超声波测试混凝土的基本方法与工程实例分析(6)

超声波测试混凝土的基本方法 与工程实例分析

（1）施工原因，例如，振捣不足、钢筋网过密而骨料最大粒径选择不当、模板漏浆等所造成的内部孔洞、不密实区、蜂窝及保护层不足、钢筋外露等；

（2）由于混凝土非外力作用形成的裂缝，例如，在大体积混凝土中因水泥水化热积蓄过多，在凝固及散热过程中的不均匀收缩而造成的温度裂缝，混凝土干缩及碳化收缩所造成的裂缝；

（3）长期在腐蚀介质或冻融作用下由表及里的层状疏松；

（4）受外力作用所产生的裂缝，例如因龄期不足即行吊装而产生的吊装裂缝等。

虽然形成缺陷和损伤的原因很多，但是缺陷和损伤的形成不外乎图3所示的几种。 这些缺陷和损伤往往会严重影响结构

物的承载能力和耐久性，因此，是事故处

理、施工验收、陈旧建筑物安全性鉴定、

进行维修和补强设计的检测项目。

所谓混凝土探伤，就是以无损检测的

图3混凝土缺陷种类示意图 手段，确定混凝土内部缺陷的存在、大小、

1.2.3裂缝；4孔洞；5蜂窝；6层状破坏 位置和性质的一项专门技术。

超声波技术用于材料内部缺陷的探伤始于1928年，首先用于金属材料及其零件。当时制成了第一台连续超声波探伤仪，它只能探测缺陷的有无，而无法确定缺陷的大小和位置。1934年提出了用超声脉冲技术进行探伤。在第二次世界大战中雷达技术迅速发展，采用超声脉冲技术的相应仪器也随之日臻完善。目前，在金属材料中已应用了超声显像、自动报警等新技术，而且超声波全息照相技术也得到应用。混凝土探伤技术的发展比金属材料探伤的发展要晚得多，在这方面的研究工作直到50年代才逐步开始。在我国，直到60年代才受到工程界的重视。1990年我国制定了《超声法检测混凝土缺陷技术规程》（CECS2 21：90）。

金属材料的探伤主要是应用超声波在内部缺陷界面上的反射特征，以反射波作为判断缺陷状态的基本依据。鉴于混凝土的非均质特性，高频超声波在混凝土中传播时，将受到无数个界面的反射，若用金属超声探伤仪进行混凝土探伤，难以鉴别出缺陷。因此，混凝土超声探伤的基本原理与金属探伤不同。

混凝土超声探伤采用以下4点作为判别缺陷的基本依据：

（1）根据低频超声在混凝土中遇到缺陷时的绕射现象，按声时及声程的变化，判别和计算缺陷的大小；

（2）根据超声波在缺陷界面上产生散射，抵达接收探头时能量显著衰减的现象判断缺陷的存在及大小；

（3）根据超声脉冲各频率成分在遇到缺陷时衰减的程度不同，接收频率明显降低，或接收波频谱与反射波频谱产生的差异，也可判别内部缺陷；

（4）根据超声波在缺陷处的波形转换和叠加，造成接收波形畸变的现象判别缺陷。

以上4点可以单独运用，也可综合运用。

根据以上原理，在进行混凝土探伤时所需测量的物理量是声程、声时、衰减量、接收波形及其频谱，所以，凡是有波形显示的混凝土超声检测仪均可用于探伤。而无波形显示的数字显示声速仪，虽然也可用于探伤，但它只能提供声时和声速作为唯一的判别依据，因而容易造成误判。

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