第6章讲义混凝土强度的超声波法检测
混凝土的超声波检测技术
混凝土的超声波检测技术一、引言混凝土是现代建筑中非常重要的一种材料，而混凝土的强度和质量很大程度上影响着建筑物的安全性和持久性。
因此，对于混凝土的质量检测非常重要。
超声波检测技术是一种非常有效的混凝土检测方法，本文将对超声波检测技术进行全面的介绍。
二、超声波检测技术简介超声波检测技术是利用超声波在材料中传播和反射的特性来检测材料的质量和缺陷的一种方法。
在混凝土中，超声波检测技术主要用于检测混凝土的强度、密度、裂缝、空洞和锈蚀等缺陷。
三、超声波检测仪器超声波检测仪器是进行超声波检测的必备设备，一般包括超声发生器、探头、检测仪和计算机等部分。
其中，超声发生器用于产生超声波，探头用于将超声波传入混凝土中，检测仪用于接收和处理超声波的反射信号，计算机用于处理数据和输出结果。
四、超声波检测原理超声波在混凝土中传播时，会遇到不同介质的界面，如混凝土与空气、水泥砂浆、钢筋等界面，从而产生反射、折射和透射等现象。
这些现象可以被超声波检测仪器捕捉和处理，从而得到具有物理意义的参数。
例如，超声波在混凝土中传播的速度与混凝土的密度和弹性模量有关，因此可以通过测量超声波在混凝土中的传播速度来确定混凝土的密度和强度。
五、超声波检测方法超声波检测方法主要包括传统的接触式检测和非接触式检测两种。
1. 接触式检测接触式检测需要将探头直接放置在混凝土表面或者放置在钢筋上，通过探头和混凝土之间的接触来进行超声波的传播和反射。
这种方法可以得到比较准确的检测结果，但是需要对混凝土表面进行处理，以保证探头和混凝土之间的紧密接触。
2. 非接触式检测非接触式检测利用了超声波的穿透性，将探头放置在混凝土表面的一侧，通过混凝土的穿透来进行超声波的传播和反射。
这种方法不需要对混凝土表面进行处理，但是得到的检测结果相对不太准确。
六、超声波检测参数通过超声波检测仪器收集到的数据，可以计算出一系列的参数，这些参数可以用于评估混凝土的质量和缺陷。
1. 超声波传播速度超声波在混凝土中传播的速度与混凝土的密度和弹性模量有关，因此可以通过测量超声波在混凝土中的传播速度来确定混凝土的密度和强度。
混凝土强度的检测方法及标准
混凝土强度的检测方法及标准一、前言混凝土是一种重要的建筑材料，它的强度对于工程质量和安全至关重要。
因此，混凝土强度的检测是建筑工程中不可或缺的一环。
本文将对混凝土强度的检测方法及标准进行详细的介绍。
二、混凝土强度的检测方法1. 压力法压力法是一种常见的混凝土强度检测方法，它通过在混凝土试块上施加压力来测量混凝土的强度。
该方法的具体步骤如下：（1）制备混凝土试块，试块的尺寸和数量应符合相关标准要求。
（2）在试块上施加压力，压力的大小应符合相关标准要求。
通常，试块在28天龄期内的强度被认为是混凝土的强度。
（3）测量试块强度，可以通过破坏试块并测量破坏前后的尺寸来计算强度。
2. 超声波法超声波法是一种非破坏性的混凝土强度检测方法，它通过测量超声波在混凝土中传播的速度来计算混凝土的强度。
该方法的具体步骤如下：（1）在混凝土表面上放置超声波发射器和接收器。
（2）发射器向混凝土发射超声波，接收器接收反射回来的超声波。
（3）测量超声波在混凝土中传播的时间，计算混凝土的强度。
3. 拉伸法拉伸法是一种罕见的混凝土强度检测方法，它通过在混凝土试块上施加拉力来测量混凝土的强度。
该方法的具体步骤如下：（1）制备混凝土试块，试块的尺寸和数量应符合相关标准要求。
（2）在试块上施加拉力，拉力的大小应符合相关标准要求。
（3）测量试块强度，可以通过破坏试块并测量破坏前后的尺寸来计算强度。
三、混凝土强度的检测标准1. GB/T 50081-2002《混凝土结构设计规范》该标准规定了混凝土的抗压强度、抗拉强度和弹性模量等参数的检测方法和标准。
2. GB/T 50082-2009《混凝土工程质量检验标准》该标准规定了混凝土的抗压强度、抗折强度和平均强度等参数的检测方法和标准。
3. JGJ/T 23-2011《混凝土强度检测规程》该规程规定了混凝土强度检测的方法、装置、试块的制备和检测等方面的标准。
4. JGJ/T 70-2009《混凝土工程施工质量验收规范》该规范规定了混凝土强度、抗渗性、抗冻性、耐久性和外观等方面的检测方法和标准。
混凝土强度检测常用方法
混凝土强度检测常用方法混凝土强度检测是在建筑和工程领域中非常重要的一项工作。
确保混凝土具有足够的强度，能够承受设计要求的力量和负荷，对于确保建筑物的安全性和可持续性至关重要。
在本文中，我将介绍常用的混凝土强度检测方法，并分享一些关于这些方法的观点和理解。
