超聲波法檢測混凝土強(qiáng)度的影響因素分析

周 煒 江西省建筑科學(xué)研究院

1 引言

在混凝土檢測技術(shù)當(dāng)中，超聲檢測是非常重要的一項技術(shù)，1949 年加拿大和英國的研究人員將超聲波檢測技術(shù)應(yīng)用到了混凝土結(jié)構(gòu)當(dāng)中，利用該技術(shù)對混凝土進(jìn)行檢測能夠得到較為準(zhǔn)確的結(jié)果。隨著該領(lǐng)域的不斷發(fā)展和進(jìn)步，有許多國家和學(xué)術(shù)團(tuán)體對混凝土超聲波法檢測提出了更加嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)以及規(guī)范的內(nèi)容。我國于20 世紀(jì)50 年代開始利用這項技術(shù)，并且通過不斷地研究該技術(shù)，目前已經(jīng)廣泛地應(yīng)用于工程檢測當(dāng)中。本篇文章通過對影響因素進(jìn)行分析研究，對于超聲波檢測法的發(fā)展來講具有非常重要的意義。

2 超聲無損檢測法的檢測原理

所謂的超聲無損檢測法是指利用超聲波對混凝土的成分和構(gòu)造進(jìn)行檢測，或者是根據(jù)試驗的結(jié)果和相關(guān)數(shù)據(jù)建立回歸方程，以此來判斷混凝土的強(qiáng)度，判斷混凝土是否存在缺陷或損傷。超聲無損檢測法相對于傳統(tǒng)的檢測方法來講，能夠?qū)ν换炷两Y(jié)構(gòu)進(jìn)行多次試驗，不會破壞混凝土的結(jié)構(gòu)，同時還能夠檢測出混凝土的強(qiáng)度。在實際的檢測過程當(dāng)中，超聲波檢測技術(shù)是根據(jù)超聲波在混凝土當(dāng)中傳播速度的不同，對混凝土的強(qiáng)度和缺陷問題進(jìn)行檢測。在目前的建筑項目施工過程當(dāng)中，由于使用的混凝土材料配合比例不同，所利用的技術(shù)也不同，而且天氣、環(huán)境、溫度等因素都會影響到混凝土結(jié)構(gòu)的硬化過程，這就導(dǎo)致混凝土本身的性質(zhì)可能會發(fā)生較大的改變。因此通過建立回歸曲線或利用無損檢測法對其進(jìn)行檢測，能夠保證混凝土強(qiáng)度符合施工要求，保證項目建設(shè)的質(zhì)量。

3 對超聲法檢測產(chǎn)生影響的因素

目前超聲法檢測技術(shù)在實際的混凝土強(qiáng)度檢測工作當(dāng)中得到了廣泛的應(yīng)用，而且也受到了各屆人士的重視，同時隨著該技術(shù)的不斷發(fā)展，相關(guān)的規(guī)范制度和具體要求也越發(fā)的完善。但在實際檢測過程當(dāng)中，由于許多外界因素的存在，也影響著超聲法檢測結(jié)果的精確度。為了保障檢測結(jié)果的精確度，使混凝土結(jié)構(gòu)整體更加可靠更加穩(wěn)定，必須要對影響因素進(jìn)行具體的分析和研究。通過對現(xiàn)場的檢測工作進(jìn)行研究后，能夠發(fā)現(xiàn)超聲波在混凝土當(dāng)中的傳播速度與混凝土本身的強(qiáng)度有著非常密切的關(guān)系，混凝土本身的強(qiáng)度值能夠反映出混凝土本身的承載能力。而在實際的檢測過程當(dāng)中，混凝土的配比，抽樣數(shù)量等因素都會影響到混凝土的強(qiáng)度值，因此總結(jié)以下對檢測工作帶來較大影響的因素。

3.1 環(huán)境溫度和濕度對混凝土結(jié)構(gòu)的影響

環(huán)境溫度的不同會影響到聲波的傳播速度，如環(huán)境溫度在5℃～30℃時，聲波傳播速度不會受到較大的影響，但是當(dāng)溫度在40℃～60℃范圍內(nèi)，混凝土中聲波的傳播速度會有所下降。同時由于聲波在水中和在冰中的傳播速度不同，在冬季需要了解現(xiàn)場的實際情況，如果出現(xiàn)凍結(jié)的情況，不能夠用該方法對混凝土進(jìn)行檢測。另外在實際的檢測過程當(dāng)中，混凝土當(dāng)中的含水率也會影響到檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性，在水中進(jìn)行養(yǎng)護(hù)的混凝土?xí)a(chǎn)生大量的水化產(chǎn)物，超聲波在水化產(chǎn)物中的傳播速度會有所提高，在檢測的過程當(dāng)中，要消除這一影響因素所帶來的影響。

3.2 測試結(jié)構(gòu)斷面尺寸的影響

在實際的超聲波檢測過程當(dāng)中發(fā)現(xiàn)被測結(jié)構(gòu)的橫向尺寸會對測量結(jié)果產(chǎn)生影響，在實際的檢測過程當(dāng)中，必須要避免該測量因素對整體結(jié)果所帶來的影響。通過研究表明，如果測試面是狹長形狀，在同一批次的混凝土檢測當(dāng)中所檢測到的結(jié)果存在差異性，通過研究產(chǎn)生原因發(fā)現(xiàn)，隨著橫向尺寸的不斷減小，縱向波速會發(fā)生一定的轉(zhuǎn)變，從而影響到最終結(jié)果的精確度。

