胡继晗
淮安市振淮工程检测有限公司 江苏 淮安 223001
摘 要：混凝土建设是现代建筑的基础建设之一，如若混凝土的内部存在缺陷部位，将影响整个建筑工程的质量与安全。因此，有必要加强对混凝土结构的检测，以保障建筑结构的整体质量。本文对超声波技术在混凝土检测中的应用进行了分析。
关键词：超声波；混凝土检测；参数；质量
引言：
随着国民经济的迅猛发展，城镇化进程的不断推进，钢筋混凝土结构取得了前所未有的发展。混凝土建设是众多建筑物的基础，对混凝土质量的检测就显得尤为重要。当前，超声波检测技术在混凝土质量检测中的应用取得了较好的应用效果。
1、超声波应用于混凝土检测的基本原理
超声波是一种频率高于2000Hz的声波，能够在各类介质中传播。超声波在混凝土检测中的应用主要依据于超声波的物理特性，根据超声波在混凝土结构中的声速、声时、波幅衰减程度以及接收到的波形等数据的收集、对比与分析，通过分析处理过的接收数据就可以准确的描绘出混凝土结构的强度、结构缺陷位置、缺陷性质等。超声波在结构内部传播时受到的影响因素众多，如水灰比、粗骨料大小、混凝土龄期、收缩徐变、钢筋的直径大小及配置情况，这些影响因素错综复杂相互影响，在建立测量数据和混凝土结构强度关系时，对参数进行局部调整。另外，混凝土的密度较大，一般情况下很难穿透，超声波在其中传播时也会受到衰减影响，由此，利用超声波检测混凝土结构时，一般会采用至少两根声波检测管，在检测过程中分别用来发射信号与接收信号，通过透射式超声波的发射与接收结果的检测、对比与分析，进一步完善混凝土结构的具体检测结果。
2、超声波技术在混凝土检测中的具体应用
2.1超声波检测混凝土的具体方法
超声波对混凝土结构的检测主要包括两种方法，一种是平面检测法，根据超声波发射器与接收器的位置不同可分为对测法、斜测法、单面平测法等具体检测技术。另一种是钻孔测试法，根据换能器在孔中安置的方位不同，又可以将钻孔测试法分为对测法、斜测法、平测法，根据换能器相对高度的不同进行混凝土的超声波检测，两种检测方法的应用需要根据不同的检测需求与混凝土的具体结构进行选择与应用，以保证检测结果的有效性。
2.2混凝土强度的检测
混凝土的强度是混凝土特性中的一个重要指标，如何能准确的检测混凝土的强度显得尤为重要。超声波在混凝土中的传播过程中，由于混凝土的密度、弹模的影响，传播的速度往往会不同，弹模越高得出的波速也就越高，因此声速值和混凝土的强度就存在这一定的关系，超声波对混凝土强度的检测可通过公式分析超声波的纵波传播速度与混凝土硬度之间的关系进行混凝土强度检测。在混凝土构件检测时，如果仅检测了单个构件，应该取该检测区中测得的最小的混凝土强度值。当进行批量抽样检测时，应该保证混凝土强度有 95% 以上的保证率。在实际工程中依靠关系曲线表，通过实测的波速来寻找相应的混凝土强度，混凝土的密度越大，超声波的纵波传播速度越大，混凝土的密度越小，超声波的纵波传播速度越小，由此，可根据纵波传播速度的大小判断混凝土的密度与强度。
2.3混凝土的缺陷范围与位置检测
运用超声波进行混凝土检测过程中，异常值的出现只能说明混凝土结构中存在缺陷部位，而混凝土缺陷的具体范围与位置，还需要进一步的进行综合评定来确认。混凝土结构常见的缺陷有不密实、空洞、杂物填充、意外受伤等。当超声波经过这些缺陷断面时波速、振幅值会发生突变，常常可以根据这些突变特性推断结构内部的缺陷。
超声波在混凝土内部传播时，遇到孔洞与混凝土的密度不同，超声波会发生反射现象，一部分超声波会直接穿过孔洞直接传播到接收器，而另一部分会绕过孔洞的孔壁传播一段距离后进而传播到接收器，由此，超声波的传播路径发生了变化，声波接收仪器上所接收的信号与读出的声学参数会有所差异，根据各项参数的变化，人们可以判断混凝土结构中孔洞的具体大小与具体位置，进而确定混凝土结构内部缺陷的相关数据。