1. 非破坏检测方法1.1 超声波测试法超声波测试法是一种常用的非破坏检测方法，用于评估混凝土的强度。
该方法基于声波在材料中的传播速度与材料密度和强度之间的关系。
通过测量超声波在混凝土中的传播时间和距离，可以计算出混凝土的强度。
这种方法的优点是无需破坏混凝土样本，测试过程简便快捷。
然而，该方法对混凝土的密度和含水量敏感，准确性可能受到影响。
1.2 震动探针法震动探针法是另一种常见的非破坏检测方法，用于评估混凝土的强度。
该方法基于探测器以一定频率振动并插入混凝土中，通过测量振动的衰减程度来推断混凝土的强度。
这种方法具有操作简单、实时性强的优点，适用于现场实时检测。
然而，该方法对混凝土的含水量和颗粒尺寸分布的影响较大，准确性有一定限制。
2. 破坏性检测方法2.1 压力试验压力试验是一种常用的破坏性检测方法，用于评估混凝土的强度。
该方法通常使用压力机对混凝土样品进行加载，然后通过测量加载过程中的应力和应变关系来计算混凝土的抗压强度。
这种方法的优点是准确性高，适用于实验室环境中的混凝土样品测试。
然而，该方法需要破坏混凝土样本，无法应用于已建成结构的检测。
2.2 冲击试验冲击试验是一种破坏性检测方法，用于评估混凝土的抗冲击强度。
该方法通常使用冲击锤对混凝土样品进行加载，然后通过测量冲击的能量损失来计算混凝土的抗冲击强度。
这种方法的优点是操作简单，适用于现场检测。
然而，由于其破坏性质，只能检测局部区域的强度，无法全面评估结构的整体强度。
总结和回顾：通过上述介绍，我们可以看出，混凝土强度检测有多种常用方法。
非破坏性检测方法适用于现场实时检测，但准确性可能受到混凝土材料特性的影响。
超声波在水泥混凝土结构强度检测中的应用
论文THESIS106 China Highway超声波检测技术是近年来逐渐兴起的一种非破损检测方法，由于其不受构件几何尺寸大小的影响，检测速度较快且检测结果准确，该技术在水泥混凝土结构强度检测中得到广泛应用。
本文针对超声波检测技术，详细总结超声波检测的技术特点及应用范围，深入分析超声波检测技术的工作原理与检测方法，探讨超声波检测强度的影响因素，最后结合工程实践，通过采用钻芯取样法与超声波法对路段抗压强度指标进行检测，确定超声波检测技术检测准确度，结果表明，两种不同检测方法所得检测结果相差不大，但超声波检测方法准确度良好。
超声波检测特点超声波检测技术是一种非破损检测方法，可以直接对水泥混凝土进行检测，并较为真实地反应水泥混凝土结构内部特征，另一方面，超声波技术还具有检测水泥混凝土内部空洞、冻胀、化学腐蚀等病害的功能。
在这种条件下，按照常规方法测定的水泥混凝土结构强度并不能够反映其整体强度，因为结构内部隐患必定会对混凝土整体结构产生影响，而超声波技术可以检测评定混凝土内部隐患区情况，其检测范围更深，检测结果具有代表性。
超声波技术应用范围当施工过程管理不当或者出现某些意外事故，导致水泥混凝土出现质量损伤，或在试验室制作水泥混凝土试件时，取样、养护方法不对，试件各项强度指标不能够满足规范要求时，可采用超声波检测技术对试件或者施工完成后的水泥混凝土结构进行检测。
当需要了解水泥混凝土的强度增长情况，为试件的脱模等提供数据基础时，或者在出厂、吊装、预应力张拉水泥混凝土结构，需要了解荷载对混凝土的强度要求时，可以通过采用超声波技术，持续性监测推定水泥混凝土的结构强度，为水泥混凝土的施工提供相应指导。
当已建水泥混凝土构造物需要维修、加固及改建时，超声波在水泥混凝土结构强度检测中的应用文/韶关市交通工程质量检测中心 张国权 可以应用无损超声波检测技术，对构造物内部结构情况进行检测，为水泥混凝土和构造物的重新设计提供数据依据。
混凝土结构超声波检测技术规程
混凝土结构超声波检测技术规程混凝土结构超声波检测技术规程引言：混凝土结构在现代建设中扮演着重要的角色。
然而，随着时间的推移，混凝土结构很可能会出现损坏和劣化问题，这可能会对结构的安全性和可靠性造成威胁。
超声波检测技术作为一种非破坏性检测手段，在混凝土结构的评估和维护中起着重要作用。
本文将深入探讨混凝土结构超声波检测技术的规程、应用和发展趋势。
一、混凝土结构超声波检测技术概述混凝土结构超声波检测技术通过将超声波传递到混凝土结构中，根据声波在材料中的传播速度和反射特性来评估结构的完整性和质量。
这种技术主要包括超声波脉冲回波法和超声波传播时间法两种方法，它们分别在不同的应用场景中发挥作用。
二、混凝土结构超声波检测技术规程的制定混凝土结构超声波检测技术规程的制定是为了确保技术的准确性和可靠性，并为检测人员提供明确的操作指南。
