一种裂缝特征的检测装置及检测方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种裂缝特征的检测装置，包括密封检测腔，具有与测试物贴靠配合的测试开口；供气装置，与密封检测腔连接以向密封检测腔内充入测试气体；检测试纸，可与测试气体具有显色反应的试纸。本发明专利技术还公开了一种裂缝特征的检测方法。本发明专利技术的装置和方法可以检测出裂缝的分布情况和表面形态，以及非贯通裂缝的深度；测量范围大，既可应用于现场又可应用于试验室裂缝的检测；可用来测试混凝土等非金属材料与结构的裂缝，也适用于钢筋混凝土结构、钢结构；而且测量快捷、操作简单，对结构和材料本身不造成损伤。

【技术实现步骤摘要】
一种裂缝特征的检测方法
本专利技术涉及建筑物检测领域，特别涉及一种裂缝特征的检测装置和检测方法。
技术介绍
在我们的生活中，随时随处可见钢筋混凝土建筑结构，混凝土结构也是最重要的土木、建筑结构，其牢固性和负载能力在社会基础设施中占据举足轻重的地位。但是，由于材料自身特性及外部环境各种作用的影响，混凝土在浇筑、养护及使用过程中，不可避免的会出现各种裂缝。其中，裂缝是否贯通以及裂缝深度等特征是测定混凝土结构耐久性和安全性的重要指标。较常见的方法是采用钻孔取样的方法加以直接测试，但是钻孔取样的方法不仅费时费力，对建筑结构本体会有较大的损害，并且对较深的裂缝由于取样困难往往难以测试，同时对于裂缝的发展也难以监测。为此，业界提出了多种无损检测方法以解决上述问题，其中超声波无损检测方法具有操作简便，对墙体损害小的优点。例如公告号为CN101071124B的专利文献公开了一种用超声波检测混凝土结构斜裂缝的方法，首先利用超声波检测仪对混凝土结构的完好区域进行不跨缝的声时测量，并计算出超声波的声速值v、发射探头和接收探头内边缘间距与超声波实际传播距离之间的差值a；再跨缝测量。通过逐步移动接收探头的方式确定最小声时值t，并记录下此时发射探头与接收探头的内边缘间距l，根据公式l′＝l+∣a∣计算出此时的超声波的实际传播距离l′；利用公式算出裂缝的深度hc＝v2t2－l′2/2vt。超声波检测可检测出混凝土内部裂缝的位置、种类、扩展情况、密集程度等情况，是一种相对较好的裂缝检测和分析方法。现有的非金属超声波检测仪器虽然能在一定程度上反映混凝土内部裂缝的发展情况，但是对于内部含有钢筋的混凝土结构和其他金属结构，由于钢筋或钢材的存在及其与裂缝的相对位置的不同，会影响声波的正常传播，给超声波检测的测量结果带来很大的不确定性，影响裂缝特征的准确评判。
技术实现思路
本专利技术提供了一种裂缝特征的检测装置和检测方法，操作简便，适用范围广，干扰小，检测结果准确且不会对工程结构造成二次损伤。一种裂缝特征的检测装置，包括密封检测腔，具有与测试物贴靠配合的测试开口；供气装置，与密封检测腔连接以向密封检测腔内充入测试气体；检测试纸，可与测试气体具有显色反应的试纸。所述测试物，可以是任意的土木、建筑结构，其在厚度方向上具有两个相对的面，例如房屋墙体，桥身等。上述装置使用时，将密封检测腔的测试开口贴靠在测试物带有裂缝的测试面上；在测试物的另一侧表面与测试开口相对的位置覆盖粘贴检测试纸；然后通过供气装置向密封检测腔充入测试气体，并使密封检测腔内的气体具有扩散到裂缝中的压强；此时，如果裂缝是贯通的，则测试气体通过贯通的裂缝与检测试纸发生显色反应，并且在检测试纸上可以清楚、真实地呈现出两个检测面之间贯通裂缝的分布情况和贯通裂缝的表面形态，便于进一步的数据处理和分析；但是如果裂缝没有贯通，则测试气体不会很快通过裂缝扩散到测试物的另一侧，检测试纸不发生显色反应；为了不引起结构二次损伤，优选控制气体压强在20kPa～50kPa，可以根据所选用压强的大小将监测时间定在1～5分钟。为了方便调节密封检测腔内充入的检测气体的浓度和压强，优选的，所述供气装置包括装有测试气体的气瓶以及连接在气瓶和密封检测腔之间的气体增压机构；所述密封检测腔上安装有排气阀和检测测试气体参数的仪表；所述仪表包括气体浓度检测仪，压强检测仪。在充气前，先打开排气阀，充入测试气体过程中，排出原有空气，提高密封检测腔内测试气体的体积浓度，并通过仪表测试该浓度，待浓度达到要求关闭排气阀；气体增压机构继续泵入测试气体，使密封检测腔内气压增大，仪表测试气压大小，从而气体气压在要求的范围。上述设置提高了密封检测腔内测试气体的浓度和压强，气压增大，可以提高测试气体扩散速度，而提高测试气体的浓度可以使检测试纸显色更清晰，有利于裂缝形状，宽度的检测。