实验 混凝土超声波检测
一、实验目的
学习超声波检测仪的使用,掌握混凝土超声波检测的基本原理和方法。掌握首波声时、振幅、频率测定的基本方法。
二、实验仪器及装置
CTS-35A非金属超声波检测仪、超声换能器、混凝土试块。 三、实验原理
超声波检测技术是利用超声波在物体传播中的反射、绕射和衰减等物理特性,测定物体内部缺陷的一种无损检测方法。
混凝土超声波缺陷检测,目前主要采用“穿透法”,即用发射换能器发射超声波,让超声波在所检测的混凝土中传播,然后由接收换能器接收,它将携带有关混凝土材料性能和内部结构等信息。
超声波在混凝土中传播的速度与混凝土的组成成分,混凝土弹性性质,内部结构的孔隙、密实度等因素有关。混凝土弹性模量高、强度高、混凝土致密,超声波在混凝土中传播的速度也高,因此随混凝土强度不同,超声波传播的声速不同。
超声波在所检测的混凝土传播,遇到空洞、裂缝、疏松等缺陷部位时,超声波振幅和超声波的高频成分发生衰减。超声波传播中碰到混凝土的内部缺陷时,由于超声波的绕射、反射和传播路径的复杂化,不同波的叠加会使波形发生畸变。因此当超声波穿过缺陷区时,其声速、振幅、波形和频率等参数发生变化。
目前对混凝土的超声波检测主要是检测结构混凝土的强度,混凝土的密实度、有无空洞、裂缝等缺陷。
四、实验内容和步骤
1. 根据首波声时判定混凝土试块的强度。
由于混凝土试块的不均匀性,在每个混凝土试块的不同部位进行测试,取其平均值。
表1 混凝土强度与波速关系参考表 C25 C30 C35 C40 混凝土试块强度 3500-3800 3700-4000 3900-4200 4100-4500 波速(米/秒) 2. 混凝土浅裂缝的检测
用平测法(斜测法)测量浅裂缝的位置及深度,如图1所示。
混凝土试块
图1 平测法测量浅裂缝位置及深度示意图
1
3.混凝土不密实区和空洞的检测
用平面对测法(平面斜测法)测量混凝土空洞(或不密实区)的位置和大小,如图2所示。
T
R T
R
图2 平面对测法测量混凝土空洞位置和大小示意图
混凝土空洞(或不密实区)尺寸的大小,由下面公式和图3所示。
1tn2(dl()1) r2tm式中r为空洞半径,d为换能器直径,l为测距,tn为绕空洞传播的最大声时,
tm为无缺陷混凝土平均声时。
T tm tn l r d R
图3 平面对测法测量混凝土空洞尺寸示意图
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