2023冲击回波法检测混凝土厚度和内部缺陷技术标准

冲击回波法检测混凝土厚度和内部缺陷技术标准目 次总 则 1术语、符号 22.1 术语 22.2 符号 3检测仪器 43.1 技术要求 42 校准与保养 5检测技术 61 一般规定 64.2 冲击回波法测定混凝土表观波速 84.3 混凝土的厚度和内部缺陷检测 114.4 隧道衬砌背后注浆缺陷检测 13检测报告 15附录A冲击回波设备功能核查方法 16附录B 冲击回波法检测混凝土厚度和缺陷系统误差 17附录C 冲击回波法检测混凝土厚度和内部缺陷记录表 19本标准用词说明 22引用标准名录 23附：条文说明 2451 总 则1.0.1为规范冲击回波法检测混凝土厚度和内部缺陷方法，保证冲击回波法在我省检测混凝土结构厚度和内部缺陷的准确性和可靠性，制定本标准。1.0.2本标准适用于冲击回波法检测混凝土结构或构件厚度和内部缺陷。1.0.3冲击回波法的检测人员应通过专项培训，具备相应的能力。0.4冲击回波法检测混凝土厚度和内部缺陷，除应符合本标准外，尚应符合国家、行业和福建省现行有关标准的规定。12 1 术语21.1 impactechomethod过分析冲击弹性波及其回波的波速、波形和主频频率等参数的变化，判断混凝土结构的厚度或内部缺陷的方法。21.2 innerflawofconcrete21.3 纵波（P波）primarywave21.4 表观波速apparentwavespeed纵波在半无限固体介质中传播时的速度。21.5 amplitudespectrum通过傅立叶变换数值法，波或波列的振幅随频率的变化关系。21.6 测区testingzone21.7 测线testingline在被测构件表面按一定方向布置的测点组成的线。18 测点testingpoint测区内或测线上的检测点。22 符号C'CP,P

