超聲技術(shù)在混凝土檢測中的應(yīng)用研究

(中鐵十二局集團(tuán)第七工程有限公司， 湖南 長沙 410005)

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(qiáng)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(jìn)入到老化期，也必須要加強(qiáng)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(zhǔn)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(jìn)行檢測，而無法對混凝土構(gòu)件的內(nèi)部缺陷進(jìn)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(jìn)行檢測，在精度與準(zhǔn)確性方面存在著較大的優(yōu)勢，但是沖擊波法在費(fèi)用方面較為昂貴，大規(guī)模使用往往會造成資源的嚴(yán)重浪費(fèi)。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(jìn)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(jìn)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(jìn)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(jìn)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(jìn)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(jìn)行檢測時可以采用雙面斜測方式進(jìn)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(jìn)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(jìn)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(shí)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(shí)際中也具有較為廣泛的應(yīng)用。鉆孔對測法在實(shí)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(jìn)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(jìn)行對測，共計進(jìn)行兩次，并對兩次的測量結(jié)果進(jìn)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(shí)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(biāo)、運(yùn)輸過程未按照規(guī)定程序進(jìn)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(yán)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(yán)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(jìn)行檢測，因此，無法全面反映出構(gòu)件的實(shí)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(jìn)行測點(diǎn)布設(shè)，同時還需要保證所有測點(diǎn)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(jìn)行磨平處理，同時還需要在測點(diǎn)上抹上黃油；（2）對構(gòu)件沿聲波傳播方向的厚度進(jìn)行測量；（3）對各測點(diǎn)進(jìn)行超聲檢測,逐點(diǎn)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(biāo)準(zhǔn)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(jìn)行進(jìn)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(jìn)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(jìn)超聲檢測技術(shù)在混凝土構(gòu)件檢測中的進(jìn)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(qiáng)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(qiáng)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(qiáng),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).