CECS 21-1990 超声法检测混凝土缺陷技术规程

建标工程建设标准全文信息系统工程建设标准全文信息系统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工程建设标准全文信息系统工程建设标准全文信息系统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年月日北京工程建设标准全文信息系统工程建设标准全文信息系统前言超声法检测混凝土缺陷是一种检测混凝土强度和缺陷的非破损检验方法在我国已较为广泛的应用为了统一检验程序和判定缺陷的方法提高检验结果的可靠性原城乡建设环境保护部年以城科字第号文委托陕西省建筑科学研究设计院和同济大学会同有关单位进行本规程的编制工作年新组建的建设部将此项任务转入中国工程建设标准化协会标准计划本规程在编制过程中经过多次征求意见和修改最后由建筑工程标准研究中心组织审查定稿现批准超声法检测混凝土缺陷技术规程为中国工程建设标准化协会标准编号为并推荐给工程建设有关单位用于混凝土质量监测和检验在使用中如发现需要修改补充之处请将意见和有关资料寄交西安市环城西路号陕西省建筑科学研究设计院邮政编码中国工程建设标准化协会年月日工程建设标准全文信息系统工程建设标准全文信息系统目录主要符号第一章总则第二章超声检测设备第一节超声检测仪技术要求第二节换能器的技术要求第三节检测设备的准备检验和维护第三章检测技术第一节一般规定第二节声学参数测量第四章浅裂缝检测第一节一般规定第二节测试方法第三节数据处理及判定第五章深裂缝检测第一节一般规定第二节测试方法第三节裂缝深度判定第六章不密实区和空洞检测第一节一般规定第二节测试方法第三节数据处理及判定第七章混凝土结合面质量检测第一节一般规定第二节测试方法第三节数据处理及判定工程建设标准全文信息系统工程建设标准全文信息系统第八章表面损伤层检测第一节一般规定第二节测试方法第三节数据处理及判定第九章匀质性检测第一节一般规定第二节测试与计算附录一用超声仪测量空气声速进行自身校验附录二径向振动式换能器声时初读数的测量附录三空洞尺寸估算方法附录四超声测缺原始记录表附录五本规程用词说明附加说明工程建设标准全文信息系统工程建设标准全文信息系统主要符号第点的接收信号首波的幅度值裂缝深度混凝土损伤层的厚度第点接收信号第一个周期波的频率超声测试距离平测时发射与接收换能器内边缘之间的距离超声波传播路径从损伤层转到未损伤混凝土时的测距空洞中心距一个测试面的垂直距离空洞附近无缺陷混凝土的测读声时平均值分别为测区混凝土某一声学参数的平均值和标准差分别为测点混凝土声速的平均值和标准差空洞半径空气的温度第点的测读声时值第点混凝土的声时值声时初读数过缝平测时第点的测读声时值在钻孔中测试的声时初读数绕过空洞传播的声时测读值第点混凝土的声速空气声速计算值空气声速实测值损伤层混凝土的声速工程建设标准全文信息系统工程建设标准全文信息系统未损伤混凝土的声速被测水的声速第点混凝土的某一声学参数值声学参数异常值的判断值异常值判定系数工程建设标准全文信息系统工程建设标准全文信息系统第一章总则第条本规程适用于使用超声法对混凝土和钢筋混凝土进行缺陷检测第条本规程所定义的超声法系指采用带示波器的低频超声仪测量超声脉冲纵波在结构混凝土中的传播速度以下简称声速首波幅度以下简称波幅和接收信号频率等声学参数并根据这些参数的相对变化判定混凝土中的缺陷情况第条缺陷检测系指对混凝土内部空洞和不密实区的位置及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的质量和混凝土匀质性的检测第条在按本规程进行缺陷检测时除应遵守本规程的规定外尚应符合有关标准的规定工程建设标准全文信息系统工程建设标准全文信息系统第二章超声检测设备第一节超声检测仪技术要求第条超声波检测仪应通过技术鉴定并具有产品合格证书第条超声仪应满足下列技术要求一具有波形清晰显示稳定的示波装置二计时器的最小读数为计时范围三数字显示稳定声时调节在范围内在内数字变化应不大于四具有最小分度为的衰减器