4.结构混凝土缺陷试验检测作业指导书

1. 目的

采用超声法探测构筑物混凝土内部缺陷，如蜂窝、空洞、架空、夹泥层、低强区等。

2. 适用范围

本方法适用于能进行穿透测量以及经钻孔或预埋管可进行穿透测量的建筑物和构件。

3. 检测依据

3.1检测依据的技术标准

1、《水运工程混凝土试验规程》JTJ270—1998； 2、《港口工程混凝土非破损检测规程》 JTJ/T272-1999； 3、《超声法检测混凝土缺陷技术规程》CECS 21:2000。 3.2合同文件

工程检测合同或检测委托书是检测依据标准之一，检测人员进场前，应了解合同和检测委托书的主要内容，合同义务必须履行。当合同的内容与采用的技术标准有矛盾时，应向委托方说明，但原则上应优先履行合同义务。

4. 检测设备

1、RS-ST01D(P)型非金属超声波检测仪 ；

2、各种声波频率平面换能器：当测距小于1m时宜采用50-100kHZ换能器；当测距大于2m时，宜采用50kHZ以下的换能器。在穿透能力允许情况下，宜用较高频率的换能器；

3、长度测量工具：如钢卷尺等。

5. 检测前准备

5.1 超声波检测仪应满足下列要求

5.1.1 超声仪发射电压不小于800V，并分档可调； 5.1.2 接收灵敏度≤50μV； 5.1.3 接收增益连续可调；

5.1.4 接收放大器频带（频响范围）10-250kHz以上;

5.1.5 仪器应具有衰减器，衰减范围0-80dB以上，最小分度1dB； 5.1.6 仪器应具有波形显示系统，能清晰、稳定地显示波形。波形可以在时间轴上展开与压缩；

5.1.7 声延迟40~5000μs以上，连续可调； 5.1.8 计时范围1~9999μs，计时器最小读数0.1μs； 5.1.9 能用游标测量波形上任一点的声时； 5.1.10能量测接收波幅值。 5.2 换能器的技术要求

5.2.1 具备不同标称频率的换能器，平面换能器的频率宜选用20~200kHz； 5.2.2 径向换能器应密封、防止漏水，并能在0.6MPa以上的水中正常工作。 5.2.3 换能器实测频率与标称频率相差不宜大于10%。

5.3 依据检测要求和测试操作条件，确定缺陷测试的部位(简称测位)。 5.4 测位混凝土表面应清洁、平整，必要时可用砂轮磨平或用高强度的快凝砂浆抹平。抹平砂浆必须与混凝土粘结良好。

5.5 在满足首波幅度测读精度的条件下，应选用较高频率的换能器。

5.6 换能器应通过耦合剂与混凝土测试表面保持紧密结合，耦合层不得夹杂

泥砂或空气。

5.7 检测时应避免超声传播路径与附近钢筋轴线平行，如无法避免，应使两个换能器连线与该钢筋的最短距离不小于超声测距的 1/6。

5.8 检测中出现可疑数据时应及时查找原因，必要时进行复测校核或加密测点补测。

6．测试步骤

6.1 测点布置

6.1.1 一个构件或一个统计总体，测点不得少于30个。

6.1.2 对于一般结构，如梁、柱、墩、墙等，在其相对的两面对称地画出方格网。方格网交点即为测点。方格网的间距视结构物尺寸和要求的测量精度而定，宜为0.2~0.5m； 6.2 测点处理

测点处表面应打磨平整，然后涂上耦合剂（黄油或浆糊）。表面凹凸严重难以整平的测点可涂抹石膏或砂浆，硬化后待用。 6.3 测距测量

相对两测点的测距，应以不大于±1%的误差准确测量。 6.4 超声仪仪器零读数校正

6.4.1 对于具有零校正回路的仪器，应按照仪器使用说明书，用仪器所附的标准棒在测量前校正好零读数，然后测量。

6.4.2 对于无零校正回路的仪器应事先求得读数值t0,从每次仪器读数中扣除t0。

6.4.3 零读数求法：以均质材料制成棱柱体，棱柱体的横向尺寸应大于换能器直

径。准确地测量纵向尺寸d1和横向尺寸d2，并立即用超声仪测度纵向和横向的时间读数t1和t2。

d1•t2d2•t1d1d2则t0=

求t0时，测量长度和声时应在同一室温下进行，所用耦合剂应与在建筑物上测量中所用者相同。 6.5声学参数的测量

6.5.1 检测之前根据测距大小和混凝土外观质量情况，将仪器的发射电压、采样频率等参数设置在某一档并保持不变。换能器与混凝土测试表面应始终保持良好的耦合状态；

6.5.2 声学参数自动测读：停止采样后即可自动读取声时、波幅、主频值。当声时自动测读光标所对应的位置与首波前沿基线弯曲的起始点有差异或者波幅自动测读光标所对应的位置与首波峰顶(或谷底)有差异时，应重新采样或改为手动游标读数；

