[发明专利]基于红外热成像的识别钢管混凝土构件脱空缺陷的方法

说明书

本发明涉及建筑材料检测技术领域，旨在提供一种基于红外热成像的识别钢管混凝土构件脱空缺陷的方法。该方法是通过加热装置对钢管混凝土构件待测区域进行加热，拍摄试件表面图像，然后通过红外数字图像处理软件进行处理分析，通过对比分析加热区域与非加热区域的温度分布规律，计算钢管混凝土表面的温度分布梯度；进一步根据温度分布梯度判断钢管混凝土脱空区域的范围，识别钢管混凝土脱空区域的边界。本发明在采用温度变化率的方法来识别钢管混凝土构件脱空缺陷的边界，因此具有可重复性，测试结果不受人为因素的影响。本发明操作简便，测试设备可根据测试精度要求选择不同的现有的商业化仪器，节省人力物力，测试成本较低。

技术领域

本发明属于建筑材料检测技术领域，具体涉及一种基于红外热成像的识别钢管混凝土构件脱空缺陷的方法。

背景技术

钢管混凝土结构是一种新型组合结构，具有承载能力高、施工方便等优点，在大型建筑工程中被广泛应用。近年来，我国对钢管混凝土结构在理论研究和工程应用方面都取得了很大的发展。在理论研究方面，我国已对钢管混凝土构件的力学性能、收缩徐变、耐火性和抗震性等进行了深入的研究，取得了阶段性的研究成果，钢管混凝土结构的相关规范逐步完善；在工程应用方面，钢管混凝土结构正在向大跨、高耸方向发展，已被广泛地应用于大跨度空间结构、超高层建筑和大跨径桥梁等，并已取得良好的社会效益。但是，由于钢管混凝土结构属于隐蔽工程。在施工过程中，钢管壁与混凝土难免脱空等现象，因此对钢管混凝土质量的检测十分重要。目前检测钢管混凝土缺陷的研究技术还不太成熟。比较具有实际操作意义的主要有两种方法：一是敲击法，二是超声检测法。这两种方法在各自检测的领域具有不同的优势与局限性。

敲击法的主要优势是操作简便，测试成本低。但是缺点也非常明显。敲击法是这一种非量化评价方法，不同的操作者会得出不同甚至相反的评价结论。测试结果受操作人与操作过程的影响较大。因此通常测试结果仅能作为参考依据，而不能作为钢管混凝土质量好坏的客观判据。

针对超声检测而言，它的优势主要体现在以下几个方面：适用于金属、非金属、复合材料等多种材料制件的无损评价；穿透能力强，可对较大厚度范围的试件内部缺陷进行检测，可进行整个试件体积的扫查；灵敏度高，可检测材料内部尺寸很小的缺陷；可较准确地测定缺陷的深度位置，这在许多情况下是十分需要的；对超声技术的应用来说，可从同侧位置对试件进行检测，如裂缝深度的测试；设备轻便，对人体及环境无害，可作现场检测。但是其局限性也很明显：试件的形状、尺寸、材料组成以及表面粗糙程度对超声波检测的可行性有较大影响；对试验构件的缺陷作定性、定量分析时，需要检测人员有丰富的经验为基础；为使超声波有效地进入试件，必须使用耦合剂；钢管混凝土存在脱空缺陷时，脱空部分无法进行超声检测。

鉴于上述技术存在的不足，采用一种客观的方法来检测钢管混凝土构件的脱空缺陷，较全面地评价钢管混凝土结构的性能一直是目前钢管混凝土结构检测方面的热点问题。在钢管混凝土结构被广泛应用的今天，这种技术对提高钢管混凝土结构的可靠性具有非常重要的意义与工程应用价值。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，针对现有技术中的不足，提供一种基于红外热成像的识别钢管混凝土构件脱空缺陷的方法。

为了解决上述技术问题，本发明的解决方案是：

提供一种基于红外热成像的识别钢管混凝土构件脱空缺陷的方法，包括以下步骤：

(1)制作一个正方形钢管混凝土试件作为基准试件，方形钢管钢板围成，内部使用混凝土填充，保证钢板与混凝土粘结良好；

所述钢板与钢管混凝土构件中的钢管具有相同的材质与厚度；基准试样所用的混凝土配方、制备方法及养护过程与钢管混凝土构件保持一致；