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新的激光掃描測試可評估受損混凝土:新的工程研究發現,激光掃描是一種新的可行的結構安全技術,中國建材網,cnprofit.com
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新的激光掃描測試可評估受損混凝土:新的工程研究發現,激光掃描是一種新的可行的結構安全技術
2021年05月10日    新聞來源:中國建材網 cnprofit.com    |  投稿

英國諾丁漢大學和中國寧波(UNNC)的工程研究發現,激光掃描是一種新的可行的結構安全技術,可檢測火對混凝土的破壞作用。


混凝土是全球使用最廣泛的建筑材料,全球平均每人每年消耗1立方米?;馂氖窃S多混凝土結構(如橋梁,隧道和建筑物)的最嚴重潛在風險之一中國建材網cnprofit.com。


雖然已知混凝土是一種具有高耐火性的材料,卻能夠保留其大部分承重能力;在高溫下,其物理,化學和機械性能會發生嚴重變化。當混凝土加熱到300°C以上時,強度會大大降低。


結構安全評估提供了評估受損混凝土結構的殘余承載力和耐久性所需的信息。它們還可用于提出適當的維修方法或確定是否需要拆除。


有幾種常規的現場和非現場技術用于評估火災混凝土。一些現場方法包括目視檢查顏色變化和物理特征,而非現場方法則涉及侵入性測試(例如巖心鉆探或基于實驗室的技術),但是所有方法都有其優缺點。


華萊士·穆庫帕(Wallace Mukupa),諾丁漢大學諾丁漢地理學院的博士生,諾丁漢大學地理空間工程專業的讀者,Gethin Roberts,諾丁漢大學地理空間工程的助理教授,克雷格·漢考克(Craig Hancock)研究了地面激光掃描(TSL)作為非激光雷達的使用在結構安全評估中以破壞性的方式評估和檢測火災混凝土的方法。


華萊士說:“可以進行遠距離掃描,從而提高了現場安全性。掃描速度也很快,幾秒鐘內可以測量數百萬個點,并且可以在短時間內獲得空間分辨率。這對于考慮其規?;虼笮〉墓こ探Y構而言是有利的?!?/p>


在《土木結構健康監測》雜志上發表了“一種非破壞性技術,用于通過地面激光掃描對火災造成的混凝土構件進行健康評估” 。


該研究調查了掃描入射角和距離對激光強度返回的影響。還研究了混凝土的顏色變化。收集數據并在未加熱和加熱的混凝土上進行解釋,以建立材料的基線條件。


研究實驗是在受控實驗室中進行的,并使用了兩相移式地面激光掃描儀(Leica HDS7000和FARO Focus 120)在加熱前和冷卻后掃描混凝土樣品。


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將混凝土試樣在熔爐中加熱至高達1,000°C的高溫,因為達到的溫度是評估火災混凝土的重要因素。


為了評估加熱的混凝土中的顏色變化,使用連接到Leica HDS7000激光掃描儀的M-Cam捕獲了標本圖像。還使用平板掃描儀(HP Scanjet G2410)掃描加熱的混凝土表面并捕獲圖像。這些圖像由于具有更好的分辨率而被用于分析。


在實驗過程中,發現混凝土塊的入射角的測量隨距離而變化。隨著掃描距離的增加,入射角減小,并且所使用的兩種掃描儀都顯示出相同的趨勢。


羅伯茨博士說:“發現對于兩個掃描儀,從不同距離測量掃描入射角都是與波長無關的,這對于開發入射角標準化分析工具而言是一個有前途的因素,盡管需要對多個掃描儀進行測試?!?。


華萊士說:“對加熱和未加熱的混凝土的激光強度的比較分析表明,加熱后的混凝土的記錄強度值高于未加熱的混凝土。實際上,加熱后的混凝土的激光強度值顯示出混凝土的顯著增加。暴露溫度從250°C到1,000°C。


“強度與暴露溫度之間的這種相關性對于評估混凝土受損的狀況和程度至關重要。這一發現表明,有可能利用激光強度來檢測混凝土是否被加熱的狀態。 ?!?/p>


研究還表明,RGB數據可改善特征的視覺識別,并提供火災后混凝土狀況的粗略概念。激光掃描儀的優勢在于,大多數掃描儀具有內置或外置攝像頭,如果可以實現良好的分辨率,則可用于捕獲具體圖像。


“盡管所使用的激光掃描儀具有不同的波長,但結果證明了使用TLS作為評估失火混凝土水平的方法的可行性,并提供了與混凝土受熱時強度變化有關的狀態的了解。高溫?!比A萊士說。


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