红外热成像法在碳纤维粘贴质量检测中的应用

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1、档验与iA证眨：=。。。。乙。⋯。‘：：冱红外热成像法在碳纤维粘贴质量检测中的应用Theapplicationabout邺ingiIl仃aredth锄ographmethodininspectiIlgofcarbonpaSteqValit)r李国庆1夏辉华2厉兴2(1浙江省建设工程质量检验站；浙江杭州3100122浙江省建筑科学设计研究院。浙江杭州310012)摘要：碳纤维施工质量的检测评估是保证其有效工况的一个重要手段。检测方法的有效性、覆盖性决定了对整体质量的评价。现有的国家验收规范在具体检测操作中，存在着一定的不足之处。本文提出了不同于现有规范的检测方法，将红外热像法引入到检测工作中，

2、并验证了该方法的可操作性。关键词：碳纤维粘贴质量；红外热成像法；检测Ab8tract：TheiIIspec血gofcarbonp勰teq眦IlityisVeryimpo血nt，aIlddlc删labilit，rorca、，engeofInethoddetemliIlethe啊aluationaboutwholequality．The把a北∞Imsho血gesinm矗DrlaltecllIlicalreglllaliom．Tllis痂de酉v岱anew乞estwayaboutusillgillI翰．edthemlo舯phmedlod，andsuppomitbytes血nony．Keywords

3、：carbonp越teq讪ty；iIl在aredmemlo伊aphmcdlod；tc牡中图分类号：1u502+．6文献标识码：B文章编号：1003—8965(2012)02—0006—03外粘碳纤维复合材对既有建筑物的结构加固是现阶段运用较为常见的一种手段，加固效果怎么样，主要取决于两个方面。一方面是准确、合理的加固方案，另一个方面是合格、有效的施工质量。没有好的加固方案，碳纤维织物粘贴上去后不能准确的发挥加固效果不合格的施工质量，如粘结强度未达到规范要求、甚至大面积的空鼓，贴上去的碳纤维不是加固材料，而是成了“装饰材料”。因此对于施工质量的合格与否，相应的验收规范有着严格的要求。但现有的验

4、收规范，在检测操作中存在着一定不是之处。本文针对碳纤维片材粘贴加固建筑物施工质量的检测，提出了不同于现有规范的检测方法。1应用思路现行、有效的国家规范对碳纤维加固建筑物施工质量的检测验收主要有以下形式：加固质量整体效果的定性评估：“碳纤维片材与混凝土之间的粘结质量，可用小锤轻轻敲击或手压碳纤维片材表面的方法检查，总有效粘结面积不应低于95％”川，“纤维复合材与混凝土之6间的粘结质量可用锤击法或其他有效探测法进行检查，根据检查结果确认的总有效粘结面积不应小于总粘结面积的95％”‘21。加固质量局部区域的定量检测：该方法主要是现场正拉试验，操作方法是根据加固面积，确定检测数量，在设定的检测区域内

5、，布置检测点。检测数据包含试件的破坏形式和破坏强度值。最后综合规范相应的指标作出评判。在实际的检测工作中，定性评估时，监理人员常见的是采用锤击法。该方法简单宜行，符合规范文字要求，但在实际的操作中存在以下问题。如果加固的检测面积较小，加固的结构部位对于检测者来说方便宜行，尚可正确操作。如果加固面积较大，而且操作部位较为困难，比如是混凝土楼板的板底，需要仰头连续操作；再者是层高较高的板、梁，需要架设梯子，连续上下爬动移动作业。此种工况下，采用敲击法费时费力。定量检测时，检测点往往是随机布置的。检测点的质量好坏，仅代表了该点及周边局部范围内施工质量，尚不能完全表征全部加固面积的施工质量。红外热像

6、检测技术是采用红外探测器、光学成像物镜等接收被测目标的红外辐射信号，经过红外光学系统中电子扫描电路对被测物的红外热像进行扫描转换成电信号，经放大处理，转换成标准视频信号通过监测器显示红外热图像。在建筑物粘结缺陷检测方面具有传统检测方法(锤击法、外观检测法等)无可比拟的优势。它的工作原理如下：在建筑物外表面粘结施工过程中如果出现空鼓，在粘结层和基层间将产生一定的空气层。当建筑物表面从外部有温变的空气中吸放热量时，有空鼓部位的温度变化比正常部位大。通常，当暴露升温的空气中时，建筑物表面的温度升高，空鼓部位的温度比正常部位的温度低：相反，当气温降低，建筑物表面温度下降时，空鼓部位的温度比正常部位的

7、温度高。由于空气的热导(封闭状态下，空气的导热系数为O，04W／m·k)。l远低于碳纤维、碳纤维胶粘剂、混凝土等建筑材料，因此当热流从表面进入建筑物饰面层时，即会在“空鼓”缺陷部位受到空气阻挡发生“热堆积”，使该处的红外热像呈“熟斑”等特征。由红外热像“热斑”出现的部位、持续时间等特征便可推知存在粘结质量的区域范围。2试验部分本次实验使用红外热像仪对混凝土表面粘贴碳纤维施工质量进行检测，分析热成像数据，综合外