该规程通常由专业机构或标准化组织制定，其中包括以下主要内容：检测设备的选择和校准、检测对象的准备工作、测量参数的确定、数据分析和报告编制等。
三、混凝土结构超声波检测技术的应用混凝土结构超声波检测技术在各个领域中都有广泛的应用。
在建筑工程中，它被用于评估新建筑的结构质量和完整性，以及老化结构的损坏程度。
在桥梁工程中，超声波检测技术可以用于评估桥梁的结构健康状况和进行维护保养。
该技术还可在隧道、水坝、码头等重要工程中得到应用。
四、混凝土结构超声波检测技术的发展趋势随着科学技术的不断进步，混凝土结构超声波检测技术也在不断发展。
未来，该技术有望实现更高的检测精度和更广泛的应用范围。
基于人工智能和机器学习的数据分析方法可以提供更准确和可靠的检测结果。
另外，无人机技术的发展也将使得超声波检测更加便捷和高效。
结论：混凝土结构超声波检测技术规程的制定和应用对于保障结构的安全性和可靠性至关重要。
在未来，该技术将继续得到改进和推广，为混凝土结构的评估和维护提供更好的解决方案。
作为建筑工程领域的从业人员，我们应当密切关注该技术的发展，并不断更新自己的知识和技能，以适应行业的发展需求。
超声波对混凝土强度的无损检测
智能转换器则起到微机与智能超声检测仪的桥 梁作用， 能将现场检测仪通过串口 ＲＳ－ ４８５ 所传过 来的数据进行转换处理， 再以串行数据 ＲＳ－ ２３２ 上 传给计算机。
超声智能损伤测试装置是该检测系统的核心部 分， 测试装置精度的高低和可靠性的好坏都在于对 这部分的设计和制作， 该测试装置的主要功能有：
土中传播时， 其纵波速度的平方与混凝土的弹性模 量成正比， 与混凝土的密度成反比。而混凝土强度的 高低又与其密度有关， 因此， 根据超声波传播速度， 即可求出混凝土强度。一般情况是， 混凝土声速越 大， 其强度越高。超声波的发射和接收中的换能器 （ 传感器） 采用完全相同的材质和结构， 可以互换使 用或进行双向收发。超声波检测混凝土的缺陷， 采用 的穿透测试， 根据多个测点测试数据的相对比较， 以 统计概率法原理来处理数据、评断。 １．３．１ 超声波传感器
ＲＳ－ ４８５ 串行接口。 ２ 为测试装置原理框图。考虑到测试装置的
功能划分和可靠性方面的要求， 将其设计成两块 ＰＣＢ 板， 其中一块叫控制板， 进行测量控制、参数存 储、通讯控制及传播时间计算等功能， 包括信号的放 大、滤波、Ａ／Ｄ、Ｄ／Ａ、电压比较等功能。另一块板叫做 驱动板， 包括传感器驱动信号的隔离电路、驱动电路。
１ 超声波混凝土损伤检测原理
１．１ 声波在混凝土中传播声能衰减大 混凝土中的水泥、砂、碎石和卵石等组成物均具
混凝土梁柱超声波检测技术规程
混凝土梁柱超声波检测技术规程混凝土梁柱超声波检测技术规程一、引言混凝土结构是现代建筑领域中广泛使用的一种结构类型，其承载能力和耐久性对建筑物的安全和寿命至关重要。
然而，混凝土内部存在着许多潜在的质量问题，如裂缝、空洞、疏松区和钢筋腐蚀等。
为了确保混凝土结构的质量和可靠性，混凝土梁柱超声波检测技术被广泛应用于结构的评估和监测。
二、超声波检测原理超声波检测技术基于声波在材料中的传播特性来评估混凝土结构的内部状况。
当超声波传播到混凝土中时，它会与材料中的界面、缺陷和异质性相互作用，产生反射、散射和透射等现象。
通过测量超声波在材料中的传播时间和强度变化，可以获取混凝土内部的结构信息，如裂缝的位置、尺寸和密度，以及材料的损伤程度和性质等。
三、仪器和设备进行混凝土梁柱超声波检测需要以下仪器和设备：1. 超声波探头：用于发射和接收超声波信号，常见的有接触式和非接触式两种类型。
2. 脉冲发生器和接收器：用于控制超声波的发射和接收，并记录超声波信号的强度和到达时间等参数。
3. 计算机和相关软件：用于数据处理、图像显示和分析，实现对混凝土内部结构的可视化和定量评估。
四、检测步骤及参数设置进行混凝土梁柱超声波检测的步骤如下：1. 确定检测区域：根据需要评估的混凝土结构以及关键部位，确定检测区域和位置。
2. 设置超声波探头：根据混凝土结构的厚度和预期的检测深度，选择合适的超声波探头，并按照要求设置探头的传播角度和距离。
3. 参数设置：根据具体情况，设置超声波的频率、发射脉冲和接收增益等参数，以获得清晰的超声波信号，并降低干扰和噪声的影响。
4. 超声波传播：将超声波探头放置在混凝土表面或穿过孔洞，发射超声波，记录接收到的回波信号，并测量其到达时间和幅度。
5. 数据处理和分析：将采集到的超声波信号导入计算机，并使用相应的软件进行数据处理和分析，如波形重建、频谱分析和成像显示等。
