cecs21-2000超声法检测混凝土缺陷技术规程(附条文)

cecs21-2000超声法检测混凝土缺陷技术规程(附条文)内容摘要：

判为异常值时，即为存在缺陷的可疑点； 2 斜率法：用声时 (tc)深度 (h)曲线相邻测点的斜率 K和相邻两点声时差值 △ t的乘积 z，绘制z—h曲线，根据 zh曲线的突变位置，并结合波幅值的变 化情况可判定存在缺陷的可疑点或可疑区域的边界。 房地产 E 网 房地产与物业管理实用资料库 结合判断方法绘制相应声学参数一深度曲线。 根据可疑测点的分布及其数值大小综合分析，判断缺陷的位置和范围。 当需用声速评价一个桩的混凝土质量匀质性时，可分别按 ()各式计算测点混凝土声速值 (vi)和声速的平均值 (mv)、标准差 (Sv)及离差系数 (Cv)。 根据声速的离差系数可评价灌注桩混凝土匀质性的优劣。 缺陷的性质应根据各声学参数的变化情况及缺陷的位置和范围进行综合判断。 可按表 整性的类别。 表 桩身完整性评价 10 钢管混凝土缺陷检测 一 般 规 定 奉检测方法仅适用于管壁与混凝土胶结良好的钢管混凝土缺陷检测。 检测过程中应注意防止首波信号经由钢管壁传播。 所用钢管的外表面应光洁，无严重锈蚀。 检 测 方 法 钢管混凝土检测应采用径向对测的方法，如图。 房地产 E 网 房地产与物业管理实用资料库 图 钢管混凝土检测示意图 (a)平面田； (b)立画图 应选择钢管与混凝土胶结 良好的部位布置测点。 布置测点时，可先测量钢管实际周长，再将圆周等分，在钢管测试部位画出若干根母线和等间距的环向线，线间距宜为 150～ 300mm。 检测时可先作径向对测，在钢管混凝土每一环线上保持 T、 R换能器连线通过圆心，沿环向测试，逐点读取声时、波幅和主频。 对于直径较大的钢管混凝土，也可采用预埋声测管的方法检测，按本规程第 9章的规定执行。 数据处理与判断 同一测距的声时、波幅和频率的统计计算及异常值判别应按本规程第 规定进行。 当同一测位的测试数据离散性较大或数据较少时，可将怀疑部位的声速、波幅、主频与相同直径钢管混凝土的质量正常部位的声学参数相比较，综合分析判断所测部位的内部质量。 附录 A 测量空气声速进行声时计量校验 测试步骤 取常用的厚度振动式换能器一对，接于超声仪器上，将两个换能器的辐射面相互对准，以间距为 50、 100、 150、 200mm…依次放置在空气中，在保持首波幅度一致的条件下，读取各间距所对应的声时值 t t t … 、 tn。 同时测量空气的温度 Tk(读至 ℃ )。 房地产 E 网 房地产与物业管理实用资料库 测量时应注意下列事项： 1 两换能器间距的测量误差应不大于 177。 ％。 2 换能器宜悬空相对放置 (如图 )。 若置于地板或桌面时，应在换能器下面垫以海绵或泡沫塑料并保持两个换能器的轴线重合及辐射面相互平行； 3 测点数应不少于 10个。 图 换能器悬挂装置示意图 1定滑轮； 2螺栓； 3刻度尺； 4支架 图 测空气声速的 “时 距 ”图 空气声速测量值计算：以测距 l为纵坐标，以声时读数 t为横坐标，绘制 “时 距 ”坐标图 (如图 )，或用 回归分析方法求出 l与 t之间的回归直线方程： () 式中 a、 b——待求的回归系数。 坐标图中直线 AB的斜率 “△ l／ △ t”或回归直线方程的回归系数 “旷即为空气声速的实测值vs(精确至 ／ s)。 空气声速的标准值应按下式计算： () 房地产 E 网 房地产与物业管理实用资料库 空气声速实测值 vs与空气声速标准值 vc之间的相对误差 er应按下式计算： () 通过 ()式计算的相对误差 er应不大于 177。 ％， 否则仪器计时系统不正常。 