P（s；efepffc————————频率分辨率的系统误差；纵波波速时的系统误差；（Hz；根据无缺陷构件厚度计算对应的频域曲线主频Hz；fcc——Pa；f——（H；h——m；H——（m；k——构件横截面形状系数；L——两个传感器中心点间距(m)；T——m；f——（H；vP——（ms；t——两个传感器所接收到的信号的时间差(s)；t——s。33 1 技术要求11冲击回波法检测可采用单点式或扫描式冲击回波设备。3.1.2冲击回波设备应有制造商的产品合格证，在仪器的明显位置上应有名称、型号、制造厂名（或商标、出厂编号、出厂日期等标志。3.1.3冲击回波设备应具有信号采集与数据分析功能。信号采集3.1.4信号激振装置应配备不同尺寸的钢球等作为冲击，能激发出不同频率的弹性波。15信号拾取装置应符合下列规定：配置测量表面振动的宽频带接受传感器；尼功能和控制按压力度的装置；同一批次测试的传感器宜具有相同耦合力度的装置；可以采用符合频谱特性要求的非接触式采集方式。3.1.6信号放大装置增益倍率宜为1～100倍，放大器频带应大于传感器的有效频响范围。3172通道的模/163.1.8仪器应能实时显示冲击时传感器的输出时域信号，并应具有频率幅值谱分析功能。43.1.9 冲击回波设备宜在温度为-4℃～50℃的环境条件下正常工作。31.1 冲击回波法检测可采用单点式或扫描式冲击回波设备。32 校准与保养21 有下列情况之一时，冲击回波设备应进行检定或校准：冲击回波设备首次启用前；超过检定或校准有效期；更换传感器、放大器等元器件；维修后；对测试结果有怀疑时；其他需要检定或校准的情况。32.2 1年。32.3 A的规定对冲击回波设备进行功能核查。24 冲击回波设备的维护与保养应符合下列要求：仪器使用完毕后应关闭检测分析仪电源，清除仪器上的污垢、灰尘，将冲击装置和传感器放入仪器箱，平放在干燥阴凉处；仪器长时间不用时，应将电池取出；冲击装置的冲击器和传感器应定期清洁。51 一般规定11 检测前调查、收集的资料宜包括下列内容：名称；凝土试块抗压强度试验报告等资料；维修情况等；委托检测的原因、目的和具体要求。12 被检测结构或构件的混凝土应符合下列规定：GB175的规定；砂、石质量及检验方法标准》JGJ52的规定；14d10.0MPa；100~600mm。13 的进度情况等；委托方的检测目的或检测要求；6检测的依据，包括检测所依据的标准及有关的技术资料；检测范围、检测项目和选用的检测方法；检测部位和数量、测区划分和测线布置；检测人员及仪器设备情况；检测工作进度计划；需要委托方配合的工作；检测中的安全及环保措施等。1.4对怀疑存在内部缺陷的构件或区域宜进行全数检测，当不重要的构件或部位；外观缺陷严重的构件或部位。4154.1.6若构件存在对判定混凝土内部缺陷有影响的钢筋，在冲击回波检测前应采用钢筋扫描仪按《混凝土中钢筋检测技术标准》JGJ/T152标准的要求检测钢筋的分布和保护层厚度，并在构件上标明钢筋的分布状况，在对检测部位波形分析时应考虑钢筋的影响。4.1.7检测环境应适合冲击回波设备工作，且不宜存在机械振动和高振幅电噪音情况。4.1.8受检构件测区外缘距构件的变截面或侧表面的最小距离，应大于沿冲击方向的构件厚度。19采用单点式冲击回波设备进行检测时，应符合下列规定：件正常混凝土部位；20个测点，每个测点间距不宜大于200mm；各测点应标明编号和位置；7合状态；1430mm；沟槽或裂缝同侧。1.10 采用扫描式冲击回波设备进行检测时，应符合下列规定：应横跨沟槽或裂缝；扫描器应紧贴混凝土表面匀速滚动，扫描速率不宜大于0.1m/s。41检测前应调试数据采集系统，设定采集参数（采样频率、采样点数、触发电平、延滞时间等，并应通过现场试验在待测混411242 冲击回波法测定混凝土表观波速21 在能直接测量构件厚度或采用钻孔取芯直接测量被测构件（区域应在平整混凝土表面进行检测，观察数据采集系统中时域H对应的一个有效f；混凝土表观波速值可按式（4.2.1）计算：8vp2Hf（4.2.1）式中：vP——（ms；精1m/s；H——（m；f——（Hz。3个测点，测试结果与其平5%，取多次测试的表观波速平均值作为待测构件的混凝土表观波速值；进行混凝土结构构件厚度和内部缺陷检测时，若存在对结果有疑问，必要时应对局部部位按照上述方法进行表观速度复核。2.2当构件所测区域厚度不能量测时，可采用两个接受传感器进行表观波速测试，测试步骤应符合下列规定：4.2.2两个传感器的连线上且与第一个相邻传感器的距离为（150±10）mm；≈300mm≈300mm1↓3150±10mm24图4.2.2混凝土表观波速测定示意图1—数据采集分析系统；2—间隔条；3—冲击点；4—传感器获取的波形应按下列要求：9应在同一时间坐标中显示从两个传感器分别接收到的两条时域波段；纵波平直段的时间应按下列要求：在时间坐标上分别读取并记录第一个和第二个传感器接收的波段上电压基准线数值开始变化点的时间t1和t2，计算纵波到达的时间差tt2t1，该时间差即为传播时间。如果在纵波到达前波（不含杂波混凝土构件纵波的表观波速值可按式（4.2.2）计算：vLk

（4.2.2）P 式中：vP——纵波在混凝土中传播的表观速度(m/s)，精确至1m/s；L——两个传感器中心点间距(m)；一般情况t——L=0.3m；两个传感器所接收到的信号的时间差(s)；k——构件横截面形状系数，可通过现场试验确定。每个测点应通过改变采样时间间隔重复进行两次测试。当该测点上两次测得的传播时间相同时，则可进行其他测点的测试；3个测点，测试结果与其平5%，取多次测试的表观波速平均值作为待测构件的混凝土表观波速值。4.2.3在测量精度要求获得委托方认可的条件下，如果现场检测的混凝土抗压标准试件或工地现场同条件养护的试件测定波速值10计算出该构件混凝土的表观波速计算值：C'CP,P

