超声波检测混凝土强度分析

王威

摘 要：随着我国经济的飞速发展以及城镇化进程的加快，建筑行业得到了突飞猛进的发展。混凝土质量直接决定了建筑的质量，进而影响人们的生命安全。因此，混凝土强度的检测方法受到了社会各界的广泛关注。在传统的检验过程中，取样试件的代表性一直是个问题。接下来，本文将详细论述超声波检测混凝土强度分析。

关键词：超声波检测；混凝土；强度

自从1949年西方研究人员在混凝土结构检测中首次使用超声脉冲检测技术以来，这种无损检测技术得到了广泛应用。超声波技术能够对混凝土的强度、弹性、内部缺陷等进行检测，但是，由于强度检测中的多种不确定性因素，导致了超声测强技术发展缓慢。但是，随着科技研究与理论研究的深入发展，超声测强的应用深度与广度会进一步增大。

1 混凝土中超声波特点以及超声测强的基本原理

由于混凝土独特的内部构造方式，使得超声波的传输也具有独特性质。在混凝土中，超声波的传播衰减比较大，指向性比较差。由于折射与反射作用的影响，使其在混凝土内部传输时并非直线进行。同样原理，在任何一点的声场所空间中，都存在着入射声波、反射波、折射波以及转换后的横波。因而，检测仪探头所接受的信号，也是上述声波的叠加。

超声波指的是超声仪器发射转换器，以一定的重复性频率所间断性的发出的超声脉冲。超声测强，指的是通过混凝土中超声脉冲的传播规律以及与混凝土强度之间存在的某种关系，通过对脉冲参数的具体分析，最终得出混凝土强度的检测方式。超声仪器所产生的脉冲，会进一步促使电压晶体获取高频脉冲。产生的脉冲会进一步传输到混凝土中，相应的接收转换器会接受混凝土中的信号数据，进而将超声波在混凝土中的传播距离与传播时间测量出来，进而计算出混凝土中超声波的传播速度。混凝土中声波的传播速度，能够详细的反应混凝土密实度。混凝土强度与混凝土密实度存在直接联系，所以说，混凝土中的超声波声速与混凝土强度之间有密切关系。简言之，混凝土越密实，其强度就越高，混凝土中声波的传输时间就越短，声速越大。混凝土越稀疏，其强度就越低，混凝土中声波传输时间就越长，声速越低。

2 混凝土超声检测的主要影响因素分析

水泥品种是影响混凝土强度的重要方式，对于早期的混凝土质量在早期并无规律性可研究。部分水泥早期的强度较高，部分后期强度较高。矿物细掺料，现阶段的混凝土主要向着高性能、高前度方向迈进，掺加矿物细料或硅灰，能够大幅度提高混凝土强度。由于硅灰的颗粒比较小，具有高度分散特性，提高了超声的声速值。粗骨料含量，石子对于超声测强的影响不显著，可忽略。但是碎石与卵石的石质相同，对声速的影响也不大。但是，粗糙的碎石能够提高骨料与水泥的粘结，比卵石的强度高很多。砂率，科学合理的砂率，能够有效提升混凝土的密实度，增强其粘聚性能。砂率变化，也会导致粗骨料含量发生变化。砂率对强度影响较小，但是，对声速影响较大。配合比，不同的配合比，其超声的声速也存在较大区别。对于材料相同的混凝土中，不同的配合比导致不同原材料的体积并不相同。例如，含粗骨料较多的混凝土，其超声传播速度就比较快。水灰比较大的混凝土，孔隙多、易蒸发，声速比较低。而水灰比较小的混凝土，空隙较小、内部比较密实。

3 在混凝土检测中超声波检测的具体应用分析

3.1 混凝土强度检测中超声回弹综合法的应用

混凝土强度是混凝土质量的非常重要的指标之一，所以说，检测混凝土强度成为了超声波检检测的重要方面。现阶段，超声回弹综合检测方式因测试精确度强等特点，在实际检测中被广泛应用。这种检测方式，是综合利用回弹法与超声法而设计出来的检测新方式。两种检测方式都是以强度、应变行为以及材料应力作为重要依据。在超声法运用该过程中，超声速度能够精确、全面的反映被测试材料的内部信息和材料属性。回弹法，一方面能够准确反映材料的弹性特点，一方面还能够有效反映材料的可塑属性。但需注意，其对材料可塑属性的反应比较浅，只能进行表面属性方面的检测，无法有效反映更深层次属性。因此，综合利用回弹法与超声法，能够综合两种方式的优点，在对混凝土内部材料、情况进行综合检测的基础上，展现混凝土表层情况。通过两种方式，综合检测混凝土内外部整体情况。这种综合性的检测方式，其结果是建立在对测强曲线综合分析基础上得来的。对检测过程中的超声声速值、抗压强度以及表面回弹值等数据进行综合统计分析，并与抗压强度、非破损检测参数之间建立测强曲线。通过f-v-r之间的曲线关系，分析混凝土强度值。在使用超声仪检测过程中，混凝土中声波的传输时延用t来表示，混凝土中的声波传输速度用v来表示，回弹值也就是混凝土表面硬度用r来表示。综合声速值v与回弹值r，计算出混凝土的f强度。在实际的强度检测过程中，会涉及多个参数，且不同参数之间会产生对比。因而大大降低了单一检测指标的影响，大幅度提升了检测结果的精确性。

3.2 超声波检测混凝土强度的内部缺陷与损伤

在实际检测过程中，除了使用超声波对混凝土强度进行检测之外，还广泛应用在混凝土内部缺陷与损伤的检测中去。随着检测方式的不断进步以及研究的深入发展，超声检测的结果更加准确。主要通过PSD判据法、CBV判据、NFP法以及概率判断方法，检测混凝土的缺陷。运用超声检测方式，对于断面的升学参数进行信号处理与超声检验。对收集的数据信息进行综合分析之后得出结论。因为测试过程中所选择的方法本身存在一定缺陷，只能在大体上估计缺陷的位置，无法对缺陷进行准确定位。也就是说，超声检测方式能够在缺陷定位与判断上得出一定结论，但是，却无法对缺陷的范围、大小、形状、分部等属性参数进行精确量化。通常情况下，在检测混凝土内部缺陷与损伤过程中，超声检测技术存在两方面不足：第一，利用超声波异常数据，能够检测其内部的缺陷与损伤情况，但是无法给出确定性的参数描述。第二，通过超声波参数值只能够大体的反应测试部位的平均状况，但是，无法对具体的缺陷进行定量分析。为了更好的解决上述问题，层析成像技术得到了广泛发展。通过层析成像技术，能够对混凝土内部进行交叉射线穿透，进一步对测区缺陷进行定性、定量的分析，得出完成的混凝土断面情况，全面、完整的对混凝土缺陷进行定量分析。这种新兴技术，能够通过特定的图像数字处理技术，全面、完成的将混凝土内部状态进行展示，更方便进行缺陷检测与损伤检测。随着我国超声仪器的广泛使用与发展，层析成像技术的的应用场所得到了大幅度拓宽。

4 结束语

综上所述，本文针对混凝土中超声波特点、超声测强的基本原理以及混凝土超声检测影响因素开始入手分析，从两个方面：混凝土强度检测中超声回弹综合法的应用，超声波检测混凝土强度的内部缺陷与损伤，详细论述了在混凝土检测中超声波检测的具体应用分析。

参考文献

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