第八节 深裂缝检测.ppt

建材测试技术 建材测试技术 三、超声法测试砼强度 是基于超声纵波在砼中的传播速度和砼强度有较好的相关性，知道强度和波速之间的定量关系后，即可通过波速而知道砼强度，一般强度R↑，波速V↑，但由于砼的非匀质性，R－V之间的关系一般不能确定，它与砼本取的技术条件有关，如水泥品种、水泥用量、W/C、骨料品种、粒径、养护条件、含水率等有关，所以在用超声法测砼强度之前，首先针对相同技术条件的砼成型试块进行率定，即先确定R－V曲线，然后再用于实际工程中的测定，并进行有关因素的修正，如钢筋含水率需进行波速的修正，砼R-V的关系曲线有如下三种： （二次函数） （指数函数） （幂函数） 影响超声法测强的主要因素： 1．横向尺寸效应，通常纵波声速指声波在无限大的介质中的传播速度，而随着构件横向尺寸的减小，纵波速度可能向杆、板波的速度转变，即声速可能会变小。当混凝土横向尺寸d≧2λ(λ为波长)时传播速度与大块体中纵波速度之相当；当混凝土横向尺寸λd2λ，可使传播速度降低2.5～3％；当混凝土横向尺寸0.2λdλ时，传播速度变化较大，约降低6～7％，在这个区间里测量时，估计强度地误差可能达到30～40％；当混凝土横向尺寸d0.2λ时，属于波在杆件中传播。 2．温度和湿度的影响 当混凝土处于环境温度为5～30℃时，影响不大，当温度达40～60℃时，脉冲速度约降低5％，当温度在0℃以下时，由于水的结冰，脉冲速度增加(水中的v＝1.45km/s，冰的v＝3.5km/s)。在水中养护的混凝土，一方面由于具有更高的水化程度，另一方面，水分充分渗透并填充了混凝土的孔隙，而超声波在水中传播速度高于在空气中的传播速度(水中的v＝1.45km/s,空气中的v＝0.34km/s)，故超声波的脉冲速度较高。1．故混凝土试件的含水率增加，超声波的传播速度增加。速度的变化特性取决于混凝土的结构，随着混凝土的孔隙率的增大，干混凝土中超声波传播差异也很大。 3．钢筋的影响，超声波在钢筋中的传播速度是普通混凝土的1.2～1.9，有钢筋影响时，会使所测的声速偏高。但是当钢筋配置的轴向垂直于超声波的传播方向时的影响较小，而平行于超声传播方向时，影响较大。 4．粗骨料品种、粒径和含量的影响 在强度相同的情况下，混凝土的超声脉冲速度最高，砂浆次之，水泥石最低，其主要原因是超声脉冲在骨料中的传播速度快。骨料粒径越大，则单位体积混凝土中骨料所占有的声程随之增加，即混凝土的声速随骨料最大粒径的增加而增加。一般相同强度的混凝土其超声声速随粗骨料含量增加而提高的趋势。实际上，在混凝土的组合料中，砂率变化、骨灰比的大小起主导作用。不同粗骨料品种的超声传播速度也不一样，一般石英岩石灰岩玄武岩花岗岩陶粒。 5．水灰比和水泥用量的影响，水泥用量和水灰比的影响实际上就是混凝土的强度，密实度以及弹性性质的影响。 6．龄期和养护方法的影响，试验证明，在硬化早期或低强度fcu的增长小于声速v的增长。 7．混凝土的缺陷和损伤的影响 我国陕西省建科院，曾利用杭州，贵阳、成都、咸阳、湘潭、南京、北京等不同地区的15种石子的试验数据进行换算处理后，得出混凝土强度和砂浆换算声速的回归方程 其中fcuc-用砂浆声速法所推算的混凝土强度，MPa； Vm－经换算求得的混凝土中的砂浆的声速，km/s 用该式计算的相关系数为r=0.91，相对误差为±15.49%，其适用范围还是比较宽的。 四、超声法测量砼裂缝 超声波通过裂缝时，由于裂缝中一般由水或空气填充,而砼和空气（或水）是两种阻抗差别很大的物质，当超声波通过裂缝时，将产生多少反射而表减，最终能量几乎全部被反射，接收到的信号极其微弱，另一方面，由于砼超声检测中，是采用较低的超声频率，当探头置于裂缝的两侧时，低频的超声波又可以从裂缝尾端传过而传到接收探头，这样即可利用超声波传播时间来测裂缝的深度。 测定裂缝的深度分为两种规定： (1)、针对裂缝深度≤500mm的裂缝。 ①??? 要求：1.需检测的裂缝中，不得充水或泥浆； 2．如有主筋穿过裂缝且于两探头的位置十三大致平行，布置测点时，应注意使两探头所在位置的连线至少与该主筋轴线相距1.5倍的裂缝隙预计深度。 ②??? 测试方法：平测法或斜测法等。 （一）平测法 当结构的裂缝部位只有一个可侧面，可采用平测法检测，平测法应在裂缝隙的被测部位以不同的测距同时测跨缝和不跨缝布置测点进行声时测量。 步骤：1.不跨缝隙声时测量，将两探头置于裂缝的同一侧，其间距分别为100、150、200、250mm，分别读取声时值tm。 2．跨缝声时测量，将两探头置于裂缝两侧对称放置，两种换能器中心连线垂直于裂缝方向，间距分别为100、150、200、250mm，读取声时值tf。 3．计算裂缝隙深度hf ∵声波传播速度一致，则