超声波声时判断混凝土的密实性与均匀性

钢管混凝土的密实度检测方法密实度是钢管混凝土结构中一个重要的质量指标，它直接影响结构的强度和耐久性。

因此，对钢管混凝土的密实度进行准确的检测至关重要。

本文将介绍几种常用的密实度检测方法，供读者参考。

1. 土工密实度法土工密实度法是一种简便直观的钢管混凝土密实度检测方法。

其原理是利用砂桩法或沉载法来检测地基土的密实度，通过比较钢管混凝土与地基土的密实度，间接评估钢管混凝土的密实度。

这种方法不需要破坏结构，测量结果较为可靠。

2. 直接测量法直接测量法是通过测量钢管混凝土内部空隙的大小来评估其密实度。

常用的方法有两种：测压法和放射性拱度法。

（1）测压法测压法是使用压力计测量钢管混凝土内部的压力，通过与标准值对比，判断密实度水平。

这种方法需要在钢管内部钻孔，将压力计安装在孔内，然后施加压力并记录测量值。

由于需要进行钻孔操作，可能会对结构造成一定程度的破坏。

（2）放射性拱度法放射性拱度法是借助放射性同位素来源的射线，通过测量射线通过钢管混凝土的路径是否产生弯曲，进而评估其密实度。

这种方法无需对结构进行破坏性操作，但需要专业的设备和技术人员，使用时需要注意辐射安全。

3. 声波速度法声波速度法是一种常用的无损检测方法，通过测量钢管混凝土中声波的传播速度来评估其密实度。

密实度越高，声波速度越快。

这种方法无需对结构进行破坏性操作，且测量结果准确可靠。

常用的设备有超声波仪器和雷达。

综上所述，钢管混凝土的密实度可以通过土工密实度法、直接测量法和声波速度法等方法来检测。

具体选择哪种方法取决于结构的特点和实际需求。

在进行密实度检测时，应选择适当的设备和方法，并严格按照相关标准进行操作，以确保结果的准确性和可靠性。

对于需要处理的问题或疑问，建议咨询专业人士以获得准确的解答。

超声波测试混凝土的基本方法声波在均匀的固体介质中传播时，特别是在金属中定向传播过程中，实际上并没有什么衰减，而在金属与空气界面上则几乎全被反射回来。

这就是利用声波来检测金属零部件均匀性和零件内是否有气孔、裂缝、铸造等缺陷的物理基础。

而混凝土超声探测亦是根据这一原理来研究混凝土的结构形态。

目前比较成功的方法有以下几种类型：（1）用超声波通过混凝土来判断混凝土内部结构的方法，叫透射法或穿透法；（2）用声波所产生的回波信号来研究混凝土内部结构及裂缝位置及波速叫反射法；（3）用声波的界面滑行波来研究岩体的下伏界面速度及界面位置的方法叫折射法；（4）用钻孔来了解混凝土内波速及结构特征随深度的变化，称为孔中测定法。

下面分别介绍各种方法工作的特点及使用条件.〔I〕透射波（直达波）法：混凝土超声波透射法，是一种简单而效果又是最好的探测方法•采用透射法发收、换能器机-电，电-机转换效率高，因而在混凝土中的穿透能力相对较强，传播距离相对较长，可以扩大探测范围。

透射波法可以获得较反射波法大几倍，较折射波法大几十倍的能量，因而波形单纯、清楚、干扰较小，初至清晰，各类波形易于辨认。

透射波法要求发射探头和接受探头之间的距离必须能够准确丈量，否则计算出来的误差值较大，反而影响了测量的精度。

当被测对象较破碎，或存在张裂缝时岩体对声波的衰减系数较大，以及做大距离测试,可采用锤击法。

这时接收仍可采用单片弯曲式换能器接收，其谐振频率以10千赫左右为宜。

因为在混凝土上加板的激发频率主频约在数千赫。

鉴于这时所测声时值较大，发射到接收的系统延时值在数微秒，可忽略，故不再计较t o的值。

〔U〕反射波（回波）法用发射、接收换能器检测混凝土质量。

超声波在混凝土中传播时，所遇到的每个波阻抗面上，都将发生反射、透射现象，在有几个波阻抗面存在时，则在每个界面上都将发生反射和透射。

这样我们在混凝土表面上可以观测到一系列依次到达的反射波如图1所示,反射波的强度不仅与入射波的强度有关外，而且决定界面的反射系数，即决定两种介质的声阻抗。

钢管混凝土拱桥管内混凝土密实性的声波检测控制阮仁雷（宁德市建设工程质量监督站，福建宁德352100）摘要本文通过一工程实例具体说明如何采用声波透射法实现对钢管混凝土拱桥管内混凝土密实性的检测控制。

