混凝土强度超声波平测法检测技术

混凝土强度超声波平测法检测技术

张龙

张龙

迪庆州质量技术监督综合检测中心

摘要：改革开放以来我国经济发展迅速，建筑行业更是异军突起成为支撑我国经济不断进步的重要动力。随着建筑水平的提升，人们对建筑工程质量要求愈发严格，建筑企业要想在激烈的市场竞争中占有一席之地，就必须采取有效措施提升建筑工程质量。当前混凝土是建筑工程的主要建筑材料，其质量、性能很大程度上决定了工程整体的质量水平，因此施工单位应当强化对混凝土质量的控制。混凝土强度是混凝土结构的主要指标，是建筑工程建设中应当关注的重点。施工企业应当强化对混凝土强度的检测，通过有效的检测技术方法获得真实准确的混凝土强度数据。

关键词：混凝土强度；超声波平测法；检测技术

近年来建筑行业竞争愈发激烈，建筑企业逐渐加强了工程质量的重视，混凝土结构是当前建筑工程中的主要结构类型，也是当前建筑企业应当关注的重点。混凝土强度是衡量混凝土结构的主要指标，当前的混凝土强度测量中存在较多方法，其中混凝土超声波平测法是众多方法中应用较为广泛并且测量精确度高的方法。施工企业应当在施工实践中科学有效的运用混凝土超声波平测法，进而有效提升混凝土强度数据的准确性。

一、当前混凝土强度测量常用方法

（一）回弹法

根据混凝土表面的回弹强度对结构混凝土强度进行推算是回弹法的基本原理。有很多因素会对回弹法测强造成影响，混凝土碳化是影响最大的因素。混凝土表面在碳化的情况下会具有更高的硬度，因而产生更大的回弹值，在硬化年龄期增长的过程中，一旦碳化现象产生于混凝土表面，其硬度就会随之增加，回弹值与强度增加率之间的平衡就会被打破。尤其是在检测就建筑物时碳化的影响更大。另外，龄期、混凝土的含水率、养护方法和湿度、成型工艺、配合比、原材料也会对回弹法测强造成影响。回弹法具有精度相对较差的缺点，因此使用单一的回弹法进行混凝土强度测量效果不理想。

（二）钻芯法

在混凝土结构构件上直接钻取芯样，并对经过处理的芯样进行抗压强度试验，进而对混凝土实际抗压强度进行确定是钻芯法的基本过程。因为芯样直接从混凝土构件上取得，所以混凝土的真实强度能够通过测试结构反映出来，所以该方法具有更准确、更可靠的优点。但是使用这种方法时，混凝土结构构件会产生局部损伤，是微破损现场检测方法。此外混凝土芯样的抗压强度与操作工艺、钻机设备质量、锯切机质量关系密切，芯样湿度、端面和轴线垂直度、端面平整度、高径比、芯样直径也会对芯样抗压强度造成影响。

（三）拨出法

利用专用工具拨出已置入混凝土的锚具来对混凝土抗压强度进行测量是拨出法的基本原理。实际中存在预埋拨出法和后装拨出法两种形式。在混凝土表层以下一定距离处预先埋入一个钢制锚固件，在硬化后混凝土中锚固件施加拨出力，对极限拔出力进行记录，最后以测强曲线为依据利用拨出力获得混凝土抗压强度，是预埋拨出法的基本过程。可见预埋拨出法要求事前进行计划，并在混凝土硬化后进行。后装拨出法没有预先计划等问题，在非处于钢筋位置已硬化的新旧混凝土都可使用。后装拨出法具有适应性强、可靠性高的特点。

（四）混凝土强度超声波法

超声脉冲在混凝土中传播的规律和混凝土强度之间的关系是超声波法的基本原理，该方法以测定超声脉冲的有关参数为依据对混凝土强化进行推断。具体测量中在超声仪高压脉冲作用下，换能器内的压电晶体获得高频声脉冲，混凝土介质中传入声脉冲，通过混凝土传来的声信号被接受换能器接受。通过超声波在混凝土中传播的距离和实践的测量结果，获得混凝土中超声波传播的速度。混凝土的密实度决定了超声波的传播速度，而混凝土的密实性又与混凝土强度存在一定关系。当混凝土配合比确定时，强度会随着波速的增加而增加。其中混凝土的龄期、混凝土含水率、骨料最大粒径、水泥品种、水泥用量都会对超声测强产生影响。在理论层面，混凝土内部在超声检测中能够检测出混凝土均质性、裂缝深度、不密实区的位置和范围、混凝土内部空洞等情况，所以结构混凝土内部的强度和密实度能够有效的反映出来，在这一点上比其他方法更具优势[1]。

二、实验设计与测试方案

（一）试验设计

本试验制作了C40、C35、C30、C25四个等级的混凝土式件，尺寸大为为1300毫米×160毫米×160毫米。萘系UNF-5高效减水剂、碎石、中砂普通硅酸盐水泥是试验中所用的原材料，其中水泥具有32.5级和42.5级的强度，碎石的最大粒径为22.5毫米。

（二）测试方案

平测面选择混凝土试件的两个1300毫米×160毫米的侧面，对测面为两个相对的160毫米×160毫米的端面。超声波检测仪为RS-ST01C型，测试时具有200V固定发射电压，超声波换能器具有50kHz的频率。

第一，对测法。通过常规方法对两个相对160毫米×160毫米对测面的三对测点的超声波传播实践进行测量，然后量取混凝土试件的实际长度，获得超声速值后对三对测点的平均声速Vd进行计算。

第二，单面平测法。先固定发射换能器于两条平测面的测线上一点，然后对接受换能器进行等距离移动，得出换能器内边缘间距a=50，100，150……500mm，然后对不同距离时各自的超声波传播实践进行测量，t是每块混凝土试件侧面上两条测线上的传播时间的平均值。

利用ai代表超声波在混凝土中传播时两换能器边缘间距，与代表平测波速的Vp存在关系式：ai+vpiti=ai，在采用超声平测法条件下每对测点的超声波实际传播距离满足：ai+|ao|=a，平测声时初读数t和声程的综合修正值为ao。由于与对测法不完全一样的声时初读数to存在于声时读取过程中，且接受换能器与发射换能器的能量中心不在一个几何点上，两换能器内边缘的距离或中—中距离不等于首波信号的传播距离。对时—距回归方程进行建立：ao+vpiti=ai，ao及Vp的数值根据测试数据确定，其中超声波平测声速值是Vp。

三、试验数据统计分析

表1中为试验得到的及相应Y的八组数据

结语

本文对混凝土强度超声波平测法的运用进行了分析，但本文还存在一定局限，希望工程人员加强对平测法声速修正的重视，进而获得更加精确的混凝土强度值。

参考文献：

[1]李霞.混凝土强度超声波平测法检测技术[J].工程与建设，2010，（09）：228-229+232.

[2]郭伟玲，刘军.超声波平测法检测混凝土裂缝深度[J].四川建筑科学研究，2014，（08）：91-93.