摘要：房屋的混凝土质量是关系到该建筑物是否满足使用要求的重要项目，文中采用了房屋实体构件的现场检测，通过检测实例验证了这一方法数据准确性，说明了这一方法的切实可行性。
关键词：超声波；无损检测； 强度检测；缺陷检测
混凝土质量的好坏主要由强度和缺陷两个指标确定。
混凝土强度属于混凝土立方体防压强度标准值，主要指根据规定方法加工养护的边长是150毫米的立方体样品，在28天龄期采取标准试验方式测出的具备95%保证率的防压强度。结合主体框架验收标准《建筑项目施工质量验收统一规范》GB50300-2001的内容，建筑物在现场浇筑时，施工单位必须在见证员的见证下从现场取样制作试块，由相应资质的检测公司进行标准养护条件下28d龄期的抗压强度试验。由此来确定该批混凝土强度是否合格。若抗压强度试验检测的混凝土不满足设计要求的强度时，就须进行现场实体检测，验证构件强度是否满足设计要求。
砼缺陷，主要指损坏砼的连续性与完整性，并在很大程度上减小混凝土的强度以及耐久性的不严密区、空洞、开裂与掺杂泥沙、废气物等。而不密实区是指混凝土由于漏振、离析和架空而产生的蜂窝状，或由于缺少水泥而出现的松散状，亦或是配合比不当，或受突然损伤而引起的酥松状位置。
一、强度检测
小区房屋5#楼在浇筑屋面时，由于施工单位人员疏忽，没有制作混凝土抗压试块，导致无法判断5#楼屋面的混凝土强度是否合格。后甲方委托检测公司进行现场检测。
检测公司根据规范要求，制定了检测方案，根据实际情况采用超声—回弹综合法进行现场检测。
1．屋面构件外观检查情况：
屋面尺寸符合设计，有几处部位局部表面出现蚂蜂窝现象，较严重，但未出现石子外露。上下表面比较平整，屋面板厚度满足设计要求，无底筋外露现象，钢筋保护层满足规范要求。
2．超声—回弹综合法检测：
检测人员会同监理一起取了具有代表性的构件进行检测。测区布点及超声波检测仪探头布置如下：
通过超声—回弹综合法得到该批构件强度推定值为32.1MPa符合设计要求。
检测人员又在检测部位钻取了3个标准芯样做抗压试验进行验证，芯样抗压试验数据：31.9MPa、33.7MPa、34.4MPa。
通过数理统计得芯样强度推定值:31.9MPa。
3．由此可见超声—回弹综合法在对建筑物进行无损检测中检测混凝土构件强度最有效的方法。
二、缺陷检测
某一工程的拱桥拱肋采用哑铃型钢管混凝土结构。钢管外径900mm，内充的C40自流动混凝土分别由拱桥拱肋二端的拱脚开口处同时往上泵送。由于在哑铃型下部一条拱肋的施工中，当混凝土泵送至接近拱顶部位时不慎，拱肋一端混凝土的泵送管弯头处破裂，造成应由在该端拱脚开口处的混凝土无法正常泵送，拱顶水平段部位的混凝土泵送只能全部改由另一端的拱脚处承担，致使原设计在拱顶部的出浆管口混凝土溢出量极少，因而怀疑拱顶水平段钢管内混凝土填充不实，拟采用超声法检测该条（哑铃型下端）拱的混凝土施工质量。
1．钢管砼超声波检验的测点分布
哑铃型钢管拱肋桥的结构见上图。选取发生事故的该条哑铃型下端拱桥钢管混凝土拱的拱脚、拱L/4部位及拱L/2部位作为超声波抽检区域。每个检测区域，在钢管混凝土拱的的正截面上相距200mm平行划出5条环带，并在每条环带径向布置超声测点，通常钢管混凝土检测的测点如图0.2呈“米”字型布置。根据本工程哑铃型钢管混凝土拱肋上有腹板的特点，超声波钢管径向测点布置参。为了最大限度的检测到钢管拱正截面顶部的混凝土是否充实，非水平的二对测点尽量靠近腹板与钢管连接处。超声波检测仪探头布置如下：
按照《超声法检测砼缺陷技术标准》（CECS21：2000）进行检测，即钢管混凝土质量的检测可参照普通混凝土缺陷的原理，按同济大学上世纪80年代提出的“超声声速、首波幅度以及接收信号波形”综合判定钢管内部填充混凝土的质量。在每个抽检区域，按直径测距采用超声波纵波穿透法检测的声时值计算其超声波传播速度、接收首波信号的幅度，同时参照超声接收信息波形判别拱肋钢管砼的内在操作效果。