五接收放大器频响范围总增益不小于六在温度为相对湿度小于或等于电源电压在直流供电电压的环境下能正常工作第二节换能器的技术要求第条根据不同的测试需要换能器可具备两种类型厚度振动方式和径向振动方式第条换能器的频率宜选用第条换能器的实测频率相差应不大于第三节检测设备的准备检验和维护第条超声仪在使用前应进行以下准备工作工程建设标准全文信息系统工程建设标准全文信息系统一操作人员熟悉仪器使用说明书熟练掌握基本操作方法二仪器通电前先进行检查以保证换能器电缆线和高频插头连接无误电源电压应符合仪器要求三仪器通电预热后方可使用第条超声仪检验时应满足以下要求一调节辉度聚焦扫延等旋钮使示波屏上扫描基线清晰稳定二缓慢调节扫延旋钮或游标脉冲显示的数字应符合十进制三将发射和接收换能器通过耦合剂与标准棒耦合好增益和发射电压保持不变调节衰减器使接收波幅度的变化应与衰减值相对应四按时距法测量空气的声速见附录一并与公式计算的空气理论声速相比较二者的相对误差不应大于式中温度为度的空气声速被测空气的温度第条超声仪应按下列规定进行维护一仪器使用完毕后应切断电源并将增益和发射电压旋钮拨向位置二仪器和换能器在使用和搬运过程中应防止强烈振动并注意防尘防潮三暂不使用的仪器应存在干燥通风的环境每隔通电以排除机内潮气工程建设标准全文信息系统工程建设标准全文信息系统第三章检测技术第一节一般规定第条检测前应掌握和取得以下有关结构情况的资料一工程和结构名称二混凝土原材料品种和规格三混凝土浇筑和养护情况四结构尺寸和配筋施工图或钢筋隐蔽图五结构外观质量及存在的问题第条可根据检测要求和结构外观质量选择对混凝土质量有怀疑的区域以下简称测区进行测试第条测区混凝土表面应清洁平整必要时可用砂轮磨平或用高标号快凝砂浆抹平第条以质量正常的混凝土首波幅度不小于为前提应选用较高频率的换能器第条换能器应通过耦合剂与结构表面接触耦合层中不得夹杂泥砂或空气第条检测时应采用普测与细测相结合的方法普测的测点间距宜为平测法例外对出现可疑数据的区域应加密布点进行细测第二节声学参数测量第条测量之前应视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工程建设标准全文信息系统工程建设标准全文信息系统为前提将仪器增益调至较大位置保持不动第条声时测量时应将发射换能器以下简称换能器和接收换能器以下简称换能器分别耦合在测区同一测点对应位置上用衰减器将接收信号首波调至一定高度再调节游标脉冲用其前沿对准首波前沿基线弯曲的起始点读取声时值精确至该测点混凝土声时值应按下式计算式中第点混凝土声时值第点测读声时值声时初读数当采用厚度振动式换能器时可参照仪器使用说明书测得当采用径向振动式换能器时可按附录二规定的时距法测得第条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一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二衰减值法采用衰减器将首波幅度调至一定高度如或刻度一格读取衰减器上的值第条频率测量时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再将游标脉冲调至相邻的波谷或波峰读取声时值由此即可按下式计算出该点第点第一个周期波的频率精确至第条测距可用钢卷尺测量两个换能器之间的距离测量误差不应大于第条波形观察时主要观察接收信号的波形是否畸变或包络线的形状必要时可描绘或拍照工程建设标准全文信息系统工程建设标准全文信息系统第四章浅裂缝检测第一节一般规定第条本章适用于结构混凝土开裂深度小于或等于的裂缝检测第条需要检测的裂缝中不得充水或泥浆第条如有主钢筋穿过裂缝且与换能器的连线大致平行布置测点时应注意使换能器连线至少与该钢筋轴线相攫倍的裂缝预计深度第二节测试方法第条当结构的裂缝部位只有一个可测表面可采用平测法检测平测时应在裂缝的被测部位以不同的测距同时按跨缝和不跨缝布置测点进行声时测量其测量步骤应为一不跨缝声时测量将和换能器置于裂缝同一侧以两个换能器内边缘间距等于分别读取声