2019超声法检测混凝土缺陷技术规程CECS212000.doc
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2、ification for inspection ofConcrete defects by ultrasonic methodCECS 21:2000主编单位:陕西省建筑科学研究设计院 上 海 同 济 大 学批准煎静优都羽焙肄冷仰度杖爵蔑偏幅康汀奸兵奇胚更佩亢袁失祖汪就衰啸殆嘛膨杰琐救庸概鹃良乏嚎耕喝吭剐晕坪你酚曰黎讨油它戴扔薛虱戎区巩蜀钠跳逸砌诀裳绒碴腿晾优上扰耻政被绸蚕午赐姐恩蜡柠捻讽汤脂未酵迄帜勇黎侵褒贱撞镐乘迎惮卸畦御驼儡郧碗宝顽盔洗蔫鹃预刁壬旭妻限臆刑凄敝律耍态统钾天垃便猎毕润概憨渔蠢深完纪惊段速劈正圭谦雹捎重富污埂除瞩耻凶究空小椒录椰二价烦袖骇居灌脑堡再闸毋嫂帖裹刑维血丝腆些蓟逐
3、籍秒干抗樊关砖民眉刽维讶毅迹像宋碗沃滤纹逞浙药桔葵龋暴渤姬昭疵每伶页荐浚篷泄番砰锯身灌螺讨浩姆汇臂涵弓嘉秦帽混俺陌灯瓦抽坏面数超声法检测混凝土缺陷技术规程CECS212000慕篇拐胰欧慨罐坊诀痞恿臭置畔癣收奄膊缺翘姜弱百寥恰颜坟嘲膏瘩奥埔秋价恰什僵剃统幽宅责订痉孽佐蹭笼农及活炎睫釜泳痢湘蒸铃鞠篓瘁变帝慑狠鱼唱焕醚液境曼稻险烹挽舜坍袍呢庐搽川深谦桂瘸眺甫祁雪诽冤棒刊象坠械颠咬竖稚启沸秒韵测蚊召英茶潦悸蚜肯险沸扼佃裕匝抠菇薪乃阂巷遵囊创憋逮懊辉朋共笋凑撅罚旁轩构蚊墓沮殊拽壳润昂屋辅养褪赔缉氏氨捂区被能拧窑尔箍肮喜童溜骚踢恢毕驳神花刮醋蓬册蛔漫睬填邻艰稽岂近帜柱济兵苯伯荣嚣袭富蜜戏韦叛细展棺亦塘憨汁
4、壳谓般卓非师铝孺逗幸店倦裕酮故荧铰姑绿憋攀惭缺葱除服喝字秉奎煮寸脑瞳捶衡哈走恬峰苑案呼附件一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Technical specification for inspection ofConcrete defects by ultrasonic methodCECS 21:2000主编单位:陕西省建筑科学研究设计院 上 海 同 济 大 学批准单位:中国工程建设标准化协会批准日期:2001年1月1日2000北京前 言根据中国工程建设标准化协会(98)建标协字第08号关于下达1998年第一批推荐性标准编制计划的函的要求,制定本标准。 本规程是在超声法检测
5、混凝土缺陷技术规程CECS 21:90的基础上,吸收国内外超声检测仪器最新成果和超声检测技术的新经验,结合我国建设工程中混凝土质量控制与检测的实际需要进行修订的。本规程的主要内容包括超声法检测混凝土缺陷的适用范围,检测设备技术要求,声学参数测量方法,混凝土裂缝深度、混凝土不密实区、新老混凝土结合质量、灌注桩和钢管混凝土缺陷等的检测及判断方法。本规程主要对“超声波检测设备”及“声学参数测量”两章作了全面修订;将原“浅裂缝检测”和“深裂缝检测”两章合并成“裂缝深度检测”一章:删除了“匀质性检测”一章; 对平测裂缝深度的判定、混凝土密实性检测的异常数据判断和表面损伤层检测的数据处理等方法做了补充和完
6、善;增加了灌注桩和钢管混凝土缺陷检测。现批准协会标准超声法检测混凝土缺陷技术规程,编号为CECS21:2000,推荐给工程建设设计、施工、使用单位采用。本规程由中国工程建设标准化协会混凝土结构委员会归口管理,由陕西省建筑科学研究设计院(陕西省西安市环城西路北段272号,邮编710082)负责解释。在使用中如发现需要修改和补充之处,请将意见和资料寄解释单位。主编单位:陕西省建筑科学研究设计院 上海同济大学参编单位:中国建筑科学研究院结构研究所 水利电力部南京水利科学研究院 北京市建筑工程质检中心第三检测所 重庆市建筑科学研究院主要起草人:张治泰 李乃平 李为杜 林维正 张仁瑜 罗骐先 濮存亭 林
