建筑外墙饰面层粘结缺陷识别检测方法探讨

张旭清 刘文白 孔戈 高建卫

摘 要：建筑外墙饰面层由于自身的优越性被普遍的用于外墙的装饰中，经过多年的不断实践，外墙饰面层工程出现了诸如空鼓、开裂等一系列的质量问题，既影响了美观，又给人的生命及财产造成极大的损失。因此，有效的预防这一系列质量问题至关重要。本文通过列举了外墙饰面层粘结缺陷拉拔试验、无损检测方法以及声信号识别检测方法，旨在将第三种方法应用于饰面层的粘结缺陷检测，为今后工程的实践提供一些理论基础。

关键词：外墙饰面层；粘结缺陷；检测方法

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.01.104

0 背景

近几年，随着建筑业的不断发展进步，建筑外墙饰面层的设计以及实施是施工过程中的一个重要的环节，但由于抹灰墙自身以及外界因素的影响，在施工和使用过程中逐渐出现了一系列的问题，出现了空鼓、脱落的现象，不仅影响了建筑物的视觉效果，而且还严重影响到人民群众的生命财产安全。

1 外墙饰面层粘结缺陷存在状态分析

（1）饰面层与粘结层之间的破坏。所用饰面层太过于干燥，使粘结层砂浆不易于粘结，降低了面砖等饰面层与粘结层之间的粘结度。（2）粘结层与找平层界面破坏。①粘结时粘结层与找平层不够湿润，粘结砂的水分就会被找平层吸去，大大降低并影响了粘结层与找平层的粘结力。②由于找平层未做表面处理，也是造成粘结层与找平层界面破坏的原因之一。（3）找平层与基层界面破坏。①基层处理不干净，抹找平层前基体墙面浇水不透不均匀。②一次性抹灰太厚或者分层抹灰间隔时间短。降低了二者之间的粘结力，造成粘结强度的不符合相应的标准要求[1][2]。

2 传统检测方法

拉拔试验主要是外墙饰面砖粘结强度的主要检测方法，其试样规格为95mm×45mm（适用于饰面砖试样）。若饰面砖采用水泥砂浆粘贴时，应于其龄期达到28d后进行检验[3][4]。《建筑工程饰面砖粘结强度检测标准》中的检测方法属于局部破损实验，实验时抽样数量受到很大的限制，而且需要搭设脚手架，这无疑增加了施工的难度和不安全性。

3 无损检测技术

3.1 超声波检测法

超声波是利用超声频率的机械振动在弹性介质中相关的振动参数的变化，检测相应结构物理力学指标变化情况的一种手段。将该技术应用于外墙饰面砖粘接缺陷的检测，能够准确地对检测物体质量作出评价，并找出缺陷，消除安全隐患，有效的保证工程的质量。

3.2 红外热成像检测技术

红外热成像检测技术基本原理是利用检测设备探测物体辐射出的红外线，这些红外线中都包含了辐射物体的有关的特征信息，通过这些温度场的变化可以实现非接触式的无损检测[5]。在实践中发现，红外热像技术受天气、拍摄角度、拍摄距离以及红外图像的分析判断等因素影响，时常出现误判，另外红外热像法也小适用于采用混色饰面砖或涂料，以及表面有较大凹凸装饰的饰面层。

4 基于声音信号识别的检测技术

建筑外墙敲击声信号的识别检测方法主要是沿着声信号的分析和处理、声信号的特征提取算法及分类器识别设计三条主线进行的。

4.1 建筑外墙饰面层敲击声信号的分析及处理

对声信号进行识别时，先对采集的声信号进行预处理，提取特定的信号参数。对声信号进行预处理的流程图如图1所示：

4.2 声信号的特征参数的提取

在一定程度上，声信号特征从不同的侧面反映了声源的特性，研究者们提出来以下几类适用于声音识别的特征参数[6]：（1）声音频谱直接导出的参数。声音频谱中含有发音方式的特性，可有效应用于声音信号识别中。由声音短时谱中导出的参数包括基音轮廓、共振峰频率带宽。（2）混合参数。通过对不同特征参数组合构成的声音特征矢量可以提高实际系统性能，各个组合参数之间相关性越小，系统的识别效果越好。

4.3 声信号识别的分类方法

在声信号的识别过程中，在提取声信号特征参数以后，需要采用识别模型对声信号进行建模，分类所提取出的特征参数，从而获得识别结果。（1）隐马尔科夫模型。HMM将声信号视为随机过程，该过程由可视化我发音系统状态系列所组成。为增加识别声信号的效果，该模型为各种声音建立各个发音的模型，通过训练而得到不同状态下的输出概率矩阵及转移概率矩阵，再而分别计算声音信号在不同马尔科夫状态转移过程中的概率，从而由最大概率对应的HMM模型进行识别。（2）模型匹配法。该方法是利用声信号的某些特征的统计平均来识别信号。常用欧式距离及马式距离来衡量特征之间的相似性，该方法对声信号或噪声的变化极其敏感，识别结果通常为次优的，计算过程中易导致均值的漂移。

5 结论与展望

本文对各个检测技术进行了综述和讨论，作者认为基于声信号识别的建筑外墙检测技术的主要研究和发展方向包括以下几个方面：（1）确立声信号识别方法的系统化理论，完善声信号识别机理的研究。（2）为了提高建筑外墙缺陷识别的精度，可采用多种识别算法进行复合识别，并分别考虑各种用于识别的特征参数，将各种参数应用于分类识别算法中，从而选取精确度最高且稳定的特征参数及识别算法。（3）针对特定的建筑外墙饰面层，开发相应的声信号识别系统，实现对外墙饰面层进行实时的检测识别，及时发现外墙缺陷问题。（4）编制既有建筑外墙饰面砖脱落风险现场检测标准以及建立脱落风险动态测试评级模型。

参考文献：

[1]马秋柱.外墙饰面砖粘贴工艺探讨[S].河南：河南派普建设工程有限公司，2010.

[2]朱克炎.建筑外墙面砖粘贴工艺的要点[S].黑龙江：通河县住房和城乡建设局墙改办，2011.

[3]赵敏，高艳伟.外墙饰面砖粘结强度检测方法的探讨[J].四川建材，2015，01：97-98.

[4]韩兵正，卢华.外墙饰面砖粘结强度检测问题探析[J].工业建筑，2006（S1）：116-117.

[5]秦培晟.外墙饰面砖粘结强度检测及质量控制[J].陕西：陕西建设技师学院，2012.

[6]李天翼.基于小波MFCC和HMM的列车鸣笛识别方法研究[D].合肥工业大学，2015.

作者简介：张旭清（1991-），男，福建云霄人，硕士，研究方向：主要从事声信号识别相关研究。