超声法检测钢管混凝土质量

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1、维普资讯http://www.cqvip.com南京建筑工程学院学报2000JournalofNanjingArchitecturaland第2期CivilEngineeringInstituteSumNo．33文章编号：1003—711X(2000)02—000507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

2、：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。

3、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

4、]，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，被接收稿日期；1999—10—27作者简介：李利群(1965一)，男，江苏人，讲师，学士维普资讯http://www.cqvip.com

5、第2期李利群等：超声法检测钢管混凝土质量收换能器所接收，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：14．8×10‘g／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

6、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

7、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)；第二种方法是采用平面换能器直接

8、在被测试件的两个相对表面进行对测，它适合于大多数有混凝土暴露面的混凝土构件。对于钢管混凝土柱，采用第一种方法的问题在于：预埋声测管受构件尺寸、构造形式以及施工条件的限制，且对钢管壁与核心混凝土的腔结情况无法测出。由于本工程钢管混凝土柱截面尺寸不大、节点构造特殊、采用高抛法分段施工，不宜埋设声测管，故未考虑第一种方法。那么能否用第二种方法进行检测，其技术关键在于沿钢管壁传播的超声信号对穿过混凝土的径向检测信号有无影响?下面从两个方面来阐述这个