实验三 混凝土超声波检测

实验混凝土超声波检测

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。

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-+=m

n 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。

图3 平面对测法测量混凝土空洞尺寸示意图