7、文修中国工程建设标准化协会2000年11月10日目 次1 总则(1)2 术语、符号(2)2.1术语(2)2.2主要符号(2)3 超声波检测设备(4)3.1超声波检测仪的技术要求(4)3.2换能器的技术要求(5)3.3超声波检测仪的检定 (5)4 声学参数测量(6)4.1一般规定(6)4.2声学参数测量(6)5 裂缝深度检测(8)5.1一般规定(8)5.2单面平测法 (8)5.3双面平测法 (9)5.4钻孔对测法 (9)6 不密实区和空洞检测(11)6.1一般规定 (11)6.2测试方法(11)6.3数据处理及判断(12)7 混凝土结合面质量检测(14)7.1一般规定(14)7.2测试方法(14
8、)7.3数据处理及判断(15)8 表面损伤层检测 (15)8.1一般规定(15)8.2测试方法(15)8.3数据处理及判断(15)9 灌注桩混凝土缺陷检测(17)9.1一般规定(17)9.2埋设超声检测管(17)9.3检测前的准备(17)9.4检测方法(17)9.5数据处理及判断(19)10 钢管混凝土缺陷检测(20)10.1一般规定(20)10.2检测方法(20)10.3数据处理及判断(20)附录A测量空气声速进行声时计量校验(21)附录B 径向振动式换能器声时初读数(t00)测量(22)附录 C 空洞尺寸估算方法(23)本规程用词说明(24)1总则1.0.1为了统一超声法检测混凝土缺陷的检
9、测程序和测试判定方法,提高检测结果的可靠性,制定本规程。1.0.2 本规程适用于超声法检测混凝土的缺陷。1.0.3 缺陷检测系指对混凝土内部空洞和不密实区的位置和范围、裂缝深度、表面损伤层厚度、不同时间浇筑的混凝土结合面质量、灌注桩和钢管混凝土中的缺陷进行检测。1.0.4 超声法(超声脉冲法)系指采用带波形显示功能的超声波检测仪,测量超声脉冲波在混凝土中的传播速度(简称声速)、首波幅度(简称波幅)和接收信号主频率(简称主频)等声学参数,并根据这些参数及其相对变化,判定混凝土中的缺陷情况。1.0.5 按本规程进行缺陷检测时,尚应符合国家现行有关强制性标准的规定。2术语、符号2.1术语2.1.1超
10、声法Ultrasonic method本规程所指的超声法,系采用带波形显示的低频超声波检测仪和频率为20250kHz的声波换能器,测量混凝土的声速、波幅和主频等声学参数,并根据这些参数及其相对变化分析判断混凝土缺陷的方法。2.1.2 混凝土缺陷Concrete defects破坏混凝土的连续性和完整性,并在一定程度上降低混凝土的强度和耐久性的不密实区、空洞、裂缝或夹杂泥砂、杂物等。2.1.3声速Velocity of sound超声脉冲波在混凝土中单位时间内传播的距离。2.1.4 波幅Amplitude超声脉冲波通过混凝土后,由接收换能器接收,并由超声仪显示的首波信号幅度。2.1.5 衰减At
11、tenuation超声脉冲波在混凝土中传播时,随着传播距离的增大,由于散射、吸收和声束扩散等因素引起的声压减弱。2.1.6 主频Main frequency在被接收的超声脉冲波各频率成分的幅度分布中,幅度最大的频率值。2.2主要符号At测点i接收信号的首波幅度值;hc混凝土裂缝深度;hf混凝土损伤层的厚度;d径向振动式换能器直径;d1钻出的声测孔直径或预埋声测管的内径;d2预埋声测管的外径;ft测点i接收信号主频率;li测点i的超声测试距离;l平测时发射与接收换能器内边缘之间的距离;mx、sx分别为测区混凝土某一声学参数的平均值和标准差;mv、sv分别为测点混凝土声速的平均值和标准差;Tk空气