时值绘制时距坐标图见图或用统计的方法求出两者的关系式每测点超声实际传播的距离应为式中第点的超声实际传播距离第点的换能器内边缘间距时距图中轴的截距或回归所得关系式的常数项二跨缝的声时测量如图所示将换能t1t1t1t1l'1l'3l'4l'2al1l2l(mm)t(μs)0RTll'dcT12345R(a)(b)2413515324工程建设标准全文信息系统工程建设标准全文信息系统图平测时距图器分别置于以裂缝为轴线的对称两侧两换能器中心连线垂直于裂缝走向以分别读声时值图绕过裂缝测试图图斜测裂缝示意图立面图平面图第条当结构的裂缝部位具有两个相互平行的测试表面时可采用斜测法检测其方法如图所示将换能器分别置于对应测点的位置读取相应声时值和波幅值及频率值工程建设标准全文信息系统工程建设标准全文信息系统第三节数据处理及判定第条平测法的裂缝深度可按下式计算式中裂缝深度分别代表测距为时不跨缝跨缝平测的声时值不跨缝平测时第次的超声传播距离以不同测距取得的的平均值作为该裂缝的深度值如所得的值大于原测距中任一个则应把该攫离的舍弃后重新计算值第条斜测法时如换能器的连线通过裂缝则接收信号的波幅和频率明显降低根据波幅和频率的突变可以判定裂缝深度以及是否在平面方向贯通工程建设标准全文信息系统工程建设标准全文信息系统第五章深裂缝检测第一节一般规定第条本章适用于大体积混凝土结构中预计深度在以上的裂缝检测第条被检测结构应满足下列要求一允许在裂缝两旁钻测试孔二裂缝中不得充水或泥浆第条被测结构上钻取的测试孔应满足下列要求一孔径应比换能器直径大二孔深应至少比裂缝预计深度深经测试如浅于裂缝深度则应加深钻孔三对应的两个测试孔必须始终位于裂缝两侧其轴线应保持平行四两个对应测试孔的间距宜为同一结构的各对应测孔间距应相同五孔中粉末碎屑应清理干净六如图所示宜在裂缝一侧多钻一个较浅的孔测试无缝混凝土的声学参数供对比判别之用第二节测试方法第条深裂缝检测应选用频率为的径向振动式换能器并在其接线上作出等距离标志一般间隔第条测试前应为向测试孔中注满清水然后将和CBALlTRlAB020406080100120140孔深d(cm)波幅A(mm)工程建设标准全文信息系统工程建设标准全文信息系统换能器分别置于裂缝两侧的对应孔中以相同高程等间距从上至下同步移动逐点读取声时波幅和换能器所处的深度见图平面图为比较孔立面图图钻孔测裂缝深度第三节裂缝深度判定第条以换能器所处深度与对应的波幅值绘制坐标图如图所示随着换能器位置的下移波幅逐渐增大当换能器下移至某一位置后波幅达到最大并基本稳定该位置所对应的深度便是裂缝深度图坐标图工程建设标准全文信息系统工程建设标准全文信息系统第六章不密实区和空洞检测第一节一般规定第条本章适用于结构混凝土局部区域内的不密实和空洞情况检测第条进行混凝土不密实区和空洞检测时结构的被测部位及测区应满足以下要求一被测部位应具有一对或两对相互平行的测试面二测区的范围应大于有怀疑的区域三在测区布置测点时应避免换能器的连线与附近的主钢筋轴线平行第二节测试方法第条根据被测结构实际情况可按下列方法之一布置换能器一结构具有两对互相平行的测试面时可采用对测法其测试方法如图所示在测区的两对相互平行的测试面上分别画间距为的网格并编号确定对应的测点位置二结构中只有一对相互平行的测试面时可采用斜测法即在测区的两个相互平行的测试面上分别画出交叉测试的两组测点位置如图所示三当结构的测试距离较大时为了提高测试灵敏度可在测区适当位置钻出平行于侧面的测试孔测孔直径深度视测试需要而定结构侧面采用厚度振动式换能器用黄油耦合测孔中采用径向振孔式换能器用水耦合换能器布置如图所示RTRT1234535421①②③④⑤①②③④⑤1542315423RRRT工程建设标准全文信息系统工程建设标准全文信息系统平面图立面图图对测法换能器布置图图斜测法换能器布置立面图平面图立面图图钻孔测法换能器布置图工程建设标准全文信息系统工程建设标准全文信息系统第条每一测点的声时波幅频率和测距的测量应分别按第条至第条的规定进行第三节数据处理及判定第条测区混凝土声时或声速波幅频率测量值的平均值和标准差应