6. 结果解读和评估：根据数据分析结果，判断混凝土内部的结构状况，如存在的裂缝、空洞和异物等，并对其进行定量评估和分类。
混凝土超声波检测技术规程
混凝土超声波检测技术规程一、引言混凝土是一种常见的建筑材料，其性能的稳定性和质量的可靠性对建筑物的安全和耐久性至关重要。
超声波检测技术是一种非常有效的检测混凝土结构中缺陷和损伤的方法，可以提高混凝土结构的质量和安全性。
本文将详细介绍混凝土超声波检测技术的规程。
二、检测设备和工具1. 超声波检测仪器：超声波检测仪器是检测混凝土结构的主要工具。
它包括一个发射器和一个接收器，能够发射超声波并接收反射波。
常见的超声波检测仪器有PUNDIT、SONIMAT、Proceq等。
2. 超声波探头：超声波探头是连接超声波检测仪器的部件，用于发射和接收超声波。
超声波探头的类型和频率应根据混凝土的不同特性和检测深度进行选择。
3. 标记工具：用于标记混凝土结构中发现的缺陷和损伤。
常用的标记工具有彩色油漆、粉笔和标签等。
4. 其他工具：检测混凝土结构还需要一些其他工具，如电池、充电器、电缆等。
三、检测前的准备1. 确定检测目标：在进行混凝土超声波检测前，需要确定检测的目标和检测的深度范围。
2. 确定检测位置和检测方向：在混凝土结构中确定检测位置和检测方向非常重要。
检测位置应确保覆盖整个混凝土结构，并且需要尽量避免混凝土检测中的干扰因素。
3. 准备工作区域：在进行混凝土超声波检测时，需要保证工作区域的安全和干净。
需要清除杂物和尘土等物质，以确保检测结果的准确性。
4. 检测设备的准备：需要检查超声波检测仪器和超声波探头是否正常工作，并确保电量充足。
四、检测过程1. 发射超声波：在进行混凝土超声波检测前，需要发射超声波。
超声波的类型和频率应根据混凝土的不同特性和检测深度进行选择。
发射超声波时，需要将超声波探头紧贴在混凝土表面上，并保持稳定。
2. 接收反射波：当超声波遇到混凝土结构中的缺陷或损伤时，会产生反射波。
超声波探头将接收这些反射波，并将其转换成电信号。
3. 分析结果：通过分析接收到的反射波的强度和时间，可以判断混凝土结构中的缺陷和损伤的类型和位置。
超声脉冲法检测混凝土强度
应变片的粘贴方法： 1、应变片的检查分选：外观检查、阻值检查。 2、测点处理：测点检查、打磨、清洗、打底、划线定位。 3、片的粘贴：上胶、挤压、加压。 4、固化处理：自然干燥或人工固化。 5、粘贴质量检查：外观检查、阻值检查、绝缘度检查 6、导线连接：引出线绝缘、固定点设置、导线焊接。 7、防潮防护
第四节 常用的传感设备
一、传感设备的组成 传感设备的作用是感受所需要测量的物理量（或信号）， 按一定规律把它们转换成可以直接测读的形式直接显示，或 者转换成电量的形式传输给相应的测量仪器。 1、机械式传感器 利用机械原理进行工作，主要由以下四部分组成： 感受机构、转换机构、显示机构和附属机构。 2、电测传感器 电测传感器利用某种特殊材料的电学性能或某种装置的电 学原理，把所需测量的非电量变化转化成电量的变化，如力、 应变、速度、加速度等转换成与之对应的电流、电阻、电压 或电感、电容等。 电测传感器主要由以下四部分组成：感受部分、转换部分、 传输部分和附属装置。
五、裂缝观测器 结构试验中，结构或构件裂缝的发生和发展、裂缝的 位置和分布、长度和宽度，是反映结构性能的重要指标。 特别是混凝土结构、砌体结构等脆性材料组成的结构，裂 缝测量是一项必要的测量项目。 裂缝测量主要有三项内容： （1）开裂，即裂缝发生的时刻和位置； （2）度量，即裂缝的宽度和长度； （3）走向，即裂缝发展的过程和趋势。 1、发现裂缝 最常用的发现裂缝的简便方法是借助放大镜用肉眼观 察，为便于观察可先在试件表面刷一层白色石灰或涂料。 2、测量裂缝宽度 测量裂缝宽度通常用读数显微镜，它是由光学透镜与 游标刻度等组成，将透镜的“+”字标点从裂缝的一边移到另 一边，游标的末读数与初读数之差则为裂缝宽度。
五、数据采集系统 1、数据采集系统的组成 硬件由三个部分组成：传感器、数据采集仪、计算机。 （1）传感器部分 包括各种电测传感器，其作用是感受各种物理变量。 传感器输出的电信号可以直接或间接（通过放大器后）输 入数据采集仪。 （2）数据采集仪部分 数据采集仪部分的作用是采集数据，并将数据传送给 计算机。 （3）计算机部分 包括主机、显示器、存储器、打印机、绘图仪和键盘等。 计算机的主要作用：作为整个数据采集系统的控制器，控制 整个数据采集过程。
超声法检测混凝土质量
超声法检测混凝土质量检测强度、探测混凝土缺陷和裂隙，室内试验中混凝土性能检验，测定混凝土弹性参数等。
