超聲技術(shù)在混凝土檢測中的應(yīng)用研究

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一．引言

最近幾年隨著鐵路工程與市政工程的快速發(fā)展，加強對混凝土的檢測已經(jīng)很有必要了。其次，我國在過去幾十年中所建設(shè)的大型鐵路工程也逐漸進入到老化期，也必須要加強對混凝土結(jié)構(gòu)的檢測。現(xiàn)階段較為常用的混凝凝土檢測方法有視覺檢測法、回彈法、沖擊波法以及超聲檢測法。視覺檢測法主要依賴于工作人員的視覺觀察，在準確性方面存在著較大的問題，同時也只有在混凝土構(gòu)件出現(xiàn)較大裂縫時才能有效使用。回彈法是現(xiàn)階段較為常用的一種檢測方法，但是回彈法只能對混凝土構(gòu)件的表面質(zhì)量進行檢測，而無法對混凝土構(gòu)件的內(nèi)部缺陷進行觀察。沖擊波法是通過對混凝土構(gòu)件定向發(fā)送沖擊波脈沖的方式對構(gòu)件質(zhì)量進行檢測，在精度與準確性方面存在著較大的優(yōu)勢，但是沖擊波法在費用方面較為昂貴，大規(guī)模使用往往會造成資源的嚴重浪費。因此，在本文當(dāng)中筆者將主要對超聲技術(shù)在混凝土檢測中的應(yīng)用進行了研究。

二．超聲技術(shù)在混凝土構(gòu)件裂縫檢測中的應(yīng)用研究

雖然部分混凝土構(gòu)件允許帶縫工作，但是裂縫的存在會導(dǎo)致構(gòu)件中鋼筋逐漸損壞，對結(jié)構(gòu)的安全性造成較大的隱患。其次，在一些特殊的環(huán)境當(dāng)中則不允許混凝土出現(xiàn)裂縫，例如有防水要求的混凝土構(gòu)件。因此，必須要對混凝土構(gòu)件裂縫進行檢測，而超聲技術(shù)在混凝土構(gòu)件裂縫檢測中則具有非常重要的應(yīng)用，根據(jù)檢測方法的不同超聲檢測可以分為表面平測、雙面斜測與鉆孔對測三種不同的方式。

表面平測是一種較為常見的超聲檢測方式，一般情況下用于裂縫深度相對較低的檢測當(dāng)中，即裂縫深度在50cm之內(nèi)的裂縫檢測。裂縫檢測的步驟分為以下兩步：（1）不跨縫平測，即在裂縫的一側(cè)進行測量，首先在無縫處畫一道橫線，并在橫線上繪出間隔為 50mm的間距，將換能裝置放置在裂縫的一邊不動，而在內(nèi)邊緣照事先繪制的間距每 50mm測量間距等間距布置換能裝置，對不跨縫聲時進行測量；（2）跨縫平測，在與裂縫垂直的方向繪制一條橫線，并在橫線上繪制間距為50mm的等間距刻度，并按照布置（1）中的方法對聲波經(jīng)過裂縫的時間進行測量。

雙面斜測一般用于所需要測定的混凝土構(gòu)建存在兩個以上側(cè)面時，例如，在對帶有裂縫的混凝土梁裂縫進行檢測時可以采用雙面斜測方式進行檢測，在不知道裂縫深度與貫穿情況時可以采用斜測法進行測量。以混凝土矩形梁為例，在使用雙面檢測時首先在混凝土梁一側(cè)布置聲波掃描儀器，同時在另外一側(cè)的相反方向也布置儀器，同時所有儀器的間距也必須要是完全一致的，通過這種方式對混凝土裂縫進行比較。雙面斜測所得到的數(shù)據(jù)主要為各條測線的聲時與振幅。

鉆孔對測法在實際測量中也具有較為廣泛的應(yīng)用，一般情況下用于一些體型相對較大，同時也無兩個測面以及裂縫深度大于 50mm的裂縫測量當(dāng)中，這種檢測方法在精讀方面具有較大的優(yōu)勢，在實際中也具有較為廣泛的應(yīng)用。鉆孔對測法在實際中的應(yīng)用具體首先需要布置鉆孔，一般在裂縫一側(cè)布置兩個間距大于2m的鉆孔，另一側(cè)布置1個鉆孔，孔深需要超過裂縫預(yù)計深度50cm之上，完成鉆孔之后需要對鉆孔進行清洗與注水。測量時首先需要分別從兩側(cè)選擇兩個孔進行對測，共計進行兩次，并對兩次的測量結(jié)果進行對比分析。

