一、實(shí)驗(yàn)意義和目的

　　無(wú)損檢測(cè)技術(shù)是建立在現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)基礎(chǔ)上的一門(mén)應(yīng)用型技術(shù)學(xué)科，它以不損壞被檢測(cè)物體內(nèi)部結(jié)構(gòu)為前提，應(yīng)用物理的方法，檢測(cè)物體內(nèi)部或表面的物理性能、狀態(tài)特性以及內(nèi)部結(jié)構(gòu)，檢查物質(zhì)內(nèi)部是否存在不連續(xù)性(即缺陷)，從而判斷被檢測(cè)物是否合格，進(jìn)而評(píng)價(jià)其適用性。目前常用的無(wú)損檢測(cè)技術(shù)包括回彈法測(cè)量混凝土強(qiáng)度、超聲回彈綜合法測(cè)量混凝土強(qiáng)度、超聲法測(cè)量混凝土內(nèi)部缺陷等。

　　本試驗(yàn)的目的是，了解回彈儀和超聲波檢測(cè)儀的構(gòu)造與原理;掌握回彈儀和超聲波檢測(cè)儀的正確使用方法;掌握利用超聲回彈綜合法測(cè)量混凝土強(qiáng)度的實(shí)驗(yàn)步驟與方法;掌握通過(guò)各種聲學(xué)參數(shù)的分析判斷混凝土內(nèi)部缺陷的基本方法。

　　通過(guò)與混凝土試件的實(shí)際抗壓強(qiáng)度的對(duì)比，分析無(wú)損檢測(cè)技術(shù)的影響因素。

　　二、實(shí)驗(yàn)原理

　　回彈法是用一彈簧驅(qū)動(dòng)的重錘，通過(guò)彈擊桿(傳力桿)，彈擊混凝土表面，并測(cè)出重錘被反彈回來(lái)的距離，以回彈值(反彈距離與彈擊錘沖擊長(zhǎng)度之比)作為與強(qiáng)度相關(guān)的指標(biāo)，來(lái)推定混凝土強(qiáng)度的一種方法。由于測(cè)量在混凝土表面進(jìn)行，所以應(yīng)屬于表面硬度法的一種。

　　回彈法測(cè)定混凝土的抗壓強(qiáng)度，是建立在混凝土的抗壓強(qiáng)度與回彈值之間具有一定的相關(guān)性的基礎(chǔ)上的，這種相關(guān)性可用“fcu-R”相關(guān)曲線(或公式)來(lái)表示。相關(guān)曲線應(yīng)在滿足測(cè)定精度要求的前提下，盡量簡(jiǎn)單、方便、實(shí)用且使用范圍廣。

　　超聲回彈綜合法是指采用超聲儀和回彈儀，在結(jié)構(gòu)混凝土同一測(cè)區(qū)分別測(cè)量聲時(shí)值及回彈值，然后利用已經(jīng)建立起來(lái)的測(cè)強(qiáng)公式推算該測(cè)區(qū)混凝土強(qiáng)度fcu的一種方法。與單一的回彈或者超聲法相比，減少齡期和含水率的影響，彌補(bǔ)相互不足，提高了測(cè)試精度。

　　采用超聲脈沖波檢測(cè)結(jié)構(gòu)混凝土缺陷的基本依據(jù)是，利用脈沖波在技術(shù)條件相同(指混凝土的原材料、配合比、齡期和測(cè)試距離一致)的混凝土中傳播的時(shí)間(或速度)、接收波的振幅和頻率等聲學(xué)參數(shù)的相對(duì)變化，來(lái)判定混凝土的缺陷。

　　三、實(shí)驗(yàn)裝置、流程和儀器

　　回彈儀、超聲波檢測(cè)儀、壓力試驗(yàn)機(jī)等

　　四、實(shí)驗(yàn)方法和步驟

(一)回彈法測(cè)量混凝土強(qiáng)度

　　將回彈儀在鋼砧上率定，確定率定值在80±2之間。

　　將一組共三塊混凝土試件依次放在壓力機(jī)的下承板中心線上。

　　開(kāi)動(dòng)壓力機(jī)，在混凝土試件上施加30～50KN的恒定壓力。

　　在試件的一對(duì)相對(duì)側(cè)面上進(jìn)行回彈測(cè)定，每個(gè)側(cè)面均勻布置8個(gè)測(cè)點(diǎn)。共記錄16個(gè)點(diǎn)的回彈值。