检测强度原理C一般在4000～5000m/s之间变化。
混凝土强度（f）与波速之间有较好的相关性。
强度越高其波速其波速越快：物体的密实性、孔隙率与波速有密切相关。
事实上物体密实性越好，孔隙率越低，其波速越高。
另一解释：混凝土强度与弹性模量有相关性，弹性模量高的混凝土，其抗压强度越高。
这就牵扯到混凝土组成、材料工艺等许多方面。
⑴石子的品种、粒径、用量的影响石子一般在混凝土中占70%，不同石子因材质不同，本身波速就不同，用不同石子只要水灰比一样混凝土强度等级就一样，但混凝土强度不一样高，以卵石波速为最高，碎石怀泥砂浆法力强以及碎石子之间嵌固力，使得碎石混凝土的强度高于同条件下卵石混凝土。
石子粒径越大，其波速越高。
含水率：混凝土含水率每增大1%,其波速也增大1%，距离增大，所测波速会减少。
随着测距的增加接收的主频率也变小，且变小的趋势与波速变小的趋势一致。
探测缺陷的原理：超声波难于通过混凝土/空气界面。
由于低频超声波漫射的特点，声波又将沿缺陷边缘两传播，这样因绕射传播的路径比直线传播的路径长，所测得的声时也就比正常混凝土要长。
这时超声波分两条路传播，一直接穿过低速材料，二是绕过缺陷分界面传播，不论哪种情况在该处测得声时都将比正常部位长和声时一样，根据接收波首。
波振幅的异常变化也可以发现缺陷的存在。
但振幅值虽然与混凝土质量相关，但也取决于测试距离和换能器回声学性能，（仪器和换能器的灵敏度、自振频率、频谱特性等），因此难以定出一种统一的指标，只能在同一仪器设备和测距情况下，作相对比较用。
无缺陷混凝土的波形特征：1）首波陡峭，振幅大；2）第一周波的后半周即达到较高振幅，接收波的色络线呈半圆形；3）第一个周期的波形无畸变。
有缺陷的混凝土的波形特征是：1）首波平缓，振幅小；2）第一周波的后半周，甚至到第二个周波，幅度增加得仍不够，接收波的色络线呈喇叭形；3）第一、二个周期的波形有时有畸变。
混凝土超声波检测实验
混凝土超声波检测实验一、实验目的：学习超声波检测仪的使用，掌握混凝土超声波检测的基本原理和方法。
掌握首波声时、振幅、频率测定的基本方法。
二、实验仪器及装置：CTS-35A非金属超声波检测仪、超声换能器、混凝土试块。
三、实验原理：超声波检测技术是利用超声波在物体传播中的反射、绕射和衰减等物理特性，测定物体内部缺陷的一种无损检测方法。
混凝土超声波缺陷检测，目前主要采用“穿透法”，即用发射换能器发射超声波，让超声波在所检测的混凝土中传播，然后由接收换能器接收，它将携带有关混凝土材料性能和内部结构等信息。
超声波在混凝土中传播的速度与混凝土的组成成分，混凝土弹性性质，内部结构的孔隙、密实度等因素有关。
混凝土弹性模量高、强度高、混凝土致密，超声波在混凝土中传播的速度也高，因此随混凝土强度不同，超声波传播的声速不同。
超声波在所检测的混凝土传播，遇到空洞、裂缝、疏松等缺陷部位时，超声波振幅和超声波的高频成分发生衰减。
超声波传播中碰到混凝土的内部缺陷时，由于超声波的绕射、反射和传播路径的复杂化，不同波的叠加会使波形发生畸变。
因此当超声波穿过缺陷区时，其声速、振幅、波形和频率等参数发生变化。
目前对混凝土的超声波检测主要是检测结构混凝土的强度，混凝土的密实度、有无空洞、裂缝等缺陷。
四、实验内容和步骤：1.根据首波声时判定混凝土试块的强度。
由于混凝土试块的不均匀性，在每个混凝土试块的不同部位进行测试，取其平均值。
表1 混凝土强度与波速关系参考表2.混凝土浅裂缝的检测用平测法（斜测法）测量浅裂缝的位置及深度，如图1所示。
图1 平测法测量浅裂缝位置及深度示意图3.混凝土不密实区和空洞的检测用平面对测法（平面斜测法）测量混凝土空洞（或不密实区）的位置和大小，如图2所示。
图2 平面对测法测量混凝土空洞位置和大小示意图混凝土空洞（或不密实区）尺寸的大小，由下面公式和图3所示。
)1)((212-+=mn t t l d r式中r 为空洞半径，d 为换能器直径，l 为测距，t n 为绕空洞传播的最大声时， t m 为无缺陷混凝土平均声时。
超声波在混凝土强度检测中的应用
超声波在混凝土强度检测中的应用摘要：混凝土是工程建设中最主要且用量最大的材料，检测混凝土强度是最重要的环节。
通过超声波在混凝土中传播的速度及其他参量来推定混凝土的强度，从而对建筑物的质量进行评估，因此其被广泛应用于各项工程中。
文章对混凝土强度超声波平测法检测技术进行分析。
关键词：混凝土；超声波；检测超声波法是根据超声脉冲在混凝土中传播的规律与混凝土的强度间存在一定关系的原理，通过测定超声脉冲的有关参数，然后依据测定的参数推断混凝土强度的一种检测方法。