3.3 鋼筋位置的影響以及修正工作

對于超聲波來講，在鋼筋中的傳播速度要比混凝土中的傳播速度快1.3倍～1.9倍。如果鋼筋的位置存在偏差，在實際的測量過程當(dāng)中就會對混凝土強(qiáng)度的計算結(jié)果產(chǎn)生較大的影響。鋼筋的影響分兩種情況，一種是與聲波傳播方向平行，另一種是與聲波傳播方向垂直。由于鋼筋與聲波傳播方向垂直時，會對檢測結(jié)果產(chǎn)生較大的影響，因此針對該種情況需要在測試時盡量避免與鋼筋垂直或者是對鋼筋進(jìn)行修正，這樣能夠保證測量結(jié)果的精確度。

3.4 水灰比以及水泥用量的影響

混凝土本身的抗壓強(qiáng)度與水灰比有著非常密切的聯(lián)系，水灰比不斷降低混凝土的強(qiáng)度，彈性性質(zhì)會有所提高，超聲波的傳播速度也會提高，如果水灰比升高，那么傳播速度就會下降。實際上水灰比例的變化改變了材料當(dāng)中骨灰比的含量，因此在考慮水灰比和水泥用量的影響時還需要考慮骨料的用量所帶來的影響。

3.5 骨料品種、粒徑、含量的影響

在實際的檢測過程當(dāng)中，每平方米的混凝土中，骨料的用量、顆粒組成變化等內(nèi)容對混凝土實際承載能力所產(chǎn)生的影響十分小。但是骨料的品種、用量、顆粒組成等對于超聲波波速的傳播速度有非常大的影響。因此在實際的檢測過程當(dāng)中，為了降低該因素對檢測結(jié)果所帶來的影響，必須對其進(jìn)行深入的分析研究，以此來保障檢測結(jié)果的精確度。

3.5.1 品種的影響

對于混凝土超聲檢測來講，聲波在骨料中的傳播速度比在其他組分當(dāng)中的傳播速度高的多，而且在混凝土當(dāng)中骨料所占比例十分大。因此骨料對檢測結(jié)果有著非常大的影響。在之前的檢測工作進(jìn)行當(dāng)中，許多檢測人員忽略了骨料品種對檢測結(jié)果所帶來的影響，這樣就導(dǎo)致混凝土強(qiáng)度與真實值存在較大的誤差。所以在實際的檢測過程當(dāng)中，檢測人員應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到骨料對檢測結(jié)果所帶來的影響，充分考慮到該因素，保證檢測結(jié)果的精確性。

3.5.2 粒徑的影響

隨著骨料的直徑越大，聲波傳播的速度也會有所增加，這就導(dǎo)致檢測結(jié)果和混凝土本身強(qiáng)定測定值呈現(xiàn)了非線性的關(guān)系，骨料的顆粒直徑越大對檢測結(jié)果所產(chǎn)生的影響也就越大，這就要求檢測人員在檢測時充分考慮骨料直徑所帶來的影響，保證檢測結(jié)果的精確度。

3.5.3 含量的影響

對于混凝土來講，骨料的品種相同，骨料的含量對于混凝土本身的承載能力不會產(chǎn)生較大的影響，但是對于超聲波傳播的速度會產(chǎn)生較大的影響。在相同強(qiáng)度下，混凝土當(dāng)中的骨料含量越高，超聲波傳播的速度也會提高。因此在檢測時檢測人員要充分考慮到骨料含量對檢測結(jié)果所帶來的影響，以此來保證對混凝土做出最準(zhǔn)確的檢測。

3.6 構(gòu)件損傷對測試所帶來的影響

在實際的檢測過程當(dāng)中，由于忽略了構(gòu)建損傷對檢測結(jié)果所帶來的影響直接將聲波數(shù)據(jù)帶入到了公式當(dāng)中，使檢測結(jié)果存在了較大的誤差，甚至是無法對混凝土強(qiáng)度做出最準(zhǔn)確的判斷。因此在實際的檢測過程當(dāng)中，檢測人員應(yīng)當(dāng)充分的認(rèn)識到混凝土內(nèi)部如果存在損傷問題會對檢測結(jié)果產(chǎn)生一定影響，要充分的認(rèn)識到該檢測因素的所帶來的影響，盡可能的保障檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性。

4 結(jié)束語

綜上所述，對于混凝土強(qiáng)度來講，通過超聲法對其強(qiáng)度增強(qiáng)檢測能夠保證結(jié)構(gòu)更安全，相對于傳統(tǒng)的檢測方法能夠更準(zhǔn)確的得到檢測結(jié)果，也能夠不破壞整體結(jié)構(gòu)。但是在實際的檢測過程當(dāng)中，現(xiàn)場的許多因素會對檢測結(jié)果產(chǎn)生一定的影響，而且檢測方法對于檢測人員有著較高的要求，需要其有豐富的工作經(jīng)驗，而且專業(yè)素質(zhì)也要達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)的要求，這樣才能夠保證檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性。另外，在實際檢測的過程當(dāng)中，需要檢測人員對現(xiàn)場情況是儀器設(shè)備的進(jìn)行詳細(xì)的檢查，這樣能夠及時的發(fā)現(xiàn)影響因素，并且排除影響因素對整體檢測所帶來的影響，保證檢測結(jié)果的精確度。