6.5.3 声学参数手动测量：先将仪器设置为手动判读状态，停止采样后调节手动声时游标至首波前沿基线弯曲的起始位置，同时调节幅度游标使其与首波峰顶(或谷底)相切，读取声时和波幅值；再将声时光标分别调至首波及其相邻波的波谷(或波峰)，读取声时差值Δt(μs)，取 1000/Δt即为首波的主频(kHz)；

6.5.4 波形记录：对于有分析价值的波形，应予以存储。 6.6 混凝土声时值应按下式计算：

tci=ti-to 或 tci=ti-t∞ (4.2.3) 式中 tci——第i点混凝土声时值(μs)；

ti——第i点测读声时值(μs)； to、too——声时初读数(μs)；

当采用厚度振动式换能器时，t。应参照仪器使用说明书的方法测得；当采用径向振动式换能器时，too 应按附录B规定的“时-距”法测得。 6.7 测试方法

6.7.1 根据被测构件实际情况，选择下列方法之一布置换能器：

6.7.1.1 当构件具有两对相互平行的测试面时，可采用对测法。如图 8.2.1-1 所示，在测试部位两对相互平行的测试面上，分别画出等间距的网格(网格间距：工业与民用建筑为100～300mm，其它大型结构物可适当放宽)，并编号确定对应的测点位置；

6.7.1.2 当构件只有一对相互平行的测试面时，可采用对测和斜测相结合的方法。如图8.2.1-2 所示，在测位两个相互平行的测试面上分别画出网格线，可在对测的基础上进行交叉斜测；

6.7.2 当测距较大时，可采用钻孔或预埋管测法。如图 8.2.1-3 所示，在测位预埋声测管或钻出竖向测试孔，预埋管内径或钻孔直径宜比换能器直径大 5～10mm，预埋管或钻孔间距宜为 2～3m，其深度可根据测试需要确定。检测时可用两个径向振动式换能器分别置于两测孔中进行测试，或用一个径向振动式与一个厚度振动式换能器，分别置于测孔中和平行于测孔的侧面进行测试。

(a)平面图 （b）立面图 图8.2.1-2斜测法立面图 (a)平面图 (b)

立面图

图8.2.1-1 对测法示意图 图8.2.1-3钻孔法示意图

7 数据处理

7.1 统计总体：以同条件、同龄期、一次浇注的单个构件或结构的一部分作为一判断总体。统计总体的测点数不得少于30。

7.2 测值的取舍及统计计算：将判断总体各测点测值按大小次序排列，即即X1≥X2≥…≥

Xn≥Xn+1……，将排在后面明显小的数据视为可疑值予以舍弃，把Xn及以上各值参加统计，计算这些值的平均值mx及标准差sx；

1mx =nXi （7.2-1）

Sx ＝2(Xi2nmx)/(n1) （7.2-2）

式中 Xi——第i点的声学参数测量值； n——参与统计的测点数。 7.3 计算单点临界值XL1 XL1 =mx –K1 .sx（7.3-1）

式中 K1-单点异常值安定系数，其值根据所有测点总数n查下表7.3-1 异常值判定系数表 表7.3-1

7.4 单个异常值的判断：把XL1与测值序列中各值相比较，情况如下： 7.4.1 若Xn+1≤XL1，Xn>XL1则判Xn+1及其以下各测值为异常值，计算结束；

7.4.2 若Xn≤XL1，Xn-1＞XL1则把Xn也舍弃，以其余各测值参加统计，按7.2-1、7.2-2、7.3-1重新计算mx`、sx`及XL1`，并重新判断：若Xn≤XL1，Xn-1>XL1`，则判Xn及其以下各测值为异常值，计算结束；若Xn-1≤XL1`，则再舍弃Xn-1，重新计算与判断，直至舍弃某值而其上一值大于XL1为止，并判该

值及其以下各值为异常值。

7.5 当测位中判出异常测点时，可根据异常测点的分布情况，按下式进一步判别其

相邻测点是否异常： XL2 = m x –K2 ·s x (7.5—1)

若结构或构件中任何相邻的两个测点值均同时小于或等于XL2，则可判断相邻二测点测值均为异常值。

注：若保证不了耦合条件的一致性，则波幅值不能作为统计法的判据。

当测位中某些测点的声学参数被判为异常值时，可结合异常测点的分布及波形状况确定混凝土内部存在不密实区和空洞的位置及范围。