混凝土强度超声波检测影响因素分析

1、混凝土强度超声波检测影响因素分析 摘 要 本文主要介绍超声波检测砼强度存在的几种不确定因素。用超声波检测值与回弹值以及抗压强度值相比较，从而得出偏离准确值的内在原因。 关键词 超声波检测混凝土强度无损检测混凝土构件强度偏差1 概 述非破损法以砼强度与某些物理量之间的相关性为基础，检测时在不影响结构或构件砼任何性能的前提下，测试这些物理量，然后根据相关关系推算被测砼的标准强度换算值，并据此推算出代表强度。通常情况下，施工单位均以标准养护试块强度值作为砼构件强度评定值，然而构件养护条件与标准养护条件存在很大的差异。当对砼结构构件强度产生怀疑时，在很多情况下无法完成砼强度破坏检验，因此无损检测更加体

2、现出它的优越性，超声波检测就是其中之一。所以必须在测试前了解影响推定准确性的各项因素，以便予以消除或修正。本文主要利用大量组数的砼试块，同时做回弹检测试验、破坏检测试验和超声波检测试验相互比较，得出影响超声波检测准确推定的几项限制条件。2 超声波检测标准及误差2.1 超声波检测标准按 CECS0：2 2005超声回弹综合法检测砼强度技术规程标准进行综合检测，推算其强度值。2.2 误差原因分析在工程检测过程中，超声波仪器内部的计算原理是从大量的试验数据中推算出来的，属于一个规律性的公式；因此，仅适用于检测普通砼强度，而并不适用于检测有特殊要求的砼强度。另外，超声波检测主要通过声速、回弹以及修正系

3、数来综合推算强度的，这些因素又受很多条件的变化而不同（如干湿状态、成型配比、骨料类型等），产生很多的不确定性，来影响强度推算的准确性。3 影响超声波测试强度的因素3.1 超声波声速影响经过大量组数的试验，及数据的分类统计，在干燥状态下，测试砼28天强度，不考虑试块表面碳化，先做回弹试验，在超声波仪器上输入回弹值，可以得出超声波检测的强度。当声波在砼试块中传播的速度较大时，超声波仪计算出的强度也相对较大。这是由于砼声速的传播受到砼内部粘接密实性的影响。声速较大时，从侧面说明了砼内部的结构越密实，各界面的粘接力愈大。硅内部结构的密实度存在宏观和微观之分，宏观指粗骨 料之间的填充与挤压密实；微观指水

4、泥内部各化学胶粘组份与骨料粘合的 紧密程度。两种密实度越好，则超声波在硅内部的传播速度越快，检测推 算强度越高。3.3 、超声波修正系数影响在超声波检测法实验的过程中，为了更加直观的得出接近实际的强度值，所以必须选择合适的修正系数。 针对仪器内部0.95、0.98、1.00、1.03 这几种修正系数，分别选择得出下列关系表格：表3.3-1修正系数为0.95试块 状态超声声速(m/s)超声强度 (MPa实际强度 (MPa4690 4410 449035.130.2干一2510 4530 435034.727.1燥4670 4500 444035.432.4条4620 4630 469038.53

5、1.6件二2520 4500 467037.534.74620 4500 464037.134.2从上表中可以比较得出修正系数为 0.95时的计算结果较实际的偏大, 很不利于真实强度的推定，很容易产生错误的导向得出偏离实际强度较大 的结论，对构件作出错误的判断。表3.3-2修正系数为0.98试块 状态超声声速(m/s)超声强度 (MPa实际强度 (MPa干 燥 条 件46404640465037.937.145304560458035.644.2一3 48304710465039.344.044104480442033.933.343704450441032.931.3一32204420436