　　在每個(gè)混凝土試件的三個(gè)部位測(cè)量混凝土試件的碳化深度，取其平均值作為該混凝土試件的碳化深度值。

　　查測(cè)區(qū)混凝土強(qiáng)度換算表，確定混凝土試件的強(qiáng)度換算值。

　　在壓力試驗(yàn)機(jī)上，實(shí)測(cè)此組混凝土試件的抗壓強(qiáng)度值。

　　比較實(shí)測(cè)值與回彈法所得強(qiáng)度值的差別，并分析原因。

(二)超聲回彈綜合法測(cè)量混凝土強(qiáng)度

　　將回彈儀在鋼砧上率定，確定率定值在80±2之間。

　　將一組共三塊混凝土試件依次放在壓力機(jī)的下承板中心線上。

　　開(kāi)動(dòng)壓力機(jī)，在混凝土試件上施加30～50KN恒定的壓力。

　　在試件的一對(duì)相對(duì)側(cè)面上進(jìn)行回彈測(cè)定，每個(gè)側(cè)面均勻布置8個(gè)測(cè)點(diǎn)。共記錄16個(gè)點(diǎn)的回彈值。

　　在混凝土試件未作回彈的兩側(cè)面畫(huà)出正對(duì)的圓形域，保證測(cè)量時(shí)兩換能器軸線重合。

　　在圓形域涂抹耦合劑。

　　將換能器靠在混凝土側(cè)面的耦合劑上，輕輕轉(zhuǎn)動(dòng)擠壓，使耦合劑均勻充滿換能器與混凝土表面的間隙。

　　開(kāi)啟超聲波檢測(cè)儀，進(jìn)入開(kāi)機(jī)界面。

　　進(jìn)入?yún)?shù)界面，設(shè)定各項(xiàng)參數(shù)值。

　　進(jìn)入狀態(tài)界面，設(shè)定各項(xiàng)參數(shù)值。

　　進(jìn)入采樣界面，按下采樣鍵，當(dāng)波形穩(wěn)定時(shí)，按下存貯鍵。

　　依次測(cè)量混凝土試件的三個(gè)測(cè)點(diǎn)聲速。

　　按照上述步驟，測(cè)定一組中所有試件的回彈值和聲速值。

　　進(jìn)入分析界面，選擇測(cè)強(qiáng)分析，確定后輸入相關(guān)強(qiáng)度參數(shù)，輸入所測(cè)定的回彈值。

　　系統(tǒng)自動(dòng)計(jì)算出混凝土強(qiáng)度換算值。

　　在壓力試驗(yàn)機(jī)上，實(shí)測(cè)此組混凝土試件的抗壓強(qiáng)度值。

　　比較實(shí)測(cè)值與回彈法所得強(qiáng)度值的差別，并分析原因。

(三)測(cè)量混凝土裂縫深度

　　超聲波測(cè)量混凝土裂縫深度的檢測(cè)方法多種多樣，包括平測(cè)法，斜測(cè)法和鉆孔測(cè)法等。針對(duì)不同的裂縫性狀，選擇合理的方法進(jìn)行測(cè)量，才能獲得準(zhǔn)確的測(cè)量值。下面以平測(cè)法為例說(shuō)明，超聲波檢測(cè)混凝土裂縫深度的步驟。

　　將預(yù)制的帶裂縫混凝土構(gòu)件水平放置在實(shí)驗(yàn)臺(tái)上，使帶裂縫的側(cè)面向上。

　　在裂縫的同一側(cè)，與裂縫近似平行的方向做一條射線，在射線上確定距端點(diǎn)距離分別為100、150、200、250、300、350(mm)的六個(gè)點(diǎn)。

　　在上述確定的各點(diǎn)涂抹耦合劑。

　　設(shè)定超聲儀參數(shù)為不跨縫檢測(cè)。

　　將發(fā)射換能器T和接收換能器R置于裂縫的同一側(cè)，將T放置于射線端點(diǎn)，并耦合好保持不動(dòng)，以T、R兩個(gè)換能器內(nèi)邊緣間距li'為100、150、200、250、300、350(mm)，依次移動(dòng)R并讀取相應(yīng)的聲時(shí)值ti。

　　以裂縫為中心，在其兩側(cè)確定一組對(duì)稱測(cè)點(diǎn)，使對(duì)稱測(cè)點(diǎn)的間距分別為100、150、200、250、300、350(mm)。

　　設(shè)定超聲儀參數(shù)為跨縫檢測(cè)。

　　將T、R換能器分別置于裂縫的兩側(cè)，以上述確定的各點(diǎn)作為內(nèi)邊緣間距，依次測(cè)量聲時(shí)值。

　　在上述過(guò)程中，注意接收信號(hào)的首波反相現(xiàn)象，分析首波反相時(shí)測(cè)距與背測(cè)裂縫深度存在的關(guān)系。

　　以l'為縱軸、t為橫軸繪制l'-t坐標(biāo)圖，或用統(tǒng)計(jì)法求t與l'之間的回歸直線式l'=a+bt ，每一個(gè)測(cè)點(diǎn)的超聲實(shí)際傳播距離l=l'+?a?。