Page 42 - 无损检测2023年第八期

混凝土无损检测专题

.DOI : 10.11973 / ws j c202308002

基于传感涂层的混凝土裂缝电阻层析成像检测

朱俊波 , 赵冠华 , 向小旭 , 周小勇 2
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( 1. 中交第二航务工程局有限公司, 武汉 430040 ; 2. 中国地质大学( 武汉)工程学院, 武汉 430074 )

摘 要: 为验证传感涂层在钢筋混凝土梁电阻层析成像技术( ERT ) 裂缝检测中的可行性, 提
高裂缝的 ERT 检测精度, 首先通过试验获得传感涂层力学性能与电学性能的相关性, 再将传感涂
层用于采集钢筋混凝土梁三点弯曲试验过程中的电势差数据, 最后用差分 ERT 算法对混凝土梁
裂缝进行成像检测。试验结果表明, 传感涂层的力学韧性及其与混凝土的连接性较好, 应变小于
0.35%时应变与电导率呈线性相关, 裂缝处传感涂层未出现脱离现象, ERT 检测的原始数据可靠
性较高。差分算法重建图像可提供混凝土裂缝的定性信息, 能可视化检测出裂缝的位置及分布形
态, 较传统的直接 ERT 混凝土缺陷检测方法精度更高, 实用性更强。

关键词: 传感涂层; 差分电阻层析成像; 无损检测; 裂缝定位; 结构工程

中图分类号: TU528.07 ; TG115.28 文献标志码: A 文章编号: 1000-6656 ( 2023 ) 08-0008-06

Electricalresistancetomo g ra p h y detectionofconcretecracksbasedonsensorcoatin g s

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ZHUJunbo , ZHAOGuanhua , XIANGXiaoxu , ZHOUXiao y on g 2

( 1.CCCCSecondHarborEn g ineerin gCo. , Ltd. , Wuhan430040 , China ;

2.Facult y ofEn g ineerin g , ChinaUniversit y ofGeosciences , Wuhan430074 , China )

Abstract : Inordertoverif y thefeasibilit yofsensin gcoatin g incrackdetectionofreinforcedconcretebeamb y

electricalresistancetomo g ra p h y ( ERT ) andim p rovetheERTdetectionaccurac y ofcracks , firstl y , thecorrelation

betweenmechanical p ro p ertiesandelectrical p ro p ertiesofsensin g coatin gwasobtainedthrou g hex p eriments.Then ,

thesensin g coatin gwasusedtocollectthep otentialdifferencedataofreinforcedconcretebeamdurin g three- p oint

bendin g test.Finall y , thedifferentialERTal g orithm wasusedtodetectthecracksofconcretebeam.Thetest

resultsshowedthatthemechanicaltou g hnessofthesensin gcoatin ganditsconnectionwithconcretewereg ood.

Whenthestrainwaslessthan0.35% , itwaslinearl y relatedtotheconductivit y .Thesensin g coatin g atthecrack

didnota pp eartobedetached , andthereliabilit yoftheori g inaldataofERTdetectionwas g reatl y im p roved.The

reconstructedima g eofthedifferenceal g orithmcanp rovideq ualitativeinformationofconcretecracks , andcan

visuall y detectthelocationanddistributionofcracks.Com p ared withthetraditionaldirectERT method , the

methodofdetectin g concretedefectswasmoreaccurateandp ractical.

Ke ywords : sensin g coatin g ; differenceelectricalresistancetomo g ra p h y ; nondestructivetestin g ; cracklocation ;

structuralen g ineerin g
混凝土是一种用途广泛、 安全可靠、 坚固耐用的 广泛应用于各类建筑结构上。但混凝土的裂缝会大
建筑材料, 具有抗压强度高、 热工性能稳定等优点, 大加剧混凝土结构性能的过早退化, 缩短其使用寿
命。目前混凝土损伤检测分为破坏性检测和无损检
收稿日期: 2023-05-11
测, 其中无损检测具有非破坏性特点而更加受到青
基金项目: 国家自然科学基金资助项目( 42277165 )
睐。土木工 程 中 最 常 用 的 无 损 检 测 方 法 有 超 声
作者简介: 朱俊波( 1993- ), 男, 本科, 工程师, 主要研究方向为
桥梁施工建设与管理 法 [ 1 ] 、 红外射线法 [ 2 ] 、 探地雷达法 [ 3 ] 等。近年来电阻
通信作者: 周小勇( 1978- ), 男, 博士, 副教授, 主要研究方向为 层析成像技术( ERT ) 由于其快速、 无辐射、 成本低
工程结构仿真分析与无损检测, x y z@cu g .edu.cn 廉、 空间可视化的优点, 在土木无损检测领域获得了
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2023年 第45卷 第8期
无损检测