461.2ln(fcc

)

（4.2.3）式中：

'CP,PCfcc

—— P波在混凝土中传播的表观速度计算值（/s； （Pa。43 混凝土的厚度和内部缺陷检测4.3.1当需要准确确定厚度和内部缺陷位置时，应采用单点式冲4.3.2检测前应确定检测点的位置或需扫描测区的范围。4.3.3采用单点式冲击回波测试系统现场检测时，传感器与混凝土测点表面紧贴，冲击装置冲击混凝土表面，如图4.3.3所示。H＜0.4HH＜0.4H12↓34 图4.3.3混凝土厚度和内部缺陷检测示意图1—数据采集分析系统；2—冲击点；3—传感器；4—缺陷位置4.3.4采用扫描式冲击回波设备现场检测时，在扫描区域中沿设114.3.5采检测过程应检查时域图及相应的振幅谱，对波形是否正确、是否存在构件边界的多次反射呈周期性振动进行检查。4.3.6对获取有效波段和振幅谱进行存储。对于波形应重复测试4.3.74.1节要求布置测点或测线，厚度检测每测点应取3个有效波形，并应分析每个有效的主频（f（f与平均值的差不超过2f构件厚度对应的主频（f）应为3个有效主频的算术平均值。438 混凝土结构构件厚度应按公式（4.3.8）进行计算：hvP2f

（4.3.8）中：h — 凝结构的度（m；vp ms，精1m/s；f 振幅谱中构件厚度对应的主频（Hz，精确0.1Hz。39 对于混凝土构件内部缺陷判定应符合下列要求：fc应根据对应的无缺陷构件厚度进行计算；f，fc进行比较。对于主频峰之外的频率峰应结合检测结-距离图等进行分析；根据频谱图的特征进行混凝土内部缺陷判断时应遵循以下12原则：fc差值不超过2f。若测试系统具备厚度-距离图分析功能，厚度-距离图显示构件厚度值随测试的距离无明显变化；fc相差较大,厚度-峰值的特征频率值向低频移动，测试系统具备厚度-距离图分析功能的可显示厚度值随测试的距离有明显变化；准确分析与评价,宜结合其他检测方法进行综合测试，对于判别困难的区域可采取成孔或钻芯进行核实。4.3.10采用冲击回波法检测混凝土厚度和缺陷时，为提高检测精度，应按本标准附录B的要求进行误差分析。44 隧道衬砌背后注浆缺陷检测4.4.1对于隧道衬砌背后注浆缺陷检测，宜沿隧道纵向与环向分别布置测线进行检测。4.4.2对隧道管片、二次衬砌背后注浆不密实缺陷检测，可根据检测部位测得的相对振幅与相对振幅阈值做比较后进行判定。4.4.3检测前宜通过计算或现场敲击试验确定最优的弹性波频率444 检测区域可布置网格状测点，检测数据应采用频谱分析进行处理，并应根据不同频率绘制检测区域不同深度的相对振幅图。45 13145 01 淆的术语和概念应以文字解释或图例、图像说明。02 检测报告宜包括下列主要内容：委托单位名称；期及现状等；设计单位、施工单位及监理单位名称；检测原因、检测目的，以往检测情况概述；检测项目、检测方法及依据的标准；仪器设备名称、型号；委托检测数量和部位，实际检测数量及部位；检测日期，报告完成日期；记录数据采集系统使用的参数；论；主检、审核和批准人员的签名；检测机构的有效印章。50.3 冲击回波法检测混凝土厚度和缺陷时，检测记录可按本标C的格式填写。15附录A 冲回波备功核查法A.0.1 功能核查试件应按下列要求制备：20MPa；150mm6倍；不得有内部缺陷。A.0.2 功能核查时，每次选取的测点位置应一致。0.3 4.3.7、4.3.8条的规定进行测试，且应满足下式要求：TH100%5%H

