超声波测定混凝土结构强度和厚度研究

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1、超声波测定混凝土结构强度和厚度研究　　摘要:为了保证混凝土结构在检测过程中的稳定以及安全，进行超声无损检测是很好的技术手段。超声无损检测对混凝土结构强度以及厚度进行必要的试验时，为了保证其结果准确、可靠必须要保证声波能够被准确识别。笔者结合多年的混凝土超声检测经验和技术，首先对超声检测混凝土强度以及厚度的基本原理进行系统的阐述，并且系统整理了可能对检测结果有所影响的一系列因素，最后针对理论基础对混凝土测定强度以及厚度的推导原理进行分析和探讨，以期为行业有所帮助。关键词:超声波;无损检测;物理模型实验;混凝土强度;混凝土厚度中图分类号：TU37文献标识码：A引言7当前对于混凝土结构的厚度以及

2、强度检测而言，大多数施工企业选择的方法还是传统的钻孔取芯手段，利用这种技术手段一方面成本比较高、耗费工时，并且还会造成建筑物表面造成破损，日后还会花费工时和材料进行修补，势必对建筑物的正常使用有所影响，对于当前修建优质混凝土结构的大环境不相符。为了保证混凝土结构在检测过程中的稳定以及安全，进行超声无损检测是很好的技术手段。超声无损检测对混凝土结构强度以及厚度进行必要的试验时，为了保证其结果准确、可靠必须要保证声波能够被准确识别。笔者结合多年的混凝土超声检测经验和技术，首先对超声检测混凝土强度以及厚度的基本原理进行系统的阐述，并且系统整理了可能对检测结果有所影响的一系列因素，最后针对理论基础

3、对混凝土测定强度以及厚度的推导原理进行分析和探讨，以期为行业有所帮助。一、超声测强、测厚的基本原理（一）强度检测技术超声波在混凝土中的传播参数(声速)与混凝土结构的强度之间存在一定的相关性，而通过这样的相关性就可以通过超声波检测得到混凝土强度值。超声波的传播速度越快、混凝土的弹性模量越大,那么混凝土的强度则越高。相关文献已经得到研究成果，通过数学非线性相关模型可以模拟这种相关性。当前主要使用到的相关关系式为：指数函数方程:fccu=AeBv幂函数方程:fccu=AvB抛物线方程:fccu=A+Bv+Cv2式中:v为超声波在混凝土中的传播速度;fccu为混凝土强度的换算值;A,B,C为常数。

4、测试面必须要选择浇筑混凝土的模板侧面，在进行现场混凝土强度检测时,而通常一个测区面积大小为2007×200mm。而最大间距应该控制在两米之内，对于相邻试件之间。进行试验时选择的测试面必须要保证其干燥无缺陷、清洁平整、无饰面层。被测混凝土表面在进行测试时必须保持其能够与换能器保持很好耦合,这样可以有效保证其试验中声波的损失减少。（二）声波反射法测量厚度超声波会在不同界面的分界处形成折射波和反射波，当其从一种固体介质入射到另一种固体介质时。反射系数越大，其声阻抗率相差也就会越大,反射信号就越强。识别出反射波的叠加起始点，从直达波和反射波混杂的接收波中,并且试验测得反射波达到的时间，通过相关计算

5、就可以得到混凝土结构的厚度。通常计算公式为：式中:H为混凝土厚度,T为反射波走时,C为混凝土中声速,L为两换能器间距。二、原材料及配合比对于混凝土的影响混凝土结构组成材料的不同和差异会对超速波检测强度和厚度有一定的影响，即使是相同材料构成的混凝土结构也会由于其配合比的不同而产生不同的声速。a.水泥品种影响.对于超速检测而言，水泥品种所产生的影响没有十分明显的规律性。其中能够掌握的规律可能包含：水泥的磨细度(比表面积)越大,硅酸三钙的百分含量越高,7声波在其中的传播速度自然也就越大，而混凝土强度也会更加高。对于龄期比较早的混凝土而言，其进行混凝土结构检测时必须要考虑水泥品种所造成的影响，但是

6、对于龄期比较大的混凝土而言则可以基本对水泥品种所造成的影响忽略不计。b.超声声速由于矿物细掺料所产生的影响.目前我国混凝土发展越来越向高性能和高强度的方向发展，而为了得到高性能高强混凝土势必要适当增加一定的矿物细掺料,这样的掺加方式目前也是很成熟的技术。掺加了矿物等的混凝土其声波曲线表面硅灰提高了超声在混凝土结构中传导的声速值。c.粗骨料的粒径、品种和含量对于超速检测所造成的影响.相关研究文献表明，粗骨料的品种以及含量等对于超速侧强曲线并没有造成很大的影响。d.砂率对于混凝土超速侧强的影响.对于不同砂率的混凝土结构而言，相关文献研究结果表明，当用单一的指标进行混凝土强度以及厚度检测时会产生

7、百分之十左右的误差。这主要是由于当砂率控制比较合理时，则会使得混凝土结构密实性增加；与此同时，砂率的控制会改变混凝土结构中粗骨料的比重，对于强度和厚度检测虽然不会造成很大影响，但是会使得声速在其中的转播有所影响。e.配合比.7对于混凝土结构而言，不同的配合比会使得其超速声速在其中的传播造成很大影响。由于配合比的不同会使得混凝土强度等级差异很大，而不同配合比造成的不同强度混凝土结构则无法很好的与拟合曲线相匹配，而且施工现场