超声波的传播速度与混凝土的密实度有关，而混凝土的密实性又与其强度有一定关系：对于一定配合比的混凝土，强度愈高波速越大，反之愈小。
影响超声测强的因素较多，有水泥品种及用量、骨料最大粒径、混凝土的含水率和混凝土的龄期等。
在实际工程中，由于受外界环境条件的限制，在混凝土强度的无损检测中，超声换能器的布置有两种方式，相对应的测试方法分别为直接穿透对测法和单面平测法。
其中直接穿透对测法测距明确且精度好，灵敏度高，是较为常用的方法。
且前人根据经验回归总结出一套可靠的混凝土强度与测速度值的经验公式。
但是对于某些建筑物结构混凝土只有一个可测平面（如底板、水池壁、地下室、飞机跑道、路面及沉井井壁等），只能采用单面平测法布置换能器。
1 试验设计与测试方案1.1 试验设计针对常用的混凝土强度等级，本次试验设计了C25、C30、C35、C40 4个强度等级的混凝土试件，试件尺寸为1 200 mm×150 mm×150 mm。
标准养护8 d后在室内自然养护28 d及56 d后进行超声波声速测定。
试验中所用的原材料：水泥：品种为普通硅酸盐水泥，强度等级有32.5级和42.5级。
河砂：中砂。
石子：碎石，最大粒径为21.5 mm。
外加剂：萘系UNF25高效减水剂。
1.2 测试方案选择每块混凝土试件的两个1 200 mm×150 mm的侧面作为平测面，两个相对的150 mm×150 mm的端面作为对测面。
混凝土结构的超声波检测技术规程
混凝土结构的超声波检测技术规程混凝土结构的超声波检测技术规程1. 引言混凝土是一种广泛应用于建筑和基础设施中的材料，但由于其内部结构的复杂性，可能存在着一些潜在的缺陷和损伤。
超声波检测技术作为一种非破坏性检测方法，可以有效地评估混凝土结构的健康状况和质量，并提供关键的定量和定性信息。
本文将深入探讨混凝土结构的超声波检测技术规程，以帮助读者更好地理解和应用这一技术。
2. 超声波检测原理超声波检测是通过发送和接收超声波信号来评估材料性能和结构完整性的一种方法。
在混凝土结构中，超声波的传播速度和散射特征与材料的密度、弹性模量、含水量以及潜在缺陷等因素有关。
通过测量超声波信号的传播时间和强度，可以获得混凝土结构内部的信息，并对其健康状况进行评估。
3. 超声波检测仪器和设备进行混凝土结构的超声波检测需要使用专门的仪器和设备。
通常使用的超声波检测仪器包括超声波发射器和接收器、数据采集系统以及相关软件。
超声波发射器和接收器负责产生和接收超声波信号，数据采集系统用于记录和分析信号，软件则用于处理数据和生成检测报告。
4. 超声波检测参数和技术规程在进行混凝土结构的超声波检测时，需要考虑一些关键的参数和技术规程，以确保检测的准确性和可靠性。
以下是一些常用的参数和技术规程：4.1 超声波频率超声波频率是指超声波信号每秒振动的次数，通常以赫兹（Hz）为单位表示。
对于混凝土结构的超声波检测，常用的频率范围为10kHz到1MHz。
选择合适的频率可以根据混凝土结构的厚度、构件尺寸和检测深度来确定。
4.2 模式和探头类型超声波检测可以使用不同的模式和探头类型，以满足不同的检测需求。
常用的模式包括脉冲回波模式（Pulse-Echo）和传输模式（Transmission），常用的探头类型包括直接接触式探头和浸没式探头。
选择合适的模式和探头类型取决于混凝土结构的特点和检测目标。
4.3 数据采集和分析进行超声波检测时，需要对采集到的数据进行处理和分析。
混凝土结构超声波检测技术规程
混凝土结构超声波检测技术规程一、前言混凝土结构是现代建筑中常用的一种结构，其强度、耐久性等关键性能是保障建筑安全和使用寿命的重要因素。
为了确保混凝土结构的质量和安全性，超声波检测技术已经成为一种常用的非损伤检测方法。
本技术规程主要介绍混凝土结构超声波检测的具体方法和注意事项。
二、检测原理超声波检测是利用超声波在不同介质中传播的特性，来检测混凝土结构中的缺陷、裂缝、空洞等问题。
在混凝土结构中，由于混凝土的密度和声波传播速度的变化，超声波在传播过程中会发生折射、反射、衍射等现象，从而形成不同的波形和信号特征，通过分析这些特征可以判断混凝土结构的质量和存在的问题。
三、设备和工具超声波检测需要使用专业的设备和工具，主要包括以下内容：1. 超声波检测仪：用于发射和接收超声波信号，并将信号转换成数字信号。
2. 接收探头：用于接收超声波信号，并将信号传输到超声波检测仪中。
3. 发射探头：用于发射超声波信号，一般和接收探头为一体。
4. 计算机：用于控制超声波检测仪，收集和处理超声波信号。
5. 混凝土钻机：用于在混凝土结构中钻取孔洞，以便进行超声波检测。