（A.0.3）中：H — 接测试的际度（m；T （m。16附录B 回波检测凝土度和陷系统误差01 B02 纵波波速检测值的系统误差可采用下式计算：etp

（B.0.2）式中：eptt

—— 纵波波速时的系统误差；—— 采样间隔时间(s)；—— 两个传感器所接收到的信号的时间差(s)。B.0.3 B.0.2基于以下假定：波段中没有电噪音，因此到达PB.0.3vpepvp。图B.0.3不同采样间隔时间最大系统误差与传播时间关系曲线17B0.4 4.3节中，计算混凝土结构构件厚度和缺陷时的最大系统误差与频率分辨率有关，按公式（B.0.4）进行计算：fef2f

（B.0.4）式中：eff

—— 频率分辨率的系统误差； Hz；f Hz。B.0.5 B.0.5给出了受频率分辨率影响下的计算厚度的最大系统误差与频率的关系曲线，频率分辨率作为受测频率的一个函数。图B.0.5不同分辨率影响下构件厚度的最大系统误差与频率关系曲线图e2e2p fBe2e2p fe （B.0.6）B.0.7 考虑系统误差计算混凝土构件厚度或缺陷，其偏差范围为：eh。18附录C 冲回波检测凝土度和部缺陷录表C.0.1 冲击回波法检测混凝土厚度和内部缺陷时，宜按表C.0.1和C.0.2的要求填写记录表。19表C.0.1单点式冲击回波法检测混凝土厚度和内部缺陷记录表委托编号检测依据设计强度等级检测仪器型号构件名称及部位构件浇筑日期或工程竣工时间仪器编号检测环境检测日期构件表面状态及处理措施检测前、后仪器功能核查情况测点检测次数P波到达的第一个电压基准线的数值开始变化的点时间的读数t1(μs)Pt2(μs)Δt(μs)；P波s）P波波速平均值（m/s）P（m/s）123测点位置混凝土厚度设计值H（mm）设计厚度对应的频率峰估算值(Hz)频谱图中厚度或缺陷峰对应的频率值h（mm）缺陷位置（mm）判断检时仪参数择：号量： mv；样频= kHz、样点数=点触延： 触电： 触方式： 滤方式： 。备注检测构件及测定分布示意图及检测点的频域图：审： 校： 测：20表C.0.2扫描式冲击回波法检测混凝土厚度和内部缺陷记录表委托编号检测依据设计强度等级检测仪器型号构件名称及部位构件浇筑日期或工程竣工时间仪器编号检测环境检测日期构件表面状态及处理措施检测前、后仪器功能核查情况混凝土波速的检测构件中测点位置（MPa）构件混凝土抗压强度值（MPa）P波在混凝土中传播的表观速度计算值（m/s）构件中测点的厚度（mm）（m/s）构件混凝土表观速度（m/s）构件中测区混凝土厚度和内部缺陷检测测点位置混凝土厚度设设计厚度对应的频率峰估算值(kHz)频谱图中厚度或缺陷峰对应的频率值(kHz)构件厚度情况h缺陷分布位置、情况判断检测时仪器参数选择：信号量程： mv；采样频率= kHz、采样点数=点触延： 触电： 触方式： 滤方式： 备注检测构件测区分布示意图、距离—厚度图、测区3D图：审： 校： 测：21冲击回波法检测混凝土厚度和内部缺陷技术标准条文说明24目 次1 总 则 28术语、符号 302.1 术语 30检测仪器 313.1 技术要求 312 校准与保养 32检测技术 341 一般规定 344.2 冲击回波法检测混凝土表观波速 364.3 混凝土的厚度和内部缺陷检测 384 隧道衬砌背后注浆缺陷检测 40附录A冲击回波设备功能核查方法 42271 总 则10.1 2080年代中期在美国发展起来1996年生产和应用冲击反射测试系统，冲击回波测试系统可单面反射检测，具备检测方便、快速、直观、得冲击回波方法避免了超声波测试中遇到的高信号衰减和过多杂波干扰问题。