附录 B 径向振动式换能器声时初读数 (too)的测量 将两个径向振动式换能器保持其轴线相互平行，置于清水中同一水平高度，两个换能器内边缘间距先后调节在 l1(如 200mm)， l2(如 100mm)，分别读取相应声时值 t t2。 由仪器、换能器及其高频电缆所产生的声时初读数 to应按下式计算： 用径向振动式换能器在钻孔中进行对测时，声时初读数应按下式计算： 当用径向振动式换能器在预埋声测管中检测时，声时初读数应按下式计算： 当采用一只厚度振动式换能罪和一只径向振动 式换能器进行检测时，声时初读数可取该两对换能器初读数之和的一半。 房地产 E 网 房地产与物业管理实用资料库 附录 C 空洞尺寸估算方法 本规程用词说明 为便于在执行本规程条文时区别对待，对要求严格程度不同的用词说明如下： 1 表示很严格，非这样做不可的： 正面词采用 “必须 ”；反面词采用 “严禁 ”。 2 表示严格，在正常情况均应这样做的： 正面词采用 “应 ”；反面词采用 “不应 ”或 “不得 ”。 房地产 E 网 房地产与物业管理实用资料库 3 表示允许稍有选择，在条件许可时首先应这样做的： 正面词采用 “宜 ”；反面词采用 “不宜 ”。 4 表示有选择，在一定条件下可以这样做的，采用 “可 ”。 中国工程建设标准化协会标准 超声法检测混凝土缺陷 技术规程 CECS 21： 2020 条文说明 1 总 则 、 本规程适用于各种混凝土和钢筋混凝土的缺陷检测。 根据我国工程质量检测的实际需要，增添了灌注桩和钢管混凝土缺陷检测。 本规程的修订，反映了混凝土超声检测技术不断成熟以及用于混凝土检测的超声仪器已发展到一个新水平。 由于混凝土是非均质的弹粘塑性材料，对超声脉冲波的吸收、散射衰减较大，其中高频成分更易衰减。 因此，超声波检测混凝土缺陷一般采用较低 的发射频率。 当混凝土的组成材料、工艺条件、内部质量及测试距离一定时，其超声传播速度、首波幅度和接收信号主频等声学参数一般无明显差异。 如果某部分混凝土存在空洞、不密实或裂缝等缺陷，破坏了混凝土的整体性，与无缺陷混凝土相比较声时值偏大，波幅和频率值降低。 超声波检测混凝土缺陷，正是根据这一基本原理，对同条件下的混凝土进行声速、波幅和主频测量值的相对比较，从而判定混凝土的缺陷情况。 在进行混凝土缺陷检测时，还应遵守现行的安全技术和劳动保护等有关规定。 房地产 E 网 房地产与物业管理实用资料库 3 超声波检测设备 超声波检测仪的技术要求 . 1 原规程编制过程中，我国尚未生产数字式混凝土超声检测仪，超声检测设备的技术要求是按当时模拟式非金属超声仪的技术性能提出的。 近年来国内先后研制生产了性能好、功能多的数字式非金属超声检测仪，为了适应这两类混凝土超声检测仪的使用，修订中除了保留两类仪器的共性要求外，还分别对模拟式和数字式超声波检测仪的技术性能提出了要求。 两类混凝土超声波检测仪的含义是： 1 模拟式仪器用游标读取首波声时，并由数码管显示，也可由接收信号首波波幅起跳达到一定电子后，关断声时计数电路并自动显示声时值， 但当信号较弱时声时读数的误差较大；波幅的读数，采取固定屏幕波幅，调节衰减器衰减值读取，或者保持衰减器不动，直接在屏幕上读取首波高度的刻度数。 2 数字式仪器是将接收信号按一定时序转换成二进制数字量存人计算机内存。 可通过软件程序判读首波声时，其判读精确度由数字波形样品时间间隔和软件功能决定，应能在低信噪比情况下准确判读，而波幅值由软件判读计算直接读取，并显示于仪器屏幕上。 . 2 超声波检测仪应按现行国家有关标准要求进行严格的质量检定，每项指标应达到规定的质量要求，方可使用。 超声波检测仪应 满足下列技术要求： 1 结构混凝土存在缺陷时，会使声时、波幅、主频和波形发生变化，因此测量这些声学参数都须使用波形稳定、清晰的波形显示系统。 