其一，当混凝土结构质量较均匀、测试相同距离的情况下，接收的信号主频等参数往往比较一致，如果混凝土出现不密实、空洞等缺陷时，混凝土的整体性受到破坏，这时接收换能器收到的信号值和完整混凝土相比声时值较大，波幅和频率值相应较低。对多个参数进行综合分析与对比时，还应充分考虑波形的变化，超声波的波形震动符合机械波的传播规律。超声波从混凝土中穿过第一次传播到接收器的信号为超声波在混凝土中传播的正常信号，并且直接反映了混凝土中的具体情况，接下来的超声波信号不会弱过、或偏离第一次接收到的声波信号，由此，超声波在检测混凝土之前可以运用与检测部位各项制作手法、材料相同的混凝土材质确定该类混凝土检测的超声波的正常信号，并将目标混凝土的检测结果与正常混凝土的检测结果向对比，可以清晰的判断超声波的波形变化是否存在问题，明确混凝土结构中是否存在缺陷部位。
其二，超声波穿过混凝土缺陷部位时，由于反射绕射的影响，超声波的波速和时间会受到相应的影响，我们可以根据波速的大小或者接受波段时间的长短来判断缺陷的类型和大小。通过加密测试获取缺陷部位的具体范围与程度，通过各个大致范围内的密度检测，通过对密度相对较小范围内的数据分析，可以清晰判断混凝土结构中缺陷的具体大小、范围、等各项数据。
其三，为了明确混凝土内缺陷部位的具体位置，可以采用两面对测或斜测的方式进行测试，通过多方位的测量结果计算与对比，明确缺陷的具体深度，加强对混凝土结构内缺陷的精准定位。超声波经过混凝土缺陷部位时，信号接收器接收到的波的频率也会相应发生变化，往往由于波的吸收导致波的频率降低，据此可以判断缺陷的大小。波形参数会发生相应的变化，不同的波段相互叠加，信号接收器接收的信号波形畸变，据此我们可以判断缺陷的类型和缺陷的大小及位置。
3、科学合理的综合运用多种检测方式
在实际的检测过程中，不必拘泥于一种检测方法，必要时可以综合多种检测方法，提高检测的结果的精准性。超声回弹综合法是以声速值、回弹值与混凝土强度之间的相关关系为基本依据，在结构或构件的同一测区分别测量回弹值和声时值及有关参数，然后用建立的测强公式来计算推定该结构构件混凝土抗压强度的方法。其主要优势在于能较全面的反映混凝土质量，是通过两个参数综合反映混凝土内部和表面的性能，比一个参数反映更加可靠，提高了混凝土强度检测的精度。为了能更深入的揭示事物的弹性塑性特征，采用把超声法和回弹法相结合的方式，这种方式不仅能揭示事物的表面特性，还能够完成的反映出结构的内部状况、在进行混凝土抗压强度数值测定时，首先要选好测点，选好测点后采用超声回弹综合法，此种方法的主要目的就是建立测强曲线，即通过统计分析波速、表面回弹值、抗压强度这些参数的关系。但需要注意的是，超声波的自身性质决定了其在混凝土测强中存在一些欠缺，脉冲波在穿过混凝土时，如果遇到空洞、裂缝或蜂窝等结构缺陷时，会在缺陷处发生反射或散射，遇到钢筋或强度较高硬度较大的粗骨料材料时产生绕射现象，声能被不同程度的衰减，接收信号的波幅明显下降，导致检测结果不准确。综合运用多种检测方式，能够提供多重的检测数据，更便于检测人员依据不同角度的检测数据对混凝土强度进行更加科学的判定。综合应用检测方式能够对混凝土强度进行更广泛的检测，提高检测数据的科学性和合理性。
4、结语
总之，超声波检测技术已经在混凝土结构构件的强度确定，混凝土结构内部缺陷测定中取得了广泛的应用。通过混凝土强度的检测、混凝土内部缺陷检测、混凝土的缺陷范围与位置检测等具体应用，能够有效提高建筑混凝土内部缺陷的检测效率。
参考文献：
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[2]蔡全国.建筑工程现场检查与检测管理加强探讨[J].中华民居，2013（30）