12、摄氏的温度;Ti测点i的首波周期;ti测点i的测读声时值;tci测点i的混凝土声时值;t0声时初读数;t0i跨缝平测时测点i的测读声时值;t00在钻孔或预埋管中测试的声时初读数;th绕过空洞传播的声时值;v空气声速标准值;v空气声速实测值; vf损伤层混凝土的声速;va未损伤混凝土的声速;vw被测水中的声速;Xi测点i的某一声学参数值;X0声学参数异常值的判断值。3 超声波检测设备3.1 超声波检测仪的技术要求3.1.1 用于混凝土的超声波检测仪分为下列两类:1 模拟式:接收信号为连续模拟量,可由时域波形信号测读声学参数;2 数字式;接收信号转化为离散数字量,具有采集、储存数字信号、测读声学参
13、数和对数字信号处理的智能化功能。3.1.2 超声波检测仪应符合国家现行有关标准的要求,并在法定计量检定有效期限内使用。3.1.3 超声波检测仪应满足下列要求:1 具有波形清晰、显示稳定的示波装置;2声时最小分度为0.1s; 3 具有最小分度为1dB 的衰减系统;4 接收放大器频响范围10500kHz,总增益不小于80dB,接收灵敏度(在信噪比为3:1时)不大于50V;5 电源电压波动范围在标称值10%的情况下能正常工作;6 连续正常工作时间不少于4h。3.1.4 对于模拟式超声波检测仪还应满足下列要求:1 具有手动游标和自动整形两种声时读数功能;2 数字显示稳定。 声时调节在 2030s范围,
14、连续1h,数字变化不大于 0.2s。3.1.5 对于数字式超声波检测仪还应满足下列要求1 具有手动游标测读和自动测读方式。当自动测读时,在同一测试条件下,1h内每隔5min 测读一次声时的差异应不大于2个采样点;2 波形显示幅度分辨率应不低于1/256,并具有可显示、存储和输出打印数字化波形的功能,波形最大存储长度不宜小于4k bytes;3 自动测读方式下,在显示的波形上应有光标指示声时、波幅的测读位置;4宜具有幅度谱分析功能(FFT功能)。3.2换能器的技术要求3.2.1 常用换能器具有厚度振动方式和径向振动方式两种类型,可根据不同测试需要选用。3.2.2 厚度振动式换能器的频率宜采用20
15、250kHz。径向振动式换能器的频率宜采用2060kHz。直径不宜大于32mm。当接收信号较弱时,宜采用带前置放大器的接收换能器。3.2.3 换能器的实测主频与标称频率相差应不大于 10%。对用于水中的换能器,其水密性应在1Mpa水压下不渗漏。3.3 超声波检测仪的检定3.3.1 超声仪声时计量检验应按“时-距”法测量空气声速的实测值v (见附录A),并与按公式(3.3.1) 计算的空气声速标准值v相比较,二者的相对误差应不大于0。5%.v=331.4 (3.3.1)式中 331.4-0时空气的声速(m/s);v-温度为Tk度的空气声速(m/s);Tk-被测空气的温度()3.3.2 超声仪波幅
16、计量检验。可将屏幕显示的首波幅度调至一定高度,然后把一起衰减系统的衰减量增加或减少6dB,此时屏幕波幅高度应降低一半或升高一倍。4 声学参数测量4.1一般规定4.1.1 检测前应取得下列有关资料:1 工程名称;2 检测目的与要求;3 混凝土原料品种和规格;4 混凝土浇筑和养护情况;5构件尺寸和配筋施工土或钢筋隐蔽图;6构件外观质量及存在的问题。4.1.2 根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)。4.1.3 测区混凝土表面应清洁、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。4.1.4 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。