为了方便安装密封检测腔，同时提高测试开口处的密封性，优选的，在测试开口的边沿上垫有弹性密封环；弹性密封环外周设有至少两个与测试物固定连接的真空吸盘。通过真空吸盘将密封检测腔与测试物固定，弹性密封环被压缩，从而可以有效减少气体从测试开口处泄漏，提高密封性。为了方便使用，防止检测试纸失效，优选的，所述检测试纸的一面覆盖有粘胶层，另一面覆盖有保护膜层。所述粘胶层用于将检测试纸贴装到测试物上，使检测试纸与测试物无缝贴合，提高裂缝的宽度和长度的检测效果，为了使检测气体顺利通过粘胶层，粘胶层应选用具有良好的透气性的材料，如德国Jowat生产的JowathermReaktant637.00或者全新配方的聚氨酯热熔胶产品。检测试纸起到测试气体是否穿透或者渗透，应尽量薄一些，厚度控制在0.02mm～1mm。为了防止测试气体在通过检测试纸后回流造成检测误差，优选的，所述保护膜层采用单向透气膜，沿检测试纸到保护膜层的方向透气。使测试气体通过保护层后不会回流至检测试纸，减小检测误差。测试气体与对应的检测试纸可选择多种方案，包括：1、氨气与湿润的红色石蕊检测试纸或酚酞检测试纸；2、氯气与碘化钾淀粉检测试纸；3、氯化氢与湿润的蓝色石蕊检测试纸；4、二氧化碳与紫色石蕊检测试纸；5、二氧化氮与紫色石蕊检测试纸或淀粉碘化钾检测试纸等。根据所检测的结构的类型可选择不同的方案进行，对于混凝土材料来说，优选的，所述测试气体为氨气，所述检测试纸选用石蕊检测试纸或酚酞检测试纸。使用时，将石蕊检测试纸或酚酞检测试纸加水湿润。其他方案中的测试气体均为酸性气体，而混凝土是碱性的，会与酸性气体发生反应而破坏混凝土材料的墙体，且二氧化碳还会使混凝土发生碳化作用，而氨气为碱性气体，不会有上述问题。本专利技术还提供了一种裂缝特征的检测方法，包括以下步骤：(1)在测试物的裂纹表面上规划出检测表面；(2)在检测表面施加压强小于50kPa的测试气体；(3)在测试物的另一侧设置与测试气体发生显色反应的检测试纸；(4)在选定的时间段内通过检测试纸的显色情况监测测试气体是否穿透测试物；(5)通过监测测试气体是否穿透测试物来确定裂缝是否贯通。由于气体在空气中传播速度较快，因此，只要测试气体的具有一定大小的压强，理论上就能够扩散到测试物的另一侧，测试气体压强小于50kPa时，测试气体对裂缝的二次损伤很小，几乎可以忽略不计。同时，为了控制扩散速度，优选控制在20kPa～50kPa，可以根据所选用压强的大小将监测时间定在1～5分钟。使用检测试纸来监测测试气体是否通过裂缝，可以清楚、真实地呈现出两个检测面之间贯通裂缝的分布情况和贯通裂缝的表面形态；可用来测试混凝土等非金属材料与结构的裂缝，又可以用来测量钢筋混凝土结构、钢结构中的贯通性裂缝，使用范围广；而且测量快捷、操作简单，对测试物的结构和材料本身不造成损伤。如果裂缝不贯通，还可以进行裂缝深度的检测，优选的，所述的步骤(5)确定裂缝不贯通时，增加测试气体的压强到选定的值；通过检测试纸的显色情况监测测试气体渗透过测试物各部位的时间；根据渗透时间计算出各部位的厚度；根据厚度差确定裂缝的深度。本专利技术中，根据渗透时间计算测试物厚度公式如下：上式中，xc：测试物厚度，单位为m；t：渗透时间，单位为s。P：测试气体渗透的压强，为相对压强，单位为atm或kPa；Patm：代表大气压强，单位为atm或kPa；M0本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种裂缝特征的检测装置，其特征在于，包括密封检测腔，具有与测试物贴靠配合的测试开口；供气装置，与密封检测腔连接以向密封检测腔内充入测试气体；检测试纸，可与测试气体具有显色反应的试纸。

【技术特征摘要】
1.一种裂缝特征的检测方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)在测试物的裂纹表面上规划出检测表面；(2)在检测表面施加压强小于50kPa的测试气体；(3)在测试物的另一侧设置与测试气体发生显色反应的检测试纸；(4)在选定的时间段内通过检测试纸的显色情况监测测试气体是否穿透测试物；(5)通过监测测试气体是否穿透测试物来确定裂缝是否贯通；所述的步骤(5)确定裂缝不贯通时，增加测试气体的压强到选定的值；通过检测试纸的显色情况监测测试气体渗透过测试物各部位的时间；根据渗透时间计算出各部位的厚度；根据厚度差确定裂缝的深度。2.如权利要求1所述的裂缝特征的检测方法，其特征在于，根据渗...

【专利技术属性】
技术研发人员：王海龙，张晓龙，孙晓燕，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33