混凝土陣列超聲技術(shù)在鋼纖維混凝土內(nèi)部缺陷檢測中的應(yīng)用

1. 引言

鋼纖維混凝土是一種在普通混凝土中摻入短鋼纖維的多相復(fù)合材料。通過在混凝土中加入適量的鋼纖維，可以顯著提高其力學性能和耐久性。鋼纖維混凝土廣泛應(yīng)用于建筑、橋梁、水利水電等工程領(lǐng)域，具有抗拉、抗彎、抗剪、抗沖擊等優(yōu)異的力學性能，同時還能有效阻止混凝土內(nèi)部微裂縫的擴展，提高耐久性。

然而，鋼纖維混凝土在施工過程中可能會產(chǎn)生內(nèi)部缺陷，如空洞、鋼筋脫空、骨料離析等，這些缺陷會嚴重影響混凝土的力學性能和耐久性。因此，檢測鋼纖維混凝土的內(nèi)部缺陷對于確保工程質(zhì)量至關(guān)重要。本文將介紹混凝土陣列超聲技術(shù)在鋼纖維混凝土內(nèi)部缺陷檢測中的應(yīng)用，并通過實際案例展示其檢測效果。

2. 混凝土陣列超聲技術(shù)概述

混凝土陣列超聲技術(shù)是一種基于超聲波傳播原理的無損檢測方法。通過發(fā)射和接收超聲波信號，混凝土陣列超聲設(shè)備能夠生成混凝土內(nèi)部的二維或三維圖像，從而檢測出內(nèi)部的缺陷、鋼筋位置等信息。

2.1 技術(shù)優(yōu)勢

• 高分辨率：陣列超聲采用橫波技術(shù)，橫波的波長只有同頻率縱波的60%，也就是說橫波的分辨率相比縱波提高了60%，能夠清晰識別混凝土內(nèi)部的更小的缺陷。

• 信噪比更高：超聲橫波在混凝土中的散射比縱波弱，因而橫波檢測的噪聲更低，有效信號就更高，所以橫波有更高的信噪比。

• 缺陷的反映更清晰：因流體中的聲波只有縱波，橫波遇到欠密實、縫隙和空洞等缺陷后幾乎全被反射，其反射系數(shù)大于縱波。

• 穿透能力強：陣列超聲設(shè)備能夠穿透鋼材和已凝固的鋼纖維混凝土，檢測其內(nèi)部的異常情況。

• 多功能性：不僅可以檢測鋼纖維混凝土鋼筋位置和保護層厚度，還能識別空洞、骨料離析等缺陷。

2.2 應(yīng)用場景

• 鋼纖維混凝土內(nèi)部缺陷檢測（如空洞、鋼筋脫空等）。

• 鋼纖維混凝土鋼筋定位及保護層厚度測量。

• 鋼纖維混凝土橋梁波紋管定位及尺寸偏差檢測。

3. 鋼纖維混凝土內(nèi)部缺陷檢測案例

3.1 鋼筋脫空檢測

在某鋼纖維混凝土試塊中，客戶在首層鋼筋的兩端放置了5cm的PVC管，模擬鋼筋脫空情況。通過陣列超聲設(shè)備的橫波技術(shù)，檢測結(jié)果顯示鋼筋兩端和中部靠下位置存在明顯的高亮反饋，表明這些區(qū)域存在鋼筋脫空現(xiàn)象。

• 圖1-1：A 1040 MIRA 3D 測試圖片

• 圖1-2：陣列超聲檢測結(jié)果顯示鋼筋兩端和中部靠下位置存在高亮反饋，表明鋼筋脫空。

3.2 木塊埋置檢測

在試塊中部的一側(cè)埋置了木塊，模擬混凝土內(nèi)部的空洞缺陷。陣列超聲檢測結(jié)果顯示，木塊的位置清晰可見，表明設(shè)備能夠有效識別混凝土內(nèi)部的異物。

• 圖1-3：客戶在試塊中部埋置木塊(A 1004 MIRA 3D)。

• 圖1-4：陣列超聲檢測結(jié)果顯示木塊位置清晰可見。

3.3 鋼筋位置與混凝土厚度檢測

通過陣列超聲設(shè)備，能夠清晰識別鋼筋的位置和混凝土的真實厚度。檢測結(jié)果顯示，鋼筋的位置和混凝土的厚度信息準確無誤。

• 圖1-5：A 1040 MIRA 鋼筋位置檢測。

• 圖1-6：鋼纖維混凝土鋼筋檢測和厚度檢測結(jié)果。

4. 陣列超聲技術(shù)的優(yōu)勢

• 高精度檢測：陣列超聲技術(shù)能夠準確識別混凝土內(nèi)部的微小缺陷，如空洞、鋼筋脫空等。

• 無損檢測：該技術(shù)不會對混凝土結(jié)構(gòu)造成任何損傷，適用于已完工的工程檢測。

• 多功能性：除了檢測內(nèi)部缺陷，陣列超聲技術(shù)還可以用于鋼筋定位、保護層厚度測量等。

5. 結(jié)論與建議

通過陣列超聲技術(shù)，能夠有效檢測鋼纖維混凝土內(nèi)部的缺陷（如空洞、鋼筋脫空、骨料離析等）。該技術(shù)具有高分辨率、強穿透能力和多功能性，適用于鋼纖維混凝土的質(zhì)量控制和工程驗收。

5.1 技術(shù)優(yōu)勢總結(jié)

• 能夠準確檢測鋼筋位置、保護層厚度和鋼筋間距。

• 能夠識別鋼纖維混凝土中的空腔、骨料離析等異常。

• 能夠定位橋梁波紋管，判斷實際安裝與設(shè)計尺寸的偏差。

5.2 建議

• 在鋼纖維混凝土施工過程中，建議定期使用陣列超聲設(shè)備進行內(nèi)部缺陷檢測，確保工程質(zhì)量。

• 對于鋼纖維分布不均勻的情況，建議調(diào)整混凝土的攪拌和澆筑工藝，確保鋼纖維均勻分布。

通過本文的介紹，可以看出陣列超聲技術(shù)在鋼纖維混凝土內(nèi)部缺陷檢測中具有顯著的優(yōu)勢。該技術(shù)不僅能夠有效識別混凝土內(nèi)部的缺陷，還能為工程質(zhì)量控制提供可靠的數(shù)據(jù)支持。隨著技術(shù)的不斷進步，陣列超聲技術(shù)將在鋼纖維混凝土工程中發(fā)揮越來越重要的作用。