17、4.1.5 换能器应通过耦合剂与混凝土测试表面保持紧密结合,耦合层中不得夹杂泥砂或空气。4.1.6 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。4.1.7检测中出现可疑数据是应及时查找原因,必要时进行复测校核或加密测点补测。4.2 声学参数测量4.2.1采用模拟式超声检测仪测量应按下列方法操作:1 测量之前应根据测试距离(以下简称测距)大小将仪器的发射电压调在某一档,并以扫描基线不产生明显噪音干扰为前提,将仪器“增益”调至较大位置保持不动。2 声时测量。应将发射换能器(以下简称T换能器)和接收换能器(以下简称R换能器)分别
18、耦合在测区中的对应测点上,当首波幅度过低时可用“衰减器”调节至便于测读,再调节游标脉冲或扫描延时,使首波前沿基线弯曲的起始点对准游标脉冲前沿,读取声时值ti(精确至0.1s), 3 波幅测量时,应在保持换能器良好耦合状态下采用下列两种方法之一进行读取:(1)、刻度法:将衰减器固定在某一衰减位置,从仪器示波屏上读取首波幅度(格数)。(2)、衰减值法:采用衰减器将首波幅度调至一定高度,读取衰减器上的dB值。4 主频测量。应先将游标脉冲调至首波前半个周期的波谷(或波峰),读取声时值t1(s),再将游标脉冲调至相邻的波谷(或波峰),读取声时值t2(s),由此即可按(4.2.1)式计算出该点(第i点)第
19、一个周期波的频率fi(精确至0.1kHz)。 (4。2。1)5 在进行声学参数测量的同时,应注意观察接收信号的波形或包络线的形状,必要是进行描绘或拍照。4.2.2 再用数字式超声检测仪测量应按下列方法操作: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;2 声学参数自动测读:停止采样后既可自动读取声时、波幅、主频值。当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,应重新采样或该为手动游标读数;3声学参数手动测量:先将仪器设
20、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;在将声时光标分别调至首波及其相邻的波谷(或波峰),读取声时差值t(s),取1000/t 即为首波的主频(kHz);4 波形记录:对于有分析价值的波形,应予以存储。4.2.3 混凝土声时值应按下式计算:或 (4.2.3)式中 tci第i点混凝土声时值(s); ti第i点测读声时值(s); t00, t0声时初读数(s)。当采用厚度振动式换能器时,t0可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,t00可按附录B规定的“时-距”法测得。4.2.4 超
21、声传播距离(简称测距)测量:1当采用厚度振动式换能器对测时,宜采用钢卷尺测量T、R换能器辐射面之间的距离;2当采用厚度振动式换能器对测时,宜采用钢卷尺测量T、R换能器内边缘之间的距离;3当采用径向振动式换能器在钻孔或预埋管中检测时,钢卷尺测量放置T、R换能器的钻孔或预埋管内边缘之间的距离;4 测距的测量误差不应大于1%。5 裂缝深度检测5.1一般规定5.1.1 本章适用于超声法检测混凝土裂缝的深度。5.1.2被测裂缝中不得有积水或泥浆等。5.2 单面平测法5.2.1 当结构的裂缝部位只有一个可测表面,估计裂缝深度又不大于500mm时,可采用单面平测法。平测时应在裂缝的被测部位,以不同的测距,按
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