岳寶樹

摘 要：深坑工程大量使用傾斜鋼管混凝土柱，鋼管柱內(nèi)設(shè)隔板造成混凝土澆筑質(zhì)量難以保障，對(duì)鋼管柱內(nèi)混凝土密實(shí)度進(jìn)行準(zhǔn)確監(jiān)控成為保證鋼管柱混凝土施工質(zhì)量的關(guān)鍵技術(shù)、為解決鋼管柱中混凝土密實(shí)度難以監(jiān)測(cè)的問題，研究了采用紅外成像技術(shù)，通過間接測(cè)定混凝土澆筑過程引起的鋼管柱表面溫度變化來判定鋼管柱密實(shí)度并通過現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)驗(yàn)證了該技術(shù)的可行性。

關(guān)鍵詞：紅外成像；監(jiān)測(cè)；鋼管柱；混凝土；密實(shí)度

引言：該技術(shù)是一種通過拍攝獲取熱輻射分布的圖像，并將其轉(zhuǎn)換為肉眼可見的，從本質(zhì)上講是一種波長方面轉(zhuǎn)換的技術(shù)，它把光譜中我們?nèi)祟惪床灰姷募t外線轉(zhuǎn)換為可以看見的，利用物體本身各部分溫度輻射的差異獲得圖像細(xì)節(jié)，將紅外圖像轉(zhuǎn)化為可見圖像。近年來紅外成像技術(shù)發(fā)展迅速，在軍事、工業(yè)、農(nóng)業(yè)、醫(yī)學(xué)等各領(lǐng)域顯示出越來越重要的應(yīng)用。

一、紅外成像系統(tǒng)的原理及組成

由于我們看不見紅外光，因此要使用特殊的裝置實(shí)現(xiàn)其可視化，即紅外成像系統(tǒng)。典型的紅外成像系統(tǒng)由光學(xué)方面的體系，紅外的探測(cè)儀器和電子方面的處理系統(tǒng)構(gòu)成。光學(xué)系統(tǒng)主要的作用是將目的物體熱輻射的影像呈在紅外探測(cè)儀的感應(yīng)光的那面，因此將紅外光轉(zhuǎn)成數(shù)字信號(hào)，最后通過電子處理體系把其數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)轉(zhuǎn)成成人眼能看到的圖像。在紅外成像系統(tǒng)中，光學(xué)系統(tǒng)和紅外探測(cè)器扮演著極其重要的角色，決定著紅外成像系統(tǒng)的成像效果和使用的廣泛性。該技術(shù)是利用目標(biāo)和背景進(jìn)行太陽光的反射或其他景物不同光線的差異來成像，即可見光成像需要光。而紅外的成像是利用目標(biāo)和背景自身紅外線的輻射（熱輻射）能量的不同來成像，它表述的是目標(biāo)和背景的溫度的差異，不需要任何其它的條件。隨著紅外方面技術(shù)的迅猛發(fā)展及其實(shí)際應(yīng)用范圍的不斷擴(kuò)大，人們對(duì)于紅外成像的質(zhì)量和應(yīng)用范圍的要求日益增加，推動(dòng)了該技術(shù)的持續(xù)穩(wěn)定的發(fā)展。

二、紅外成像的優(yōu)點(diǎn)及應(yīng)用的領(lǐng)域

1.可見光領(lǐng)域的成像需要光，易受外部光源光的強(qiáng)度的影響，而紅外成像不需要任何光的，環(huán)境方面的適應(yīng)能力比可見光強(qiáng)，尤其是在較弱光環(huán)境或惡劣的天氣條件下。

2.該成像技術(shù)是被動(dòng)接收目標(biāo)輻射的信號(hào)，比需要通過探測(cè)獲取信號(hào)才能感應(yīng)到目標(biāo)雷達(dá)和激光探測(cè)安全，隱藏性比較好，且不輕易被干擾。

3.可見光是靠目標(biāo)和背景的顏色差異來識(shí)別目標(biāo)，當(dāng)目標(biāo)，背景，人為偽裝的目標(biāo)顏色相近或相似時(shí)，極容易出現(xiàn)識(shí)別不到目標(biāo)或目標(biāo)判斷錯(cuò)誤的現(xiàn)象，該技術(shù)表述的是目標(biāo)和背景之間溫度存在的差異，因而識(shí)別目標(biāo)的能力較優(yōu)。

4.與雷達(dá)和激光的探測(cè)系統(tǒng)相比，該技術(shù)系統(tǒng)的容積小、質(zhì)量輕、功率低，特別適用于發(fā)射后能夠自動(dòng)尋的制導(dǎo)的武器。

安防方面：紅外方面警報(bào)已從接近了紅外主動(dòng)形成影像響起警報(bào)、快速向紅外這方面技術(shù)不斷發(fā)展。能夠全天的工作，這種報(bào)警技術(shù)在北京的奧運(yùn)會(huì)、上海世博會(huì)、廣州亞運(yùn)會(huì)等大型活動(dòng)，海關(guān)緝私和維護(hù)社會(huì)安定方面發(fā)揮了重要的作用。

