超聲波檢測混凝土強度分析

王威

摘 要：隨著我國經濟的飛速發展以及城鎮化進程的加快，建筑行業得到了突飛猛進的發展。混凝土質量直接決定了建筑的質量，進而影響人們的生命安全。因此，混凝土強度的檢測方法受到了社會各界的廣泛關注。在傳統的檢驗過程中，取樣試件的代表性一直是個問題。接下來，本文將詳細論述超聲波檢測混凝土強度分析。

關鍵詞：超聲波檢測；混凝土；強度

自從1949年西方研究人員在混凝土結構檢測中首次使用超聲脈沖檢測技術以來，這種無損檢測技術得到了廣泛應用。超聲波技術能夠對混凝土的強度、彈性、內部缺陷等進行檢測，但是，由于強度檢測中的多種不確定性因素，導致了超聲測強技術發展緩慢。但是，隨著科技研究與理論研究的深入發展，超聲測強的應用深度與廣度會進一步增大。

1 混凝土中超聲波特點以及超聲測強的基本原理

由于混凝土獨特的內部構造方式，使得超聲波的傳輸也具有獨特性質。在混凝土中，超聲波的傳播衰減比較大，指向性比較差。由于折射與反射作用的影響，使其在混凝土內部傳輸時并非直線進行。同樣原理，在任何一點的聲場所空間中，都存在著入射聲波、反射波、折射波以及轉換后的橫波。因而，檢測儀探頭所接受的信號，也是上述聲波的疊加。

超聲波指的是超聲儀器發射轉換器，以一定的重復性頻率所間斷性的發出的超聲脈沖。超聲測強，指的是通過混凝土中超聲脈沖的傳播規律以及與混凝土強度之間存在的某種關系，通過對脈沖參數的具體分析，最終得出混凝土強度的檢測方式。超聲儀器所產生的脈沖，會進一步促使電壓晶體獲取高頻脈沖。產生的脈沖會進一步傳輸到混凝土中，相應的接收轉換器會接受混凝土中的信號數據，進而將超聲波在混凝土中的傳播距離與傳播時間測量出來，進而計算出混凝土中超聲波的傳播速度?；炷林新暡ǖ膫鞑ニ俣?，能夠詳細的反應混凝土密實度?；炷翉姸扰c混凝土密實度存在直接聯系，所以說，混凝土中的超聲波聲速與混凝土強度之間有密切關系。簡言之，混凝土越密實，其強度就越高，混凝土中聲波的傳輸時間就越短，聲速越大?；炷猎较∈?，其強度就越低，混凝土中聲波傳輸時間就越長，聲速越低。

2 混凝土超聲檢測的主要影響因素分析

水泥品種是影響混凝土強度的重要方式，對于早期的混凝土質量在早期并無規律性可研究。部分水泥早期的強度較高，部分后期強度較高。礦物細摻料，現階段的混凝土主要向著高性能、高前度方向邁進，摻加礦物細料或硅灰，能夠大幅度提高混凝土強度。由于硅灰的顆粒比較小，具有高度分散特性，提高了超聲的聲速值。粗骨料含量，石子對于超聲測強的影響不顯著，可忽略。但是碎石與卵石的石質相同，對聲速的影響也不大。但是，粗糙的碎石能夠提高骨料與水泥的粘結，比卵石的強度高很多。砂率，科學合理的砂率，能夠有效提升混凝土的密實度，增強其粘聚性能。砂率變化，也會導致粗骨料含量發生變化。砂率對強度影響較小，但是，對聲速影響較大。配合比，不同的配合比，其超聲的聲速也存在較大區別。對于材料相同的混凝土中，不同的配合比導致不同原材料的體積并不相同。例如，含粗骨料較多的混凝土，其超聲傳播速度就比較快。水灰比較大的混凝土，孔隙多、易蒸發，聲速比較低。而水灰比較小的混凝土，空隙較小、內部比較密實。