冲击回波属于应力波，对直径较细的钢筋较不敏感，10.2 本条所指的混凝土是干密度为(2000～2800kg/m3、采用普通成型工艺生产制造的硅酸盐混凝土，其强度范围不小于10MPa≥1/3冲击回波法是利用在混凝土与其它界面存在明显声阻抗时检28P波在混凝土板内的传播速度相同。10.3 冲击回波法是专业性较强的检测工作，检测人员需经培训并具备相应能力后方可掌握。04 安全技术和劳动保护等有关规定。292 1 术语1.1波形可以转换成频域和振幅谱，通过分析频域和振幅谱，301 技术要求311目前国产冲击回波系统仪器均为普通型单点式冲击回波系统，该检测系统由冲击器和2个接收传感器、电缆线、检测分析仪4个轮子的滚动扫描头，31.2 冲击回波系统宜有制造单位出具的产品合格证，考虑到部分国外仪器没有产品合格证。3.1.3~31.9 冲击回波系统有冲击装置、接收传感器、检测分析31装置多为球状冲击头，通常由一系列直径为5mm～30mm的钢珠组表1冲击回波法检测冲击头的选取构件厚度b（cm）b≤2020＜b≤60钢珠直径（mm）5~2015~3032 校准与保养3.2.1～3.2.2对冲击回波检测仪进行校准是为保证其在标准状1年。323.2.3检测机构制作一定强度等级的钢筋混凝土预制板块作为核和频谱图在现场检测前后是否一致，以确保仪器的稳定性和可靠24 冲击回波检测仪使用完毕后，日常应及时清理表面灰尘以331 一般规定4.1.1现场工程检测之前，应进行必要的资料准备，尽可能的全4.1.2当采用冲击回波法对混凝土结构或构件进行检测前，可采用回弹法对混凝土抗压强度进行现场检测；对于构件厚度不小于10m0.4倍缘故所决定。4.1.3构件的钢筋直径大小、钢筋直径与保护层厚度的比值对于0.3H，否则构件边角的边界（金属或塑料位置及走4.1.4混凝土构件内部缺陷一般都是独立的事件，不具备批量检344.1.5冲击回波检测时构件测试面的粗糙和疏松会对传感器与测试面的接触紧密程度造成影响，影响波形接收和形成杂波。4.1.6若构件存在对判定混凝土内部缺陷有影响的钢筋，在冲击回波检测前应采用钢筋扫描仪按《混凝土中钢筋检测技术标准》JGJ/T152的要求检测钢筋的分布和保护层厚度，并在构件上标明钢筋的分布状况，在对检测部位波形分析时应考虑钢筋直径的影响。4.1.9对于一般的混凝土构件，为保证检测的准确性，测点的间距不宜大于200mm，而对于面积较大的构件，测点间距可适当扩大，但不宜大于500mm，然后根据初步检测结果，在疑似缺陷进行加密测点检测。411041PP波到达P样频率的范围为250500Hz（间隔时间为24μs。波形中记录的3510242048（采样周期4096μs8192μs4096μs244122Hz。间隔频率越小，测出的厚度越精确。208192μs104096μs较为合适。如果侧向尺寸更小，就应采用更小的采样周期，测16bit的数字转换器。数据的采4.1.12根据冲击回波法的基本原理，该方法受各影响因素及人员42 冲击回波法检测混凝土表观波速4.2.1 用本方法测量纵波速度的误差取决于构件厚度及采样间隔，因此，检测区域构件厚度的准确度及采样间隔的选取很重要。42.2 采用普通型单点式冲击回波测试系统检测混凝土表观波速36(或接收传感器1个)等情况，建议使用者在使用该设备前根据其产品说明书的要求多做些比对试验以判定其方法的准确性。如何确定两个传感器间传播时间差，可参考下例图1：图1采用第4.2.2条方法获得的波形例图（仅绘制初期波形部分）冲击回波依赖于波的多次反射在结构单元中激起的瞬时共振（混凝土（6倍0.870.900.96。37扰。4.2.3根据编制组在福州、宁德、莆田、