Инфракрасная термография в строительстве и ее применение

Инфракрасная термография применяется для оценки свойств строительных материалов и конструкций в гражданском строительстве и строительстве.
В области гражданского строительства необходимо не только возводить сооружения в соответствии с планом, но и быть уверенным, что с возрастом здание будет работать так же, как предполагалось. Для этого оценка здания является необходимым фактором.
В нынешнем поколении одинаковое значение придается как исследованию строительства здания, так и его оценке. Это привело к появлению сложных, но точных методов оценки текущего структурного состояния здания, чтобы сохранить его для будущего.
Инфракрасная термография является таким замечательным новшеством, которое помогает в исследовании состояния здания и помогает в устранении повреждений. Этот метод является разновидностью неразрушающего метода, который оценивает без какого-либо контакта. Они пользуются огромным спросом для проведения экспресс-исследований. Но его популярность в обследовании зданий все еще растет.

Что такое инфракрасная термография?

Метод инфракрасной термографии предполагает сбор данных и их анализ с помощью тепловизионных приборов, которые работают без какого-либо контакта с анализируемым материалом.
С годами этот метод стал более совершенным, поскольку были разработаны превосходные инфракрасные камеры, которые поддерживают метод, преобразуя излучения в изображения (тепловые изображения).
Концепция работы проста. Этот метод предполагает преобразование инфракрасного излучения, которое испускается (наблюдаемым телом), в тепловые изображения или термограммы. Термография означает “писать теплом”.

Термография и инфракрасная камера

Данные получаются из наблюдаемого материала на основе испускаемого им теплового излучения. Характеристики испускаемого излучения зависят от температуры тела, состояния его поверхности, а также от его тепловых свойств.
Инфракрасная камера здесь играет роль датчика тепловой энергии тела. Излучаемая энергия может быть обусловлена отражением, передачей или прямым излучением. Полученные данные преобразуются в термограммы или тепловые изображения. Они дают результаты, основанные только на лучистой энергии, и видимый свет не учитывается.
Тепловые изображения полностью отличаются от визуальных изображений. Эти изображения могут быть получены в полной темноте.

Рис. Инфракрасная камера

Строительная термография

Одним из основных применений инфракрасной термографии в гражданском строительстве является строительная термография. Поскольку результаты основаны на эмиссионных свойствах материалов, необходимо провести хорошую оценку этой области.
Эмиссионные свойства строительных материалов представлены в виде коэффициентов эмиссии, которые в основном находятся в диапазоне от 0,90 до 0,96. Коэффициенты эмиссии строительных материалов приведены в таблице1.

Таблица-1: Коэффициенты выбросов строительных материалов

Строительный материал
Коэффициент выбросов

Бетон

0.94

Песок

0.93

Кирпич

0.93-0.94

Известняк

0.96

Гипс

0.90-0.96

Стекло

0.93-0.96

Дерево

Войлок (кровельный)

Гипс

0.90

Краска

0.90-0.95

Глина

0.95

Кирпич

Применение инфракрасной термографии в строительстве

Инфракрасная термография имеет широкий спектр применения в области гражданского строительства, о чем рассказывается в следующем разделе.

Определение проникновения влаги

Этот метод показывает изменение влажности с помощью фотографий, называемых термограммами. Эти снимки показывают различные цвета оттенков для соответствующей температуры. При нормальной температуре материал, подвергшийся проникновению влаги, будет иметь более низкую температуру. Эта разница может быть видна на термограммах. На рисунке 1 показана термограмма проникновения влаги в навес.

Термограмма проникновения влаги

Показана температура для соответствующих цветов полос. Изображение было получено вечером в летний день. Кладочная конструкция в большинстве своем подвергается воздействию солнечной радиации с температурой 47oC.
При ближайшем рассмотрении оказалось, что кирпичная конструкция имеет три свободные стороны, на которые попадает дождевая вода. При этом грязь и пыль оседали вдоль линий, что создавало снижение температуры, которое показано темными полосами.
На рисунке 2 представлено проникновение влаги в нижней части окна каменной кладки при температуре ниже 31 градуса Цельсия. Покой при температуре около 34 градусов Цельсия.

Проникновение влаги под окнами каменной конструкции представлено темными полосами

Оценка состояния водопровода

Термограммы помогают в оценке работы трубопроводов и труб. На рисунке 3 представлены визуальный снимок и термограмма регулирующего клапана. Снимки были сделаны в жаркий день.
Текущая вода горячая, потому что бак для воды, расположенный на террасе, находится под воздействием солнца. Из рисунка видно, что стена имеет температуру 31 градус Цельсия, скрытая труба и открытая труба имеют температуру 32 и 33 градуса Цельсия соответственно.

(a) Визуальное изображение (b) Тепловое изображение

Определение свежей и затвердевшей стадии бетона

На рисунке 4 показано тепловое изображение грузовика для доставки готовой бетонной смеси на стройплощадке в жаркий климат. Замечено, что шина грузовика имеет температуру 46 градусов Цельсия, насос – 50 градусов, а бочка грузовика – 38 градусов. Но равномерный цвет барабана дает понять, что он хорошо перемешан и качественный.

Тепловое изображение барабана автобетоновоза готовой смеси

На рисунке 5 показан поток бетона через трубу. Видны некоторые пятна, что свидетельствует об утечке раствора на стыках.

Тепловое изображение бетона, протекающего по трубе

Очевидно, что любое препятствие в потоке можно увидеть на месте и принять соответствующие корректирующие меры.
Система может быть применена при заливке плиты. Во время уплотнения можно одновременно изучать, как изменяется температура на большой площади, что помогает определить проблемы быстрого испарения, приводящие к недостаточной гидратации бетона.
Метод применяется для определения эффекта твердения. Колонны, затвердевающие с помощью мешков и распылением, можно отличить по различным цветовым оттенкам, показанным для разных температур.

Точное испытание арматуры на растяжение

Мы знаем, что арматурные стержни при испытании на растяжение разрушаются в результате образования шейки. И сечение разрушается в месте образования шейки. Обычные испытания на растяжение не дают нам точного представления о пределе текучести.

Тепловое изображение деформированного прутка при испытании на растяжение

Видно, что вершина разрушенного участка имеет более высокую температуру по сравнению с любой другой точкой образца. Таким образом, этот метод помогает получить более точные измерения деформации по сравнению с традиционными методами.

Определение и расположение пустот в бетоне

Метод также может быть использован для определения наличия пустот в бетоне. Это может быть проверено для определения качества затвердевшего бетона. Это также позволяет измерить эффективность уплотнения и, следовательно, качество работы.

• 16 типов окон, используемых в зданиях.
• Градация битума – различные методы градации битума.
• 8 передовых методов неразрушающего контроля, о которых вы должны знать.
• Что такое тепловая масса в пассивном солнечном здании?.
• Предметы гражданского строительства – подробности и важность для инженеров-строителей.
• Тоннель под Ла-Маншем: Строительство самого длинного в мире подводного тоннеля.
• Теория анализа нагрузок Марстона-Спенглера для канализационной санитарной системы.