3 在混凝土檢測中超聲波檢測的具體應用分析

3.1 混凝土強度檢測中超聲回彈綜合法的應用

混凝土強度是混凝土質量的非常重要的指標之一，所以說，檢測混凝土強度成為了超聲波檢檢測的重要方面?，F階段，超聲回彈綜合檢測方式因測試精確度強等特點，在實際檢測中被廣泛應用。這種檢測方式，是綜合利用回彈法與超聲法而設計出來的檢測新方式。兩種檢測方式都是以強度、應變行為以及材料應力作為重要依據。在超聲法運用該過程中，超聲速度能夠精確、全面的反映被測試材料的內部信息和材料屬性?；貜椃?，一方面能夠準確反映材料的彈性特點，一方面還能夠有效反映材料的可塑屬性。但需注意，其對材料可塑屬性的反應比較淺，只能進行表面屬性方面的檢測，無法有效反映更深層次屬性。因此，綜合利用回彈法與超聲法，能夠綜合兩種方式的優點，在對混凝土內部材料、情況進行綜合檢測的基礎上，展現混凝土表層情況。通過兩種方式，綜合檢測混凝土內外部整體情況。這種綜合性的檢測方式，其結果是建立在對測強曲線綜合分析基礎上得來的。對檢測過程中的超聲聲速值、抗壓強度以及表面回彈值等數據進行綜合統計分析，并與抗壓強度、非破損檢測參數之間建立測強曲線。通過f-v-r之間的曲線關系，分析混凝土強度值。在使用超聲儀檢測過程中，混凝土中聲波的傳輸時延用t來表示，混凝土中的聲波傳輸速度用v來表示，回彈值也就是混凝土表面硬度用r來表示。綜合聲速值v與回彈值r，計算出混凝土的f強度。在實際的強度檢測過程中，會涉及多個參數，且不同參數之間會產生對比。因而大大降低了單一檢測指標的影響，大幅度提升了檢測結果的精確性。

3.2 超聲波檢測混凝土強度的內部缺陷與損傷

在實際檢測過程中，除了使用超聲波對混凝土強度進行檢測之外，還廣泛應用在混凝土內部缺陷與損傷的檢測中去。隨著檢測方式的不斷進步以及研究的深入發展，超聲檢測的結果更加準確。主要通過PSD判據法、CBV判據、NFP法以及概率判斷方法，檢測混凝土的缺陷。運用超聲檢測方式，對于斷面的升學參數進行信號處理與超聲檢驗。對收集的數據信息進行綜合分析之后得出結論。因為測試過程中所選擇的方法本身存在一定缺陷，只能在大體上估計缺陷的位置，無法對缺陷進行準確定位。也就是說，超聲檢測方式能夠在缺陷定位與判斷上得出一定結論，但是，卻無法對缺陷的范圍、大小、形狀、分部等屬性參數進行精確量化。通常情況下，在檢測混凝土內部缺陷與損傷過程中，超聲檢測技術存在兩方面不足：第一，利用超聲波異常數據，能夠檢測其內部的缺陷與損傷情況，但是無法給出確定性的參數描述。第二，通過超聲波參數值只能夠大體的反應測試部位的平均狀況，但是，無法對具體的缺陷進行定量分析。為了更好的解決上述問題，層析成像技術得到了廣泛發展。通過層析成像技術，能夠對混凝土內部進行交叉射線穿透，進一步對測區缺陷進行定性、定量的分析，得出完成的混凝土斷面情況，全面、完整的對混凝土缺陷進行定量分析。這種新興技術，能夠通過特定的圖像數字處理技術，全面、完成的將混凝土內部狀態進行展示，更方便進行缺陷檢測與損傷檢測。隨著我國超聲儀器的廣泛使用與發展，層析成像技術的的應用場所得到了大幅度拓寬。

4 結束語

綜上所述，本文針對混凝土中超聲波特點、超聲測強的基本原理以及混凝土超聲檢測影響因素開始入手分析，從兩個方面：混凝土強度檢測中超聲回彈綜合法的應用，超聲波檢測混凝土強度的內部缺陷與損傷，詳細論述了在混凝土檢測中超聲波檢測的具體應用分析。

參考文獻

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