土木工程材料原理与方法12-无损检测方法简介共振法、超声法-2010讲解.pptVIP

* 建立专用或地区测强曲线 方法同前，设计C10～C50试块，每组不少于30块，分别测定龄期7、14、28、60、90、180、365d超声回弹强度试验，每龄期3个（或6个）试块。 进行多元回归和误差分析，回归方程式可用， Vi（0.01Rm/s）、Ni(0.1)、Ri(0.1MPa) 误差公式， er—相对标准量，如er ≤±12%，可作为专用测强曲线，如er ≤±14%可作地区测强曲线。 ? * 3.???? 超声仪的检验 测量空气声速的方法来检验声时的准确性。 改变测距，测试一系列的间距与相应的声时，通过直线回归得出空气的声速va。 空气声速的准确计算公式： 式中t为空气温度(℃) δ≤0.5%，正常。 * 三、 常用的声学参数 1． 声速 声速即超声波在砼中的传播速度。砼的声速与砼的弹塑性有关，也与砼的内部结构如孔隙、组成材料有关。一般说来，砼的弹性模量越高，密实程度越大，强度越高，其声速也越高。若砼内部存在缺陷如空洞、蜂窝、裂缝等，则该处的砼声速较低。 * 2． 振幅 接受波振幅通常指首波，即第一个波前半周的幅值，接受波的振幅与接受换能器处被测介质超声声压成正比，所以反映了接受到声波的强弱。 在发射波强度一定时，振幅值的大小反映了超声波在砼中的衰减情况，而超声波的衰减情况又反映了砼的粘塑性性能。 砼是弹－塑性体，其强度不仅和弹性性能有关，也和其粘塑性性能有关，因此衰减的大小，即振幅高低也能在一定程度上反映砼的强度。 * 超声波绕过裂缝和缺陷而传播，振幅也会明显减小。 振幅的大小还取决于仪器设备的性能、所处的状态、耦合状况以及测距大小等，所以很难有统一的度量标准，故目前只是在同条件(同一仪器、同一状态和同一测距)下相对比较用。 * 3． 频率 高频成分首先被吸收和散射 传播越远，其包含的高频成分也越少，主频率也逐渐下降。 主频率的下降，还取决于砼本身的性质和内部的结构。 ——观察频率的变化可以判断砼质量和内部缺陷裂缝等。 接受波主频率的绝对值大小同时还与仪器设备、传播距离等有关，故也仅作为比较用。 * 4． 波形 由于超声波的绕射、反射和传播路径的复杂化，直达波，反射波和绕射波相继达到接受换能器，由于频率和相位的不同，不同波的叠加有时也会使波形发畸变。因此对波形的分析，有助于判断砼的内部质量和缺陷的存在。鉴于波形的变化影响因素较多，故对波形的研究只是作一般的观察和记录。 * 四、 超声法测试砼强度 由于超声纵波在砼中的传播速度和砼的弹性性质有较好的相关性，而砼的弹性性质与力学强度存在内在联系，从而可用超声法推定砼的强度。 知道强度和波速之间的定量关系后，即可通过波速而知道砼强度，一般强度f越高，波速V越大； 由于砼的非匀质性，f－V之间的关系一般不能确定，它与砼本身的技术条件有关，如水泥品种、水泥用量、W/C、骨料品种、粒径、养护条件、含水率等有关，必须先确定发f－V曲线，然后再用于实际工程中的测定，并进行有关因素的修正，如钢筋、含水率等对波速的修正。 * (一) 影响测强的主要因素 1．横向尺寸效应 2．温度和湿度 3．钢筋 4．粗骨料品种、粒径和含量 5．水灰比和水泥用量 6．龄期和养护方法 7．砼的缺陷和损伤 * 1．横向尺寸效应 通常纵波声速指声波在无限大的介质中的传播速度，而随着构件横向尺寸的减小，纵波速度可能向杆、板波的速度转变，即声速可能会变小。 当横向尺寸d≥2λ(λ为波长)时传播速度与大块体中纵波速度之相当； 当λd2λ，可使传播速度降低2.5～3％； 当0.2λdλ时，传播速度变化较大，约降低6～7％，在这个区间里测量时，估计强度地误差可能达到30～40％； 当d0.2λ时，属于波在杆件中传播。Jones等对不同测距、最小断面尺寸和换能器固有频率的选择见表6-4。 * 2．温度和湿度 温度： 当环境温度为5～30℃时，影响不大； 40～60℃时，脉冲速度约降低5％，可能由于砼内部的微裂缝增加； 0℃，水结冰，脉冲速度增加(v水＝1.45km/s，v冰＝3.50km/s)。 养护： 水中养护，一方面水化程度更高，另一方面，水分充分渗透并填充了孔隙，而超声波在水中传播速度高于空气中(v空气＝0.34km/s)，故砼试件的含水率增加，超声波的传播速度增加。速度的变化特性取决于砼的结构，随着砼的孔隙率的增大，干砼中超声波传播差异也很大。 * 3．钢筋 钢筋中的波速是普通砼的1.2～1.9 钢筋配置轴向垂直于传播方向时的影响较小 平行于传播方向时，影响较大。一般离开钢筋轴线约1/8～1/6测距。 * 4．粗骨料品种、粒径和含量 脉冲速度：砼砂浆水泥石 超声脉冲在骨料中的传播速度快。骨料比例高达75％左右。 砼的声速随骨料最大粒径、含量的增加而增加。 实际上，砂率变化、集灰比的大小起主导作用。忽视