一、實驗意義和目的

　　無損檢測技術(shù)是建立在現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)基礎(chǔ)上的一門應(yīng)用型技術(shù)學(xué)科，它以不損壞被檢測物體內(nèi)部結(jié)構(gòu)為前提，應(yīng)用物理的方法，檢測物體內(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)，從而判斷被檢測物是否合格，進(jìn)而評價其適用性。目前常用的無損檢測技術(shù)包括回彈法測量混凝土強度、超聲回彈綜合法測量混凝土強度、超聲法測量混凝土內(nèi)部缺陷等。

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

　　通過與混凝土試件的實際抗壓強度的對比，分析無損檢測技術(shù)的影響因素。

　　二、實驗原理

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

　　回彈法測定混凝土的抗壓強度，是建立在混凝土的抗壓強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)來表示。相關(guān)曲線應(yīng)在滿足測定精度要求的前提下，盡量簡單、方便、實用且使用范圍廣。

　　超聲回彈綜合法是指采用超聲儀和回彈儀，在結(jié)構(gòu)混凝土同一測區(qū)分別測量聲時值及回彈值，然后利用已經(jīng)建立起來的測強公式推算該測區(qū)混凝土強度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，彌補相互不足，提高了測試精度。

　　采用超聲脈沖波檢測結(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、齡期和測試距離一致)的混凝土中傳播的時間(或速度)、接收波的振幅和頻率等聲學(xué)參數(shù)的相對變化，來判定混凝土的缺陷。

　　三、實驗裝置、流程和儀器

　　回彈儀、超聲波檢測儀、壓力試驗機等

　　四、實驗方法和步驟

(一)回彈法測量混凝土強度

　　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的下承板中心線上。

　　開動壓力機，在混凝土試件上施加30～50KN的恒定壓力。

　　在試件的一對相對側(cè)面上進(jìn)行回彈測定，每個側(cè)面均勻布置8個測點。共記錄16個點的回彈值。

　　在每個混凝土試件的三個部位測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。

　　查測區(qū)混凝土強度換算表，確定混凝土試件的強度換算值。

　　在壓力試驗機上，實測此組混凝土試件的抗壓強度值。

　　比較實測值與回彈法所得強度值的差別，并分析原因。

(二)超聲回彈綜合法測量混凝土強度

　　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的下承板中心線上。

　　開動壓力機，在混凝土試件上施加30～50KN恒定的壓力。

　　在試件的一對相對側(cè)面上進(jìn)行回彈測定，每個側(cè)面均勻布置8個測點。共記錄16個點的回彈值。

　　在混凝土試件未作回彈的兩側(cè)面畫出正對的圓形域，保證測量時兩換能器軸線重合。

　　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)動擠壓，使耦合劑均勻充滿換能器與混凝土表面的間隙。

　　開啟超聲波檢測儀，進(jìn)入開機界面。

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

　　進(jìn)入狀態(tài)界面，設(shè)定各項參數(shù)值。

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

　　依次測量混凝土試件的三個測點聲速。

　　按照上述步驟，測定一組中所有試件的回彈值和聲速值。

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

　　系統(tǒng)自動計算出混凝土強度換算值。

　　在壓力試驗機上，實測此組混凝土試件的抗壓強度值。

　　比較實測值與回彈法所得強度值的差別，并分析原因。

(三)測量混凝土裂縫深度

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

　　將預(yù)制的帶裂縫混凝土構(gòu)件水平放置在實驗臺上，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距離分別為100、150、200、250、300、350(mm)的六個點。

　　在上述確定的各點涂抹耦合劑。

　　設(shè)定超聲儀參數(shù)為不跨縫檢測。

　　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，并耦合好保持不動，以T、R兩個換能器內(nèi)邊緣間距li'為100、150、200、250、300、350(mm)，依次移動R并讀取相應(yīng)的聲時值ti。

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

　　設(shè)定超聲儀參數(shù)為跨縫檢測。

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

　　在上述過程中，注意接收信號的首波反相現(xiàn)象，分析首波反相時測距與背測裂縫深度存在的關(guān)系。

　　以l'為縱軸、t為橫軸繪制l'-t坐標(biāo)圖，或用統(tǒng)計法求t與l'之間的回歸直線式l'=a+bt ，每一個測點的超聲實際傳播距離l=l'+?a?。