消防方面：是世界上發(fā)達(dá)國家紅外方面熱像儀最大的市場(chǎng)，通過利用在透煙透霧方面的優(yōu)勢(shì)，使得其在火災(zāi)的情況檢測(cè)，尋找火災(zāi)源頭方面有著不可取代的作用。

電力方面：作為最成熟、最有效的電力在線檢測(cè)的技術(shù)，紅外的熱像儀器可以大大提高電力設(shè)備工作的穩(wěn)定性，大大降低了設(shè)備的檢修所用的時(shí)間。

醫(yī)療方面：該領(lǐng)域這方面的技術(shù)是對(duì)結(jié)構(gòu)成像方面的技術(shù)是一個(gè)很好的補(bǔ)充，許多以往結(jié)構(gòu)成像不能表現(xiàn)或難以表現(xiàn)的異?，F(xiàn)象，卻能通過該成像技術(shù)顯示。目前，該相關(guān)技術(shù)正在亞健康的評(píng)估、腫瘤預(yù)測(cè)等重大領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。

隨著世界經(jīng)濟(jì)的不斷進(jìn)步、該相關(guān)技術(shù)的快速進(jìn)步和產(chǎn)品投入資金的不斷下降，民用領(lǐng)域應(yīng)用將具有更為廣闊的發(fā)展空間。

三、鋼管混凝土柱中混凝土密實(shí)度的監(jiān)測(cè)

利用混凝土澆筑時(shí)發(fā)出的水化熱原理，可以監(jiān)測(cè)混凝土是否緊密牢固。如果混凝土不緊密牢固的部位，水化熱較少，因而顯示溫度是較低的區(qū)域。國內(nèi)一些學(xué)者采用該技術(shù)對(duì)混凝土進(jìn)行密實(shí)度及裂縫方面進(jìn)行監(jiān)測(cè)展開了一些研究。但對(duì)于鋼管柱中混凝土的密實(shí)度檢測(cè)技術(shù)方面的研究較少，相關(guān)監(jiān)測(cè)方面也有待進(jìn)一步完善。

鋼管柱分為兩層一節(jié)，通過進(jìn)行混凝土的最優(yōu)配比設(shè)計(jì)，柱內(nèi)混凝土采用對(duì)應(yīng)澆筑，每節(jié)內(nèi)混凝土的澆筑至離柱的頂端400～350mm處停止，去除浮在上面的漿至距柱頂5OOmm處。每層鋼柱內(nèi)混凝土約1～1.5立方米，總方量為1665 立方米，鋼管柱內(nèi)混凝土的強(qiáng)度級(jí)別為C 60，因所用的水泥量較大，導(dǎo)致水化放熱量大，澆筑過程中會(huì)快速將水化熱傳導(dǎo)至鋼管柱，引起其從下到上的溫度逐漸升高，若混凝土進(jìn)行澆筑密實(shí)則引起鋼管柱表面溫度的改變應(yīng)較為均勻，倘若鋼管柱中存在空洞、漏澆等缺陷.則該處柱表面的相對(duì)溫度將產(chǎn)生異常。這就為紅外技術(shù)進(jìn)行檢驗(yàn)鋼管柱中混凝土的密實(shí)度提供了技術(shù)基礎(chǔ)。除對(duì)混凝土密實(shí)度進(jìn)行監(jiān)測(cè)外，還被應(yīng)用于檢查鋼管柱是否漏澆模式，利用紅外方面進(jìn)行的測(cè)定己澆和待澆鋼管柱溫度，己澆的鋼管柱中混凝土導(dǎo)致其表面溫度明顯高于未澆筑的鋼管柱，因此，可依此決定鋼管柱是否漏澆了混凝土，避免漏澆現(xiàn)象的發(fā)生。

結(jié)語：鋼管柱混凝土工作中采用了紅外成像監(jiān)測(cè)的手段，通過監(jiān)測(cè)混凝土澆筑的程序中鋼管柱表面的溫度變化，幫助判斷其混凝土的密實(shí)度，實(shí)現(xiàn)了準(zhǔn)確、及時(shí)、完整監(jiān)控鋼管柱中混凝土密實(shí)度，確保了鋼管柱的工作質(zhì)量。該技術(shù)在類似工程中提供參考。

參考文獻(xiàn)

[1]尚磊.紅外成像系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究與實(shí)現(xiàn)[D].西安電子科技學(xué)，2013.

[2]李相迪，黃英，張培晴，宋寶安，戴世勛，徐鐵峰，聶秋華.紅外成像系統(tǒng)及其應(yīng)[J].激光與紅外，2014，44（03）：229-234.

[3]岳著文，張德財(cái)，危鼎，陰光華.紅外成像技術(shù)監(jiān)測(cè)鋼管柱中混凝土密實(shí)度的研究[J].混凝土與水泥制品，2017（08）：84-86.

（作者單位：中國建筑第八工程局有限公司）