关键词钢管混凝土拱桥；超声波Detection of density of concrete for concrete-filled steel tubearch bridges by ultrasonic waveRUAN Ren-leiAbstract：This paper presents a method of detecting density of concrete for concrete-filled steel tube arch bridge by ultrasonic wave method through a specific example.Key words：concrete-filled steel tube arch bridge；ultrasonic wave近年来，钢管混凝土结构在公路桥梁领域已得到较多的采用，这主要是由于其在荷载作用下，核心混凝土受到钢管的套箍作用，混凝土三向受压，从而使混凝土的抗压强度等力学性能得以最大的发挥。

但由于钢管内混凝土受材料及工艺措施的影响，常常会出现某些缺陷，如脱粘、空洞等，尤以脱粘现象为常见，这将影响钢管拱结构的质量[1]。

目前，钢管混凝土拱桥中，关于管内混凝土的密实性检测通常采用声波透射法，虽然，《超声法检测混凝土缺陷技术规程》（CECS21:2000）将钢管混凝土缺陷检测纳入标准，但其主要适用于管壁与混凝土胶结良好的钢管混凝土缺陷检测，且其对检测结果的处理与判断采用数理统计及差异判断方式。

本文结合一工程实例，通过制作标定试件，并将标定数据与结构参数进行对比，进而判断结构是否存在缺陷，从而实现通过超声透射法对管内混凝土密实性的检测控制。

混凝土强度超声波平测法检测技术摘要：改革开放以来我国经济发展迅速，建筑行业更是异军突起成为支撑我国经济不断进步的重要动力。

随着建筑水平的提升，人们对建筑工程质量要求愈发严格，建筑企业要想在激烈的市场竞争中占有一席之地，就必须采取有效措施提升建筑工程质量。

当前混凝土是建筑工程的主要建筑材料，其质量、性能很大程度上决定了工程整体的质量水平，因此施工单位应当强化对混凝土质量的控制。

混凝土强度是混凝土结构的主要指标，是建筑工程建设中应当关注的重点。

施工企业应当强化对混凝土强度的检测，通过有效的检测技术方法获得真实准确的混凝土强度数据。

关键词：混凝土强度；超声波平测法；检测技术近年来建筑行业竞争愈发激烈，建筑企业逐渐加强了工程质量的重视，混凝土结构是当前建筑工程中的主要结构类型，也是当前建筑企业应当关注的重点。

混凝土强度是衡量混凝土结构的主要指标，当前的混凝土强度测量中存在较多方法，其中混凝土超声波平测法是众多方法中应用较为广泛并且测量精确度高的方法。

施工企业应当在施工实践中科学有效的运用混凝土超声波平测法，进而有效提升混凝土强度数据的准确性。

一、当前混凝土强度测量常用方法（一）回弹法根据混凝土表面的回弹强度对结构混凝土强度进行推算是回弹法的基本原理。

有很多因素会对回弹法测强造成影响，混凝土碳化是影响最大的因素。

混凝土表面在碳化的情况下会具有更高的硬度，因而产生更大的回弹值，在硬化年龄期增长的过程中，一旦碳化现象产生于混凝土表面，其硬度就会随之增加，回弹值与强度增加率之间的平衡就会被打破。

尤其是在检测就建筑物时碳化的影响更大。

另外，龄期、混凝土的含水率、养护方法和湿度、成型工艺、配合比、原材料也会对回弹法测强造成影响。

回弹法具有精度相对较差的缺点，因此使用单一的回弹法进行混凝土强度测量效果不理想。

（二）钻芯法在混凝土结构构件上直接钻取芯样，并对经过处理的芯样进行抗压强度试验，进而对混凝土实际抗压强度进行确定是钻芯法的基本过程。

混凝土结构的超声波检测技术及其应用一、引言混凝土作为建筑结构中常见的材料之一，其强度、耐久性与安全性对于建筑结构的稳定性有着重要的影响。

超声波检测技术作为一种非破坏性检测技术，可以对混凝土结构的内部缺陷、损伤等进行检测，具有广泛的应用前景。

本文将对混凝土结构的超声波检测技术及其应用进行详细的介绍。

二、混凝土结构的超声波检测技术1. 超声波检测原理超声波检测利用声波在物质中传播的特性进行检测，通过探头发射高频脉冲声波，声波在混凝土中传播，当遇到混凝土中存在的缺陷、损伤等不均匀性时，声波的传播速度和能量会发生变化，检测仪器会将接收到的反射信号转换为电信号，并进行分析处理，从而确定混凝土中存在的缺陷、损伤等。