6. 钻头和钻具：用于钻取混凝土结构中的孔洞，一般采用直径为10mm的钻头。
7. 清洁工具：用于清洁混凝土结构表面和钻孔洞口，一般采用钢丝刷和吹风机等工具。
8. 标记工具：用于标记混凝土结构中的钻孔位置和编号，一般采用油漆笔或标签纸等工具。
四、检测步骤1. 确定检测区域和方案：根据混凝土结构的设计、施工图纸和使用情况，确定需要检测的区域和检测方案。
一般选择混凝土结构中容易出现问题的区域进行检测。
2. 检测前准备：清洁混凝土结构表面，将需要检测的区域标记出来，并准备好钻机、钻头、清洁工具和标记工具等。
3. 钻孔和测试：按照检测方案，在混凝土结构中钻取孔洞，并通过发射探头发射超声波信号，接收探头接收反射信号，并将信号传输到超声波检测仪中进行处理和分析。
4. 数据处理和分析：将超声波信号转换成数字信号，并通过计算机进行处理和分析，根据信号特征判断混凝土结构中的缺陷、裂缝、空洞等问题。
混凝土的超声波检测原理
混凝土的超声波检测原理一、前言混凝土是建筑工程中常用的建筑材料之一，其性能的稳定和可靠性对于工程的安全和稳定性有着至关重要的作用。
而超声波检测则是一种非常有效的手段，可以用来评估混凝土的质量、缺陷和损伤等情况。
下面将介绍混凝土的超声波检测原理。
二、混凝土的超声波检测概述混凝土的超声波检测是一种非破坏性检测方法，通过测量超声波在混凝土中的传播速度和衰减情况来评估混凝土的质量和损伤情况。
超声波检测的原理是利用超声波在物质中传播的速度和振幅等特性，通过测量超声波的传播时间、衰减、反射等参数来推断物质的结构和性能。
三、混凝土的超声波检测原理（一）超声波在混凝土中的传播混凝土是由水泥、砂、石料等材料组成的，其结构是由水泥胶体和骨料颗粒组成的复合材料。
超声波在混凝土中的传播是由混凝土中的水泥胶体和骨料颗粒所形成的不同的物理结构所决定的。
一般来说，混凝土中的水泥胶体是由矿物胶体、有机胶体和水分三部分组成的，而骨料颗粒则是由石英、石灰石、花岗岩等材料组成的。
当超声波在混凝土中传播时，会发生两种类型的传播。
一种是纵波，也叫纵向波或压缩波，其传播方向与波的振动方向相同，速度较快；另一种是横波，也叫横向波或剪切波，其传播方向与波的振动方向垂直，速度较慢。
在混凝土中，由于混凝土结构的不均匀性，超声波的传播速度也会发生变化，从而产生不同的声学特性。
（二）混凝土的超声波检测方法混凝土的超声波检测主要有两种方法：直接法和间接法。
1. 直接法直接法是将超声波探头直接放在混凝土表面，通过测量超声波在混凝土中的传播速度和衰减情况来评估混凝土的质量和损伤情况。
直接法的优点是不需要对混凝土进行任何损伤，而且可以快速地获取混凝土的声学特性。
但是，直接法对混凝土表面的平整度和检测位置的准确性要求较高，且仅能检测到混凝土表层的情况。
2. 间接法间接法是将超声波探头放在混凝土表面的一侧或者通过钻孔等方式将超声波探头放入混凝土内部，通过测量超声波在混凝土内部的传播速度和衰减情况来评估混凝土的质量和损伤情况。
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关于混凝土检测时的最小测试距离，国际材 料与结构试验研究协会(RILEM)建议根据粗ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ科 的最大粒径予以限制，具体限制值见表。
➢ 声程的计算 声脉冲从发射探头至接收探头所传播的距离称为 声程，它是计算声速时的要素之一，在直透法和 斜透法的测试中，声程即为两探头平面几何中心 连线的长度，只要用直尺量即可。
当采用平测法时，因换能器与试件接触的面 积有一定大小，决定声程时，应选择整个探头面 积上的哪一点作为测量探头间距的依据有一定困 难。考虑到换能器间的相互作用，发射探头与接 收探头间的“有效距离”(即声程)，并不等几何 中心间的距离，而要略小—些，因此，必须对几 何中心间的距离作一定的修正。
声速：
探头与试件之间的压紧程度，也将对耦合情 况造成影响，因而也会影响衰减值而导致声时读 数的误差。为使探头压紧力稳定，可采用图所示 的压紧装置。
3.测距的影响和声程的计算
➢ 测距的影响 测距对声速具有一定影响。
关于测距对声速造成影响的原因，说法不一，如果混凝土的质量 是均一例，则从理论上来说，测距对声速应无影响，目前所造成的 影响，主要是由于混凝土的衰减作用及仪器测读时人为视差的综合 结果。
2.测点的选择与测面处理
在进行实验室标准立方体试块或棱柱体试块 的测量时，应选择成型时的侧面进行测试，并将 探头用直穿法测量上、中、下3—5个测点，布置 方式见图，这样所测结果的平均声速能较全面地 反映试块状况。
