超聲法檢測混凝土缺陷研究綜述

（雅安市建筑工程質量檢測中心，四川，雅安，625000）

【摘要】在建筑工程中，混凝土質量直接關系著整個工程的整體質量，因此如何才能及時準確的找到混凝土之中存在的缺陷是人們一直關注的問題。隨著建筑施工技術的不斷發展，超聲法混凝土缺陷檢測技術已經在現代建筑工程中得到了越來越廣泛的應用。本文首先從超聲法檢測技術的原理出發，對其在混凝土缺陷檢測中的應用進行探討。

【關鍵詞】超聲法；混凝土缺陷；檢測技術

在建筑工程中，混凝土作為一種使用普遍的原材料，在施工過程中有著較為嚴格的施工工藝和要求，但是在現實施工時，往往會出現漏振、振搗不足、漏漿、骨料粒徑不當等問題而這些問題常常會直接導致混凝土出現蜂窩、麻面、裂縫等質量缺陷，更有甚者可能會使混凝土的內部出現質量問題，從而直接影響整個工程的承載能力以及使用情況，因此，有必要采取一定的方法對混凝土的缺陷進行檢測。其中超聲法是一種較為先進并且檢測準確的質量檢測手段。

1 超聲法檢測混凝土質量缺陷技術的基本原理

混凝土是一種非均質的彈粘塑性建筑材料，混凝土材料對于超聲波的吸收、散射、衰減的作用較為明顯，特別是其中的高頻成分更加容易產生衰減。所以，在采用超聲法對混凝土質量缺陷進行檢測時，往往使用的是一些較低頻率的超聲波。對于不存在質量缺陷的混凝土而言，超聲波在其中傳播的速度以及首波幅度等主要參數并不會產生明顯的變化，當混凝土內部存在明顯缺陷時，混凝土的整體構造就會出現問題，超聲波會從其他路徑通過，所用的通過時間就會產生差異，此外，脈沖波在遇到混凝土內部的缺陷時，會產生一定的反射和折射現象，進而聲能以及波幅、頻率等都會出現降低的現象。

所以說，超聲法對混凝土缺陷進行檢測時，需要選擇同條件的混凝土進行比較測試，對超聲波在混凝土中的傳播速度、波幅、主頻率等參數的變化，來判斷混凝土中是否存在明顯質量缺陷。

2 超聲法在混凝土質量缺陷檢測中的應用

2.1 混凝土裂縫的深度檢測

當混凝土結構裂縫的產生部位只存在一個可測面，而且在裂縫深度小于50cm時，這時可以采用超聲單面平測法。在進行平測時，在混凝土結構的測試部位按照跨縫和不跨縫兩種方式進行測點的布置工作，并進行檢測工作，得到不跨縫情況下超聲波的傳播距離以及傳播速度，然后讀取跨縫情況下的聲時值，從而得到不同測點的裂縫深度，然后利用一定的方法獲得測量裂縫的實際深度值。

在建筑工程中往往會遇到這樣的情況，就是在梁的跨中或者梁與柱的結合處產生裂縫，這種情況通常最少會有一對相互平行的測試面，這時候可以利用等測距的過縫和不過縫的斜測法。然后利用不同測點上獲得的不同聲時、波幅、主頻變化等參數來計算出裂縫的深度，以及裂縫所處斷面是否存在相互貫通的現象。這種方法的可靠性一般較高。

當一些大體積混凝土結構中出現裂縫時，這種裂縫往往深度在50cm以上，根本無法利用平測法進行測量，這時可以采用鉆孔對測法進行裂縫的檢測。首先在裂縫的兩側鉆聲測孔，并在孔內灌注清水，然后對不同的測點進行聲時、波幅以及換能器所處深度值繪制的深度-波幅坐標圖，最后通過這些數據判斷出裂縫的深度指。

2.2 不密實區以及空洞的檢測

采取何種檢測方法應該根據被檢測結構的形狀而定，但是為了方便確定混凝土缺陷區域的位置，應該盡量選擇那些存在兩對相互平行測試面的部位，采取兩個方向對測的方法進行測量。但是如果被測區域只存在一對平行面時，可以在這一對測試面上畫出對應的網格線，然后采用對測的方式測量，對那些出現異常數據的區域利用交叉斜測法進行測試，進而確定整個缺陷的具體位置以及范圍大小。在一些斷面尺寸較大的建筑工程中，可以采取在適當位置鉆豎向測試孔或者預埋聲測管的方法進行檢測

2.3 混凝土結合面的質量檢測

對于混凝土結合面的超生質量檢測而言，無論是采用對測法還是斜測法，在進行測點的布置時都應該保證超聲波能夠垂直或者斜穿混凝土結合面，同時，還應該保證存在超聲波不會穿過結合面測點，然后對所得的數據進行數據處理，可以參考梳理統計學的異常值判定方法，當測點的數量無法滿足統計學要求時，可以利用超聲波穿過結合面和不穿過結合面所得的測試數據進行異常測點的判斷。

2.4 混凝土厚度的檢測

對于那些由于各種外界原因而造成的混凝土表面厚度損傷，可以利用下面的超聲檢測法進行檢測：可以選取那些頻率較低的厚度振動式換能器，然后選擇混凝土結構具有代表性的區域進行單面平測，然后得到聲時與聲距的坐標圖，進而可以求得相應的回歸直線方程，也就有了損傷層的具體厚度。利用超聲法進行混凝土厚度的檢測是當前研究的一個重點內容，研究內容主要有超聲換能器性能提高和信號處理方法兩個方面。

2.5 灌注樁混凝士缺陷檢測

一般灌注樁的直徑(或邊長)多在0．6m以上，檢測前應先向預埋超聲檢測管內注滿清水，采用概率法或斜率法對讀取并整理得到的各點的聲時、波幅和主頻值進行計算和異常值判別，并根據可疑測點的分布及其數值大小綜合分析，判斷缺陷的位置和范圍，按相關公式用聲速評價一個樁的混凝土均質性。一些模擬實驗和大量工程實踐結果表明，超聲法檢測灌注樁混凝土缺陷是較為有效的一種方法。

2.6 鋼管混凝土缺陷檢測

采用徑向對測的方法，在鋼管和混凝土膠結良好的部位布置測點，對測得的數據，參考數理統計學中判別異常值的方法進行數據處理，當測點數無法滿足統計法判斷時，用每個測點的聲速、波幅、主頻等參數和相同混凝土、相同直徑的正常混凝土聲學參數進行比較，綜合分析判別所測部位的核心混凝土是否存在缺陷。

總之，超聲法作為無損檢測技術的一種，系指采用帶波形顯示功能的超聲波檢測儀，測量超聲脈沖波在混凝土中的傳播速度，首波幅度和接受信號的主頻率等聲學參數，并根據這些參數及其對應變化，判定混凝土中的缺陷情況。可以很好地用于檢測混凝土的缺陷，當前，在許多國家和地區都得到了廣泛的應用，成為混凝土無損檢測的重要手段。

參考文獻

[1]沈國偉，提高超聲法檢測混凝土缺陷準確度的探討，傳感器技術，2010，19(5)

[2]梁富會，非金屬超聲測試技術初步研究，山東交通科技，2009(2)

[3]王滿豐，超聲法檢測混凝土缺陷技術的發展概況，黑龍江交通科技，2008，31(7)，

作者簡介：

孫昕 男 四川廣安 1973.08 現在是工程師，申報副高級 建筑工程質量檢測雅安市建筑工程質量檢測中心625000雅安市雨城區臨江路91號