6、031.031.7但我们取修正系数为0.98时，可以看出，对于实际强度在 10 MPa-40 MPa寸，偏离较小，相对更多的接近实际的强度。3.4 硅干、湿状态影响硅处于环境温度为5-35 C情况下，因为温度升高而引起的速度变化不 大，硅的抗压强度随其含水率的增加而降低，而超声波传播速度随孔隙被水填满程度而逐渐增高。速度的变化特性取决于硅的结构，随着硅孔隙率 的增大，干硅中超声波传播速度的差异也增大。表3.4-1干、湿状态影响超声声速养护条件干燥检测(m/s)潮湿检测(m/s)同条1460046804600462047804710件下2462046504580468046804710养护345

7、5046804620465045404620在相同的力学条件下，水中养护的硅比空气中养护的硅试块具有更高的 超声传播速度。水中养护的硅具有较高的水化度并形成大量的水化产物，超 声波传播速度对此产物的反映大于空气中硬化的硅。因此，水中养护的硅比 空气中养护的硅超声波传播速度大，甚至能够掩盖了随着硅强度增长而提高 的声速的影响，所以，硅构件表面的干、湿条件也是导致检测结果不准确的 一个外在因素，因此在检测硅构件时要求表面和内部干燥。3.5 粗骨料影响每立方米硅中骨料用量的变化、颗粒组成的改变对硅强度影响要比水灰 比、水泥用量及标号的影响小得多，但是，粗骨料的数量、品种及颗粒组成 对超声波传播速度的

8、影响却十分显著，甚至稍微增加一些碎石的用量或采用 较高弹性模量的骨料，敏感性最强的是超声脉冲的声速。下表为不同品种粗骨料的声速。由于骨料的声速比硅中其它组分的声 速要高得多，它在硅中所占比例又高达75溢右。因此，骨料声速对硅总声 速具有决定性的影响。表3.5-1不同品种粗骨料的声速值骨料的 品种比重(g/cm3)纵波速度 (km/s)横波声速 (km/s)花岗岩2.664.772.70玄武岩2.635.573.40石灰岩2.655.972.88砂岩2.665.151.97石英岩2.646.602.75河卵石2.785.0-5.58在超声检测过程中，主要以大粒径粗骨料、碎石之间的比较为主，分 别

9、得出超声检测强度值。在同样的养护条件和实验条件下，不存在碳化深 度影响，将它们与实际抗压强度相比较，从实验中可以清楚的看出：表3.5-2骨料粒径大小对超声强度影响大粒径超声声速超声强度实压值(m/s)(MPa)(MPa)(%)一1463345.148.46.82479346.548.23.53472046.146.71.3碎石(m/s)(MPa)(MPa)r (%)二1424029.446.236.42423029.146.737.73434030.351.140.7由上表可见，若不注意粗骨料品种的影响，简单的采用某一特定的硅 强度与相应的超声声速关系曲线，在确定硅强度时将会造成很大的误差。

10、经实际实验表明，大粒径粗骨料配制的硅超声检测和实际强度偏差一般为 5溢右，碎石配制的硅与实际抗压值偏差较大。其原因主要是大粒径粗骨 料的密度比碎石大，而且，声速传播时所经过的粘结界面相对较少，故而， 声速损失较小，推算出强度较高；反之，则越低。从一定意义上说，骨料品种相同时，不同含石量对硅中超声脉冲传播速 度随粗骨料含量增加而提高。在硅的组合料中，砂率变化、骨灰比的大小， 对硅中超声声速影响仍然是粗骨料含量起主导作用。3.6 其他因素的影响超声法对加入外加剂的硅体现出色盲效果。超声波无法对外加剂加以识 别，在实验过程中主要对早强剂进行测定。对同一试块检测结果表明，7天测定超声声速和实压值，不加外加剂的试块超声声速为4700m/s、4450m/s、4430m/s,实压强度为775KN加入外加剂的超声声速分别为：4780m/s、 4620m/s、4530m/s,实压值905KN加入早强剂的试块的声速相对偏差不是 很大，但是实际强度相差接近7MPa所以外加剂对强度的表现很明显，但是 对于超声波传播速度却没有明显的影响。所以，在加入外加剂的硅检测过程 中要分外小心，如果有必要尽可能的结合更多的检测方法，经过多重论证， 从不同的方面作综合解释，不能麻木偏心哪一种固定模式，以免产生强