本工程二个拱脚部位的声速为3.7km/s，这种声速在以往钢管混凝土拱桥的检测中也经常遇见。众所周知，钢的声速为5.8km/s，普通混凝土的声速为4.0～5.0km/s, 砂浆的声速约为3.8km/s。混凝土强度等级C40的声速约为4.5 km/s左右，存在缺陷混凝土的声速低于正常混凝土 ，且与其缺陷的严重程度相关。二拱脚部位3.7km/s的声速虽然很低，但其超声波形所示正常，即首波幅度较高，并非通常缺陷混凝土的特征波形。钢管混凝土结构设计强度等级高，水泥用量多，因此水化热较大。砼水化放热后出现的冷缩及本身的干缩现象，是导致核心砼与钢管内壁相脱粘的重要原因。发射与接收两换能器的声通路，半圆周长与直径的比值为1.57倍。智能型超声仪在测试前要求输入测距—钢管直径，自动采样得到声通路间的声时值后即自动计算出传播声速。输入测距为1.57倍的钢管直径，则超声仪将会自动计算出5.8km/s左右钢的测试值。混凝土的声速不可能低于砂浆3.8km/s的声速。
2．本工程钢管混凝土质量分析
（1）钢管拱二个拱脚部位检测区域的平均声速为3.72(km/s)，如前所述表明钢管拱拱脚的拱肋钢管内壁与混凝土之间已经脱粘，存在严重缺陷。
（2）钢管拱二个L/4部位检测区域的平均声速为4.514~4.606(km/s)、首波波幅以及超声接收波形正常，平均幅度为75.94~77.35(dB)，表明钢管拱L/4部位的检测区域内混凝土质量良好。
（3）钢管拱拱中L/2的检测部位，虽然表1中的声速、幅度的平均值比较高，但声速、幅度的最小值明显偏低，而且这些测点的超声接收波形差，可评定拱中L/2部位的检测区域内混凝土密实性不良。
三、结语
《超声回弹综合法检验砼强度技术规程》的发布，为其在项目中的推广使用打好了基础。并且规程中提出了全国综合测强曲线，集中全国最常用的骨料、成型养护方法生产砼试件，随后通过试验所得，所以具有很大的应用领域。而且，有资料显示其也适用于检查碳化深度很大的长龄期砼，也适用作高强砼的强度检查，并且检查精度都可以达到要求。特别是针对高强砼其性能指标较为复杂，采用单一方法无法完全反映砼的质量。统一国内外项目状况，超声回弹综合法使用的较为成功。采取超声回弹综合法项目检查砼部件强度，不仅可以反映构件砼的弹性，还可以体现其塑性；不仅可以体现其表层状况，还可以体现其内部构造。所以，准确性比采取单一手段的准确性更高，可以真正保证内外结合，充分体现砼质量情况，其检测偏差小，适用领域大，是当前无损检查混凝土部件强度最科学的途径。
混凝土属于非均质的弹粘塑性物料，对吸附超声脉冲波、散射衰减很大，其中，高频成分极易衰减，并且砼声速在一定范围内改变，无法事先确定一个判别缺陷的指标。所以，用于砼检查的超声法，是指采取带波形显示作用的超声波检验器与频率是20～250kHz的声波转换器，检测超声脉冲波与混凝土内传递的速度（称为声速）、首波幅度（称为波幅）、接收信号波形与主频率（称为主频）等声学指标，并结合这些指标及其具体变化，判别混凝土内的缺陷现象。
由此可见超声波检测在实体工程中是非常的重要。
参考文献：
[1]. CECS21：2000 ??????? 《超声法检测混凝土缺陷技术规程》
[2]. DG/TJ 08-2020-2007 ????? ?《结构混凝土抗压强度检测技术规程》
[3]. GB 50204-2002（2011版）?? 《混凝土结构工程施工质量验收规范》
论文作者:孙亚敏
论文发表刊物:《防护工程》2018年第33期
论文发表时间:2019/2/25
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