超声波法检测混凝土强度的影响因素分析

周 炜 江西省建筑科学研究院

1 引言

在混凝土检测技术当中，超声检测是非常重要的一项技术，1949 年加拿大和英国的研究人员将超声波检测技术应用到了混凝土结构当中，利用该技术对混凝土进行检测能够得到较为准确的结果。随着该领域的不断发展和进步，有许多国家和学术团体对混凝土超声波法检测提出了更加严格的标准以及规范的内容。我国于20 世纪50 年代开始利用这项技术，并且通过不断地研究该技术，目前已经广泛地应用于工程检测当中。本篇文章通过对影响因素进行分析研究，对于超声波检测法的发展来讲具有非常重要的意义。

2 超声无损检测法的检测原理

所谓的超声无损检测法是指利用超声波对混凝土的成分和构造进行检测，或者是根据试验的结果和相关数据建立回归方程，以此来判断混凝土的强度，判断混凝土是否存在缺陷或损伤。超声无损检测法相对于传统的检测方法来讲，能够对同一混凝土结构进行多次试验，不会破坏混凝土的结构，同时还能够检测出混凝土的强度。在实际的检测过程当中，超声波检测技术是根据超声波在混凝土当中传播速度的不同，对混凝土的强度和缺陷问题进行检测。在目前的建筑项目施工过程当中，由于使用的混凝土材料配合比例不同，所利用的技术也不同，而且天气、环境、温度等因素都会影响到混凝土结构的硬化过程，这就导致混凝土本身的性质可能会发生较大的改变。因此通过建立回归曲线或利用无损检测法对其进行检测，能够保证混凝土强度符合施工要求，保证项目建设的质量。

3 对超声法检测产生影响的因素

目前超声法检测技术在实际的混凝土强度检测工作当中得到了广泛的应用，而且也受到了各届人士的重视，同时随着该技术的不断发展，相关的规范制度和具体要求也越发的完善。但在实际检测过程当中，由于许多外界因素的存在，也影响着超声法检测结果的精确度。为了保障检测结果的精确度，使混凝土结构整体更加可靠更加稳定，必须要对影响因素进行具体的分析和研究。通过对现场的检测工作进行研究后，能够发现超声波在混凝土当中的传播速度与混凝土本身的强度有着非常密切的关系，混凝土本身的强度值能够反映出混凝土本身的承载能力。而在实际的检测过程当中，混凝土的配比，抽样数量等因素都会影响到混凝土的强度值，因此总结以下对检测工作带来较大影响的因素。

3.1 环境温度和湿度对混凝土结构的影响

环境温度的不同会影响到声波的传播速度，如环境温度在5℃～30℃时，声波传播速度不会受到较大的影响，但是当温度在40℃～60℃范围内，混凝土中声波的传播速度会有所下降。同时由于声波在水中和在冰中的传播速度不同，在冬季需要了解现场的实际情况，如果出现冻结的情况，不能够用该方法对混凝土进行检测。另外在实际的检测过程当中，混凝土当中的含水率也会影响到检测结果的准确性，在水中进行养护的混凝土会产生大量的水化产物，超声波在水化产物中的传播速度会有所提高，在检测的过程当中，要消除这一影响因素所带来的影响。

3.2 测试结构断面尺寸的影响

在实际的超声波检测过程当中发现被测结构的横向尺寸会对测量结果产生影响，在实际的检测过程当中，必须要避免该测量因素对整体结果所带来的影响。通过研究表明，如果测试面是狭长形状，在同一批次的混凝土检测当中所检测到的结果存在差异性，通过研究产生原因发现，随着横向尺寸的不断减小，纵向波速会发生一定的转变，从而影响到最终结果的精确度。

3.3 钢筋位置的影响以及修正工作

对于超声波来讲，在钢筋中的传播速度要比混凝土中的传播速度快1.3倍～1.9倍。如果钢筋的位置存在偏差，在实际的测量过程当中就会对混凝土强度的计算结果产生较大的影响。钢筋的影响分两种情况，一种是与声波传播方向平行，另一种是与声波传播方向垂直。由于钢筋与声波传播方向垂直时，会对检测结果产生较大的影响，因此针对该种情况需要在测试时尽量避免与钢筋垂直或者是对钢筋进行修正，这样能够保证测量结果的精确度。

3.4 水灰比以及水泥用量的影响

混凝土本身的抗压强度与水灰比有着非常密切的联系，水灰比不断降低混凝土的强度，弹性性质会有所提高，超声波的传播速度也会提高，如果水灰比升高，那么传播速度就会下降。实际上水灰比例的变化改变了材料当中骨灰比的含量，因此在考虑水灰比和水泥用量的影响时还需要考虑骨料的用量所带来的影响。

3.5 骨料品种、粒径、含量的影响

在实际的检测过程当中，每平方米的混凝土中，骨料的用量、颗粒组成变化等内容对混凝土实际承载能力所产生的影响十分小。但是骨料的品种、用量、颗粒组成等对于超声波波速的传播速度有非常大的影响。因此在实际的检测过程当中，为了降低该因素对检测结果所带来的影响，必须对其进行深入的分析研究，以此来保障检测结果的精确度。

3.5.1 品种的影响

对于混凝土超声检测来讲，声波在骨料中的传播速度比在其他组分当中的传播速度高的多，而且在混凝土当中骨料所占比例十分大。因此骨料对检测结果有着非常大的影响。在之前的检测工作进行当中，许多检测人员忽略了骨料品种对检测结果所带来的影响，这样就导致混凝土强度与真实值存在较大的误差。所以在实际的检测过程当中，检测人员应当认识到骨料对检测结果所带来的影响，充分考虑到该因素，保证检测结果的精确性。

3.5.2 粒径的影响

随着骨料的直径越大，声波传播的速度也会有所增加，这就导致检测结果和混凝土本身强定测定值呈现了非线性的关系，骨料的颗粒直径越大对检测结果所产生的影响也就越大，这就要求检测人员在检测时充分考虑骨料直径所带来的影响，保证检测结果的精确度。

3.5.3 含量的影响

对于混凝土来讲，骨料的品种相同，骨料的含量对于混凝土本身的承载能力不会产生较大的影响，但是对于超声波传播的速度会产生较大的影响。在相同强度下，混凝土当中的骨料含量越高，超声波传播的速度也会提高。因此在检测时检测人员要充分考虑到骨料含量对检测结果所带来的影响，以此来保证对混凝土做出最准确的检测。

3.6 构件损伤对测试所带来的影响

在实际的检测过程当中，由于忽略了构建损伤对检测结果所带来的影响直接将声波数据带入到了公式当中，使检测结果存在了较大的误差，甚至是无法对混凝土强度做出最准确的判断。因此在实际的检测过程当中，检测人员应当充分的认识到混凝土内部如果存在损伤问题会对检测结果产生一定影响，要充分的认识到该检测因素的所带来的影响，尽可能的保障检测结果的准确性。

4 结束语

综上所述，对于混凝土强度来讲，通过超声法对其强度增强检测能够保证结构更安全，相对于传统的检测方法能够更准确的得到检测结果，也能够不破坏整体结构。但是在实际的检测过程当中，现场的许多因素会对检测结果产生一定的影响，而且检测方法对于检测人员有着较高的要求，需要其有丰富的工作经验，而且专业素质也要达到标准的要求，这样才能够保证检测结果的准确性。另外，在实际检测的过程当中，需要检测人员对现场情况是仪器设备的进行详细的检查，这样能够及时的发现影响因素，并且排除影响因素对整体检测所带来的影响，保证检测结果的精确度。