三．超聲技術(shù)在混凝土離析檢測中的應(yīng)用

混凝土離析在實際建筑過程中是一種較為常見的混凝土質(zhì)量通病，發(fā)生混凝土離析的原因相對較多，例如混凝土含水量超標、運輸過程未按照規(guī)定程序進行攪拌以及澆筑過程中振搗不規(guī)范等都會導(dǎo)致混凝土發(fā)生離析，混凝土離析會對建筑質(zhì)量造成較為嚴重的威脅，例如，會導(dǎo)致混凝土構(gòu)件出現(xiàn)蜂窩、麻面等質(zhì)量通病，同時一旦發(fā)生離析會導(dǎo)致混凝土的物理力學(xué)性能發(fā)生較大的改變，從而嚴重影響混凝土受力性能。現(xiàn)階段部分地區(qū)在對混凝土構(gòu)件離析往往是以混凝土構(gòu)件的彈性模量檢測為依據(jù)，這種檢測方法只能對構(gòu)件局部進行檢測，因此，無法全面反映出構(gòu)件的實際情況。而超聲技術(shù)在混凝土離析中的應(yīng)用則可以有效解決這一問題。

超聲技術(shù)在混凝土離析檢測中的應(yīng)用具體來說主要需要從以下幾個方面入手：（1）在需要檢測的混凝土構(gòu)件的表面布置間距為10cm的 方格網(wǎng)，以方格網(wǎng)為基礎(chǔ)進行測點布設(shè)，同時還需要保證所有測點都需要盡量平整，對于不平整的區(qū)域需要用砂漿或者石膏進行磨平處理，同時還需要在測點上抹上黃油；（2）對構(gòu)件沿聲波傳播方向的厚度進行測量；（3）對各測點進行超聲檢測,逐點測量聲時、振幅及頻率值。

在采用超聲技術(shù)檢測混凝土離析質(zhì)量缺陷時，由于影響混凝土離析的因素相對較多，為了確保檢測結(jié)果的可靠性需要利用鋼筋磁感儀確定好超聲發(fā)送與超聲接收探頭的具體位置，同時避開內(nèi)部鋼筋的影響。其次，在超聲檢測法檢測混凝土離析質(zhì)量缺陷時還必須要對數(shù)據(jù)處理給于高度的關(guān)注，在利用超聲檢測混凝土離析缺陷時數(shù)據(jù)處理主要采用概率法，缺陷判斷的標準在于臨界值的確定，首先根據(jù)正態(tài)分布原則確定正常構(gòu)件的超聲正態(tài)分布，對處于正態(tài)分布之外的數(shù)據(jù)要給予高度的關(guān)注，并對其數(shù)據(jù)進行進一步的復(fù)核，確定可能存在的缺陷。

四．結(jié)語

采用超聲技術(shù)進行混凝土質(zhì)量檢測不僅具有較高的效率，同時檢測成本也相對較低。本文以裂縫檢測與離析檢測為例探索了超聲技術(shù)在混凝土質(zhì)量檢測中的應(yīng)用，旨在促進超聲檢測技術(shù)在混凝土構(gòu)件檢測中的進一步應(yīng)用。

[1]郭永彥. 超聲波法探測混凝土內(nèi)部缺陷研究[J]. 混凝土,2017,(07):154-156+160.

[2]饒文偉. 超聲回彈綜合法技術(shù)在混凝土檢測中的應(yīng)用[J]. 建材與裝飾,2016,(14):85-86.

[3]孫剛. 超聲法檢測混凝土強度時的影響因素研究[J]. 科技視界,2013,(36):98+73.

[4]李石. 混凝土強度主要檢測方法及精度比較[J]. 科技創(chuàng)新與應(yīng)用,2012,(19):241.

[5]張吉,師學(xué)明,陳曉玲,劉迎. 超聲波CT技術(shù)在混凝土無損檢測中的應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J]. 工程地球物理學(xué)報,2008,(05):596-601.

[6]朱建林, 向禮丹, 柳莎莎,等. 超聲波傳感器在混凝土無損檢測系統(tǒng)中的應(yīng)用研究[J]. 傳感技術(shù)學(xué)報, 2008, 21(7):1290-1294.

[7]周黎明, 王法剛, 肖國強,等. 超聲波層析成像技術(shù)在三峽工程混凝土質(zhì)量檢測中的應(yīng)用[J]. 無損檢測, 2004, 26(10):517-519.

[8]徐晨虹. 關(guān)于超聲波在混凝土檢測中的應(yīng)用研究[J]. 建筑工程技術(shù)與設(shè)計,2014(21).