在进行现场结构物测试时，应尽可能选择浇 筑时的模板侧面为测试面。若限于条件，必须在 混凝土浇筑的上表面与底面之间测试时，实测声 速一般低于侧面测试的声速。需作如下修正：
声速按下式计算：
1.探头频率的选择及探头的布置
鉴于超声波在混凝土中传播时明显的衰减现 象，所采用的超声脉冲频率不宜太高，探头频率 应随测试距离的增大而降低。
对于探头频率的选择，我国目前尚无统一规 定，北京地区混凝土非破损测试技术研究组建议 按下式选用
在测量声速时探头的布置方式
直穿法
斜穿法
平测法
4.声时的测读
声脉冲在材料中传播一定的声程所需的时间 称为声的。声时也是计算声速的要素之一，需要 准确地测读声时。
第三节 用声速推定混凝土强度的方法
1.声速分级法
这种分级方法是超声法测定混凝土强度的最 原始的应用。它丝毫没有考虑各种因素对混凝土 强度与声速关系的影响，显然是十分粗略的，而 且各级混凝土的质量并无定量概念，不能满足现 代质量检测的要求。因此，这种方法用于粗略地 估计混凝土质量，已被淘汰。
3.修正系数法 修正系数法实际上是校准曲线法的一种发展，它 首先选定某种工程上常用的混凝土作为基准，称 标准混凝土，然后用实测的方法求出标准混凝土 的抗压强度R．与声速C的校准曲线，并用数理统 计方法(求出该曲线的回归方程。此后，凡待测的 混凝土的具体技术条件，如原材料、配比、期 龄……等，与标准混凝土有差异时，则乘以一定 的修正系数予以修正。
➢ 结构混凝土的超声脉冲法检测一般说应包括强度 检测、缺陷探测、弹性或非弹性参数及其它参数 的测定。
➢ 结构混凝土强度的超声检测是以强度与超声波在 混凝土中的传播参数(声速、衰减系数等)之间的 相关关系为基础的。
➢ 从理论上来说，超声传播特性应是描述混凝土强 度的理想参数。但是，由于混凝土强度是一项十 分复杂的指标，它受许多因素的影响，要想起立 强度和超声传播特性之间的简单关系是困难的。
第6章混凝土强度的超声波法检测
精品
第一节 概述
➢ 超声脉冲技术被用于结构混凝土检测的历史不算 很长。人们1928年制成了第一台连续超声波材料 探伤仪。第二次世界大战期间，雷达技术发展很 快，促进了超声脉冲技术的提高，战后，超声脉 冲技术开始实用化。在此基础上，琼斯等人首先 把该项技术引用于结构混凝土的检测，取得了满 意的结果，引起世界工程界的重视。随后的二十 多年中，在这方面的研究不断深入，工程应用也 逐渐普遍。至今，超声脉冲检测技术，已以为工 程结构物质量的重要检测手段之一。
➢ 至今超声测强还只能建立在试验归纳的基础上， 一般是通过试验建立强度与声速的关系曲线(即 R—C曲线)或经验公式，作为超声法测强的基本 换算依据。所以超声脉冲法测强的关键，就在于 建立准确的R—C关系，精确地测量被测混凝土的 声速，以及搞清各种影响R—C关系的因素这三个 方面。
第二节 声速测量技术
➢ 2.标准曲线法 校准曲线法就是在试验室里制作一定数量的立方 体试块，同时对试块用非破损方法(测量试块声速) 与破损方法(用压力机实测抗压强度)进行测定， 然后根据上述实测值建立强度和声速的关系曲线。 在对结构物或建筑构件进行非破损检查时，则用 该曲线作为确定强度的查考依据。
鉴于在一定的地区范国内，原材料条件、配 比设计方法及施工方法等均较接近的特点，我国 于1977年在北京召开的“混凝土超声波测强技术 座谈会”上决定建立地区校准曲线，至今已有许 多地区提出了各自的校准曲线。若求出这些曲线 的回归方程，则可得一系列R—C关系的经验公式。 凡测试地区和测试条件与所得地区经验公式基本 一致，则可将所测的声速值代入经验公式或直接 查对曲线，求出混凝土强度。
➢ 我国自五十年代开始这一领域的研究以来，已取 得丰硕成果。在仪器研究方面，我们自1958年开 始研制混凝土超声检测仪，六十年代即已制成多 种类型的仪器。近年来仪器的研究工作已向小型 化、自动化和智能化的方向发展。在检测技术的 研究方面，近十年来投入了较大的力量，基本上 形成了适合我国特点的方法体系，并正在纳入标 准。在工程应用方面，我国已积累较多的经验， 在许多工程的应用中，都取得了良好的效益。
为使换能器与被测混凝土表面有良好的声耦 合，要求测区内混凝土表面要整洁档，应预先扫 净砂土浮灰，如果混凝土表面粗糙，不平整，而 测区又无法移位时，应将表面用砂轮片打磨，或 用快硬水泥浆取最小厚度填平。
表面整平后，在换能器与试休之间仍需加耦 合剂，以减少声能反射损失。在混凝土测试中常 用黄油、凡土林、水破璃、水等。