2. 检测方法超声波检测可分为传统方法和成像方法两种。

传统方法：传统方法采用手持式探头，将探头放置于混凝土表面，通过控制探头与混凝土表面的距离，使声波在混凝土中传播并接收反射信号，从而得到混凝土中的缺陷、损伤等信息。

成像方法：成像方法采用多通道阵列探头，探头中包含多个单元，每个单元都可以发射和接收声波信号，通过控制单元发射和接收信号的时序和相位，可以得到混凝土内部的三维成像图像。

3. 检测参数超声波检测中常用的参数包括声速、衰减系数和回波信号的强度。

声速：声速是声波在混凝土中传播的速度，对于混凝土结构的质量评估具有重要的意义，通常情况下，混凝土中的缺陷、裂缝等会使声速变慢。

衰减系数：衰减系数是指声波在混凝土中传播过程中，能量随着距离的增加而逐渐减弱的程度，衰减系数越大，表示混凝土中存在的缺陷、损伤等对声波的吸收能力越强。

回波信号的强度：回波信号的强度主要反映了混凝土中存在的缺陷、损伤等的大小和程度，回波信号强度越大，表示缺陷、损伤等越明显。

三、混凝土结构的超声波检测应用1. 混凝土结构质量评估超声波检测技术可用于混凝土结构的质量评估，通过检测混凝土中的缺陷、裂缝等，可以确定混凝土的质量、强度等参数，为混凝土结构的维护和修复提供依据。

检测混凝土密实度的超声波的应用原理裂缝深度1、相位反转法利用衍射角与裂缝深度的相互关系，可简单推算裂缝深度；受裂缝面的接触、钢筋以及水分的影响大，适合测试较浅的裂缝(<20cm)。

2、传播时间差法裂缝越深，弹性波的传播时间越长；为了提高精度，一般要求移改变测试距离，采用回归的方式测试深度；受裂缝面的接触、钢筋以及水分的影响大，适合测试较浅的裂缝(<20cm)；可测试裂缝的倾斜方向；3、表面波法根据表面波的一种（瑞利波）的衰减特性，裂缝越深，能量衰减越大；受裂缝面的接触、钢筋以及水分的影响小；适合测试具有较大测试表面的结构和较深的裂缝（>10cm）；本公司独创技术，为日本土木学会推荐方法。

混凝土质量1、单面反射法在被测混凝土结构的壁厚既知的前提下，利用弹性波的重复反射，可测出弹性波在被测混凝土试件的传播时间和弹性波波速，从而计算出混凝土的弹性模量，进而能够推算混凝土的强度指标。

2、单面传播法在混凝土壁厚未知时，可在同一表面测P波，从而推算混凝土的强度指标。

利用虚拟多频道技术，可以充分发挥本设备的机能，进一步提高测试的精度。

3、双面透过法在有两个测试面（最好是平行）时采用；能量强，对尺寸较大的构件也适用（可测试100米长）。

结构尺寸1、单一反射法当测试对象较厚，激振信号与反射信号能够分离时，通过抽取从结构底部的反射信号，根据反射时间和波速即可测出对象的厚度。

2、冲击回波法当测试对象较薄，激振信号与反射信号不能很好分离时，通过频谱分析的方法可以算出一次反射的时间（即周期），据此和波速即可测出对象的厚度。

表层缺陷1、振动法与打声法当锤击混凝土结构表面时，在表面会诱发振动。

该振动还会压缩/拉伸空气形成声波。

因此，一方面可以用传感器直接拾取结构表面的振动信号（在此称为“振动法”），也可以利用工业拾音器（麦克风）拾取声波信号（在此称为“打声法”）。

内部缺陷1、弹性波雷达扫描技术（EWR）沿测试对象表面连续激发弹性波信号，信号在遇到空洞等疏松介质时会产生反射。

混凝土超声波检测实验一、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。

图1 平测法测量浅裂缝位置及深度示意图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。

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。

)1)((212-+=mn t t l d r式中r 为空洞半径，d 为换能器直径，l 为测距，t n 为绕空洞传播的最大声时， t m 为无缺陷混凝土平均声时。