2 声时最小分度是声时测量精度的决定因素，因此，超声检测仪应满足这个要求。 3 在测距一定且测线平行的条件下，接收信号首波的大小可以反映混凝土缺陷的存在与否。 模拟仪器一般采用衰减器测量波幅值，因此，超声仪应具有最小分度为 1dB的衰减器。 数字式仪器的波幅判读由软件计算其波幅的 dB值或直接读取波幅的电压值，其精度均已超过 1dB。 4 仪器接收放大器的主频响应与混凝土超声检 测中一般使用 20～ 250kHz的换能器相适应，所以接收放大器在此频响范围可以满足电气性能要求。 单纯考虑接收放大器的增益是不全面的，应同时考虑其噪声水平，所以用信噪比达到 3:1时的接收灵敏度要更为实际，它可以直观地反映出仪器与超声波穿透距离有关的重要技术因素。 5 仪器对电源电压的适应范围，系指当电源在此范围内波动时，其全部技术指标仍能达到额定值。 对模拟式超声波检测仪还应满足下列技术要求： 1 模拟式超声波检测仪必须具备手动游标读数功能，以便准确判读首波声时。 自动整形声时读数功能一般仅适应于强 信号、弱噪声条件，信噪比降低会导致自动整形声时读数的大误差，甚至丢波，要谨慎使用。 2 模拟仪器数码显示的稳定性是准确测量的基础。 现场测试一般要求仪器连续工作 4h以上，在工作期间，仪器性能必须保持一定的稳定性。 对数字式超声波检测仪还应满足的技术要求： 1 数字式仪器以自动判读方式为主，在大距离测试或信噪比极低的情况下，需要用手动游标读数。 手动或自动判读声时，在同一测试条件下，测量数值的重复性是准确测量的基础，故应建立一定的检查声时测量重复性的方法，在重复测试中，判定首波起始点的样本偏差点数乘以 样本时间间隔即声时读数的差异。 房地产 E 网 房地产与物业管理实用资料库 2 数字化超声波检测仪波幅读数的精度取决于数字信号采样的精度和屏幕波形幅度，在采样精度一定的条件下，加大屏幕幅度可提高波幅读数的精度，直接读取波幅电压值其读数精度应达到 mV级并取小数点后有效位数两位。 在混凝土缺陷检测中，结合波形畸变现象有利于缺陷判别，因此，要具备显示、存储和打印数字化波形的功能。 波形最大存储长度由最大探测距离所决定。 3 自动判读声时及波幅时，在屏幕上应显示其判读的位置，这样可及时检查自动读数是否存在错误。 4 数字化超声波检测仪一般都具有幅度谱功能。 换能器的技术要求 混凝土缺陷超声检测中，根据需要可采用平面测试 (单面测试和通过两个平面对穿测试 )或孔中测试 (单孔和双孔测试 )。 平面测试所用的换能器是厚度振动方式，孔中测试用径向振动式换能器 (圆管式换能器径向指向性一致 )。 混凝土缺陷检测，一般选用频率为 20～ 250kHz的换能器 (径向振动式换能器目前最高频率有 60kHz)，可根据测距大小和混凝土质量好坏选用合适频率的换能器。 一般在保证具有一定接收信号幅度的前提下，尽量选用较高频率的换能器，以提高对小缺陷反映的灵敏性。 换能器的实测频率与标称频率应尽量一致，实际频率差异过大，易使信号鉴别和数据对比造成混乱。 在水中检测一般水深不大于 100m，换能器水密性在 1MPa时不漏水是可以满足要求的。 超声波检测仪的检定 这项检验方法为定期检验仪器综合性能提供一种声时理论值的标准，不仅检验丁仪器的计时机构是否可靠，还验证了仪器操作者的声时读取方法是否准确。 波幅值一般按分贝 (dB)计量表示，波幅值被增加 (或减少 )6dB，对应的屏幕波幅高度应升高 (或降低 )一倍，如果波幅变化高度不符，表示仪器衰 减系统不正确或者波幅计量系统有误差，但要注意波幅变化中应始终不超屏。 4 声学参数测量 一 般 规 定 了解、收集被测结构的有关资料和情况，为综合分析产生质量问题的原因和拟定检测方案提供依据，同时也是综合分析测试结果和存档必不可少的技术资料。