無損檢測方法

平板千斤頂測試是一種非常強(qiáng)大的非破壞性測試，用于識別歷史建筑的力學(xué)性能?？箟簭?qiáng)度、彈性模量和泊松比等機(jī)械性能可以用平板千斤頂法測量。

可以使用雷達(dá)圖像檢測軸承元件中是否存在金屬材料。使用紅外相機(jī)拍攝斷層圖像可以獲取有關(guān)結(jié)構(gòu)元件裂縫和濕度含量的數(shù)據(jù)。另一方面，與其他方法相比，內(nèi)窺鏡檢查方法不提供詳細(xì)信息。

本文介紹了用于評估歷史結(jié)構(gòu)的無損檢測方法。通過所討論的無損檢測方法，可以獲得有關(guān)材料衰減、結(jié)構(gòu)中形成的不可見裂縫、濕度問題和熱性能以及彈性模量、泊松比和抗壓強(qiáng)度等值的數(shù)據(jù)。

因此，可以對代表該地區(qū)歷史特征的歷史建筑進(jìn)行修復(fù)或維護(hù)實(shí)踐，保留其自然條件，而不會造成任何進(jìn)一步的破壞。

1.紅外熱成像方法

紅外熱成像通常用于燃料和能源保存方面的努力。今天，這種方法廣泛用于軍事、工業(yè)用途、醫(yī)學(xué)、氣象、建筑和工程領(lǐng)域。此外，許多研究人員更喜歡這種方法進(jìn)行研究，主要側(cè)重于檢測歷史建筑中的材料和結(jié)構(gòu)問題。

這種方法特別適用于檢測熱損失、潮濕部分、氣體逸出、熱橋和保溫狀態(tài)。此外，紅外熱成像還用于歷史建筑的故障、雨水和廢水排放系統(tǒng)問題以及結(jié)構(gòu)裂縫。

這種使用熱像儀的非破壞性測試方法根據(jù)材料發(fā)射的輻射檢測定義的閾值色標(biāo)提供所用材料的熱圖。因此，定義了要檢查的區(qū)域。這種方法允許在檢查區(qū)域檢測熱問題、潮濕部分、氣體逸出、熱橋等。換句話說，以非破壞性方式揭示正在研究的結(jié)構(gòu)的有問題或無問題的區(qū)域。

在使用紅外熱成像方法檢查結(jié)構(gòu)時，必須知道發(fā)射率系數(shù)(對于結(jié)構(gòu)材料，通常在 0.90 和 0.95 之間)。較低或較高的發(fā)射系數(shù)是影響熱像儀精確溫度測量的一個因素。熱像儀還受其他參數(shù)以及發(fā)射率的影響。

這些參數(shù)包括熱像儀使用場所的環(huán)境溫度、環(huán)境風(fēng)速、相對濕度、熱像儀與待測物體的距離、攝像頭的角度、測試的時間和季節(jié)將進(jìn)行。

紅外熱成像用于三種不同的方法。第一個用于檢測從使用加熱器的介質(zhì)到外部介質(zhì)的熱傳遞。第二種用于在具有不同環(huán)境溫度的兩個表面之間存在熱流的情況。

最后，第三個用于檢查熱量差異，將熱輻射應(yīng)用于沒有溫度差異的物體兩側(cè)或加熱器到位。使用熱像儀可以獲得定性和定量數(shù)據(jù)?？梢允褂孟嚓P(guān)軟件進(jìn)行分析。

2. 表層混凝土試錘法

最古老的無損探傷方法之一，混凝土試錘法，用于測量材料的硬度。在區(qū)分材料時，硬度是最重要的機(jī)械性能之一。

硬度是材料抵抗試圖穿透材料表面的物體的阻力。表面硬度由 Ernst Schmidt 于 1948 年開發(fā)，稱為 Schmidt 測試錘。該方法的工作原理包括測量撞擊表面的彈簧加載質(zhì)量的回彈。材料的硬度隨著回彈的增加而增加。

3. 平頂法

Flat-Jack方法被稱為原位應(yīng)力測試方法。該方法允許識別結(jié)構(gòu)墻的許多機(jī)械特性?？箟簭?qiáng)度、彈性模量和泊松比屬于使用扁平千斤頂法測量的機(jī)械性能。扁平插孔測試工具允許測量響應(yīng)于施加到元件的功率的長度變化。

扁平千斤頂測試機(jī)制涉及兩種測量方法。第一種方法使用雙扁平千斤頂，能夠定義抗壓強(qiáng)度、彈性模量和泊松比。而第二種方法使用單個扁平千斤頂，并且能夠確定墻壁的當(dāng)前壓應(yīng)力。

該機(jī)制涉及壓縮機(jī)、壓力計、扁平千斤頂、比較器和引腳。扁平千斤頂用于對表面施加壓力，而比較器測量替換物并且引腳定位比較器。

4. 超聲波測試方法

超聲波速度測試方法是一種無損方法，可提供有關(guān)混凝土質(zhì)量、其內(nèi)部結(jié)構(gòu)、孔隙率、抗壓強(qiáng)度以及裂縫深度和方向的信息。它的工作原理是測量超聲波脈沖速度。

在超聲測試中，材料表面與兩個壓電換能器接觸，它們與表面之間沒有任何空隙。第一個換能器發(fā)送超聲波，第二個換能器接收這些超聲波。然后測量超聲波的傳輸時間和速度。

如果材料的密度差，并且材料有裂縫，那么就會發(fā)生聲波的擴(kuò)散。因此，超聲脈沖速度低。當(dāng)材料堅固或孔隙數(shù)量減少時，它會提供更好的強(qiáng)度。因此，超聲脈沖速度更高。但是，該測試本身不足以定義強(qiáng)度，必須與其他技術(shù)相結(jié)合。

5. 放射性方法

放射性測試機(jī)構(gòu)由電磁輻射源和傳感器組成。傳感器測量輻射到達(dá)材料另一側(cè)所需的時間。當(dāng)傳感器以獨(dú)特的照相膠片的形式出現(xiàn)時，稱為射線照相術(shù)，而當(dāng)傳感器將輻射轉(zhuǎn)換為電波時，則稱為射線照相術(shù)。

6. 抗穿透法

這是一種測試方法，其原理是使用稱為溫莎探針的槍測量探針或釘子在混凝土上的穿透深度。

溫莎探頭于1964年在美國開發(fā)，類似于混凝土試錘。它用于了解混凝土的強(qiáng)度并確定混凝土的抗?jié)B透性。由于其工作原理，該測試方法受到混凝土中使用的骨料的影響。

7. 內(nèi)窺鏡法

結(jié)構(gòu)中使用的軸承系統(tǒng)的元素相當(dāng)大，難以研究。當(dāng)要定義軸承系統(tǒng) 中使用的材料并且無法目視檢查或使用鉆孔樣本識別時，此方法是首選。

該方法包括在結(jié)構(gòu)上鉆一個直徑為 1 厘米的孔，并使用電纜和連接在其上的相機(jī)獲取結(jié)構(gòu)的圖像，從而可以識別所使用的材料。該方法對歷史建筑承載系統(tǒng)的診斷尤為重要。

8. 探地雷達(dá)法

在探地雷達(dá)方法中，通過介質(zhì)發(fā)送電磁波，同時記錄接收器和發(fā)射器之間的時間并掃描目標(biāo)區(qū)域。因此，由于介質(zhì)的物理不連續(xù)性，有可能揭示未知特征。

這種方法不允許探索材料的機(jī)械性能。但是，它能夠定義通過目視檢查或使用鉆孔樣本無法識別的物理特征。

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