超声波检测混凝土强度JGHNT02

施细则发布日期：2014年1月1日

1. 适用范围、检测项目及技术标准

1.1.适用范围

本细则适用于估测建筑物混凝土强度。不适用于C30以上的混凝土。

1.2.基本原理:

混凝土强度与超声波在混凝土中的传播速度(简称声速) 之间有较好的相关性。求得强度与声速的相互关系, 就可根据現场实测的混凝土声速推算其强度。

1.3.检测项目

超声波法检测混擬土强度。

1.4.引用标准

JTJ270-98《水运工程混凝土试验规程》

2.检测设备

2.1.非金属超声波检测仪: 仪器最小分度0. 1µs。当传播路径在l00mm 以上

时, 传播时间(简称时间) 的测量误差不应超过2%；

2.2.換能器:对于路径短的测量(如试件),宜用频率较高的換能器(100~200kHz);

对路径较长的测量,宜用50kHz以下的换能器；

2.3.换能器与被测体表面的耦合: 換能器与被测体表面应有良好的声耦合。被

测体表面应平整、光滑。若混凝土表面凹凸不平, 可用砂轮磨平,或用砂浆修整；

3.设备校正

仪器零读数的校正: 仪器零读数指的是当发、收换能器之间仅有耦合剂的薄膜时,仪器的时间读数,以t0表示。对于具有零校正回路的仪器, 应按照仪器使用说明书, 用仪器所附的标准棒在测量前校正好零读数, 然后测量(此时仪器的读数.已扣除零读数)。对于无零校正回路的仪器应事先求得读数值t0, 从每次仪器读数中扣除t0。

零读数按下述方法求得: 以均质材料制成棱柱体(或截成长度不等的两段) , 棱柱体的横向尺寸应大于换能器直径。准确地测量纵向尺寸d1和横向尺寸d2, 并立即用超声仪测读纵向和横向的时间读数t1和t2。

施细则发布日期：2014年1月1日求t0时, 测量长度和声时应在同一室温下进行, 所用的耦合剂应与在建筑物上测量中所用者相同。

若仪器附有经过标定传播时间t

1的标准棒, 可测读此标准棒的声时t

2

,则

t 0= t

1

- t

2

。当仪器性能允许时,也可将发、收换能器幅射面隔着耦合剂薄膜相对

直接接触,读取这时的时间读数即得t

。

更換换能器时应另求t0值。

4.试验

4.1.建立强度一波速关系:

(1)试件制作:

为建立混凝土强度和波速间的关系, 应制作一批试件, 测定其波速, 并随

即测定抗压强度。

试件数量: 3个为l组,不少于10组。

试件尺寸:宜为150mmxl50mmX150mm。当骨料最大粒径超过40mm时,试件尺寸

不小于200mmx200mmx200mm。

试件的原材料、配合比、振捣方法、养护条件应与被测建筑物混凝土一致。

为了使这一批试件的强度、波速在较大范围内变化,可采用以下两种方法。

如旨在检验建筑物混凝土强度时，可采用固定水泥、砂、石配合比, 使水灰

比在一定范围内上下波动, 在同一龄期测试。如旨在了解混凝土硬化过程中强度

的变化时，可采用固定水灰比和配合比的混凝土在不同龄期进行测试。

(2)试件的测试:

超声测试:换能器压紧在测点上,调整增益,使

所有被测试件接收信号第一个半波的幅度

降至相同的某一幅度, 读取时间读数。测

试位置如图所示。以5点测値的算术平均值

作为试件中超声传播时间 t的测量结果。

尺寸测量: 以不大于1mm 的误差,

沿超声传播方向测量试件各边长, 取平均值

作为传播距离L。图：试件的测试位置

1一浇注方向; 2一抗压测试方向, 3一超声测试方向声速：v。=L/t

抗压强度测试: 按JTJ270-98第6.1节的规定执行。

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(3)结果整理:

以1组3个试件测试结果的算术平均值作为1个数据,在坐标纸上, 点绘强度一波速关系曲线。精确的方法，应是根据实测数据, 以最小二乘法计算出曲线的回归方程式。对于方程式的函数形式推荐以下三种, 可根据实测曲线形状选用。

4.2.现场测试:

在建筑物相对的两面均匀地划出网格, 网格的交点即为测点。相对两测点的距离即为超声的传播路径长度 L, 此长度与实际距离的误差应不超过1%。网格的大小, 即测点的疏密,视建筑物尺寸、质量优劣和要求的测量精度而定, 网格边长一般为200~ 1000mm。

在测点上涂上相合剂, 将换能器压紧在相对的测点上。调整仪器增益,使接收信号第一个半波的幅度调至某一幅度(与测试试件时同样大小),读取传播时间t,则该点声速为:

V=L/t

在测量过程中应注意波形的变化和波速的大小,若发现异常波形和过低的波速时,应反复测量,并检査测点的平整程度和耦合是否良好。

把所测得的数值标绘于图中 (图的尺寸以实际构件尺寸按比例缩小) , 分析构件之均匀程度及薄弱部位。在数值偏低的部位, 可根据情况加密测点。

4.3.试验结果计算:

4.3.1.将现场测得波速加以必要的修正后, 按强度一波速关系式(或曲线) 换算出各测点处的混凝土强度。并算出平均强度m fcu o。

4.3.2.关于钢筋对声速影响的修正:

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(1)钢筋垂直于传播路径(见图):

这种情况下混擬土的声速由测得的传播速度乘上一修正系数求得。

修正系数见表：

钢筋垂直于传播路径时的声速修正系数

Ls/L Vo-3000(m/s) Vo=4000(m/s) Vo= 5000 (m/s)

l/12 0.96 0.97 0.99

l/10 0.95 0.97 0.99

l/8 0_94 0.96 0.99

l/6 0_92 0.95 0.98

注: vo一混凝土的声速,取前近无铜筋处测得的声速平均值。

Ls/L一传播路径中通过観筋断面的长度 Ls与总路径 L之比,若探头正对钢筋

Ls =

(2)钢筋平行于传播路径（见图）

在这种情况下测得的传播时问为 t, 则混凝土中的声速 vc (略值) 按下式计算: