超声法检测钢管混凝土质量-无损检测.pdfVIP

超声法检测钢管混凝土质量 礴 李利群 ， 韩晓键 事 啦亭 (南京建筑工程学院 土木系，江苏 南京 210009) 丁n1 、 q％．t~t7- 摘 要 ：通过工程实饼 阐述 了超声法在钢管混凝土检 测中的应用技术 ，探讨 了在遵循 《超声法检测混凝土缺陷技术规程 ：~(CECS21：90)的基础上如何将超声检 测技术的运 用范 围 进一步推广 ，为控制和监测钢管混凝土施工质量提供较为可靠的保障 关 键 词：超声检测 一混凝土内部缺陷；钢管混凝土 中围分类号 ：TU317 ．8 文献标识码 ：A 超声检测技术作为混凝土非破损检测技术之一，在混凝土结构工程检测中应用极为广泛 ， 特别是在检测混凝土内部缺陷与匀质性等方面非常有效 我国工程建设标准化委员会于 1990 年颁布了 《超声法检测混凝土缺陷技术规程》(CECS21：90)(以下简称 《规程》)，详述 了超声法 检测混凝土裂缝、空洞、不密实区等缺陷及混凝土匀质性的技术和要求。该规程适用于普通混 凝土和钢筋混凝土结构 ]，对能否应用于钢管混凝土并未说明。 钢管混凝土是近年发展起来的一种新型结构形式，采用空钢管内灌核心混凝土作为结构 的主要承重体系，具有强度高、塑性变形大、抗震性能好、施工快等优点。由于钢管混凝土在施 工当中往往因技术管理不善和施工疏忽，使混凝土材料 内部存在空洞、疏橙、施工缝、组织不均 匀以及混凝土与钢管胶结不 良等缺陷，从而程度不同地削弱构件的整体性和力学性能。所以对 钢管混凝土施工质量的监控极为重要 在 《钢管混凝土结构设计与施工规程 》中提到检验钢管 混凝土质量应采用超声法检测口]，这就为如何运用超声检测技术有效地检测钢管混凝土质量 提出了一个新课题。本文作者在 《规程》的基础上 ，结合同济大学李为杜等早年的研究成果，对 江苏省邮电管理局 电信业务楼钢管混凝土柱进行了现场超声检测，取得了较好的成果 。以下就 该项技术的应用作进一步的探讨和研究。 1 超声检测原理与检测方法 1．1 超声检测原理 由超声仪通过发射换能器发出的周期性超声脉冲波，经过被测体混凝土介质传播后，被接 收换能器所接收 ，并将声波信号显示在仪器上，从仪器上即可测得声波在混凝土 内传播的声学 参数 (如传播速度 、首波振幅 等)。当声传播路径中遇到空洞 、缝隙 、疏松区等混凝土 内部缺 陷时，测得的声速、波幅都会有所降低，且接收波波形也会发生不同程度的畸变 。这是 由于孔 洞、缝隙或疏松区的空间里充有较低声阻抗的气体或水 (空气的声阻抗 —O．004×10g／era ·s，水的声阻抗 ：14．8×10g‘／cm ·s，混凝土的声阻抗 P=108×10g／era ·s)，声波透过 率极低，低频超声波将绕过缺陷向前传播 ，从而使超声波在混凝土中总的传播声时变长 ，声速 降低；此外，声波在遇到由两种声阻抗有明显差异的介质 (固一气或固一液)构成的界面时，会 发生反射、折射，使得绕射到达的接收信号减弱，首波幅度下降；由于缺陷界面的不规则性 ，声 波的反射及折射较为复杂，使声波传播的相位发生差异，迭加的结果导致接收信号的波形发生 畸变 因此通过声速、波幅的大小变化或波形发生的晴变情况 ，即可对混凝土 内部缺陷进行判 断 。 对于无缺陷的混凝土，由于混凝土本身是由固相、液相和气相组成的一种非均质的、非密 实的、各向异性的复合材料，超声波在其 内部的传播过程相当复杂，所测的声学参数会在一定 范围内波动。但超声波在其传播路径上的平均声速值仍可以很好地反映混凝土的质量情况 。一 般来说 ，如果混凝土密实、质量好，则声速高，反之声速就低 。一个结构上各测点声速值的变化 也就反映了各测点混凝土质量的波动情况 ，因此 ，由各测点声速值可以判别混凝土的匀质性。 1．2 检测方法 运用超声法检测混凝土质量，可采用对测法 ．主要有两种 ：一是在混凝土 内部预埋声澳I管． 采用径 向换能器进行对测，这种方法适合于无相对测试面或测试面对超声测试影响较大的构 件(如桩等)；第