《超声法检测混凝土缺陷技术规程》CECS21：2000.pdf

C E C S 2 1:2 0 0 0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T echnic沮S pecificationforI nspectionofC oncreteD efectsbyU ltrasonicM ethod中目城市出从杜中国工程建 设标 准化协会标准超声法检测混凝土缺陷技 术 规 程T echnicalS pecificationforI nspectionofC oncreteD efectsbyU ltrasonicM ethodC E C S 2 1:2 0 0 0主编单位：批准单位：施行日期：陕西省建筑科学研究设计院上海同济大学中国工程建设标准化协会200 1年1月1日中目城市出风社北京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C E C S 2 1:2 0 0 0陕西省建筑科学研究设计 院上海同济大学中国城市 出版社 出版（地址：北京市海淀区太平路 甲主编4 0号）（邮政编码：1 0 0 0 3 9电话：0 1 0一6 3 4 5 4 85 7、0 1 0一6 3 2 89 9 4 9)新华书店北京发行所发行廊坊市海涛印刷有 限公司印刷85 0 又1 1 6 8毫米1/3 22.2 5印张6 2千字2 0 0只年5月第l版2 0 0 9年5月第i次印刷印数1一2 0 2 0册统一书号：1 5 5 0 7 40 0 5 2定价：2 1.5 0元.J 名?J 卜月 lJ舀根据中国工程建设标准化协会（9 8）建标协字第0 8号关于下达1 9 9 8年第一批推荐性标准编制计划的函的要求，制订本标准。本规程是在超声法检测混凝土缺陷技术规程 C E C S2 1:9 0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C E C S2 12 0 0 0，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2 7 2号，邮编：7 1 0 0 82）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1参编 单 位：主要起 草人：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张治泰李乃平李 为杜林维正张仁瑜罗骥先淮存亭林 文修中国工程建设标准化协会2 0 0 0年1 1月1 0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，（9)5.1一般规定 （9)5.2单面平测法 ，（9)5.3双面斜测法 （1 1)5.4钻孔对测法 （1 1)6不密实区和空洞检测 （1 3)6.1一般规定 （1 3)6.2测试方法 ”(1 3)6,3数据处理及判断 ，（1 5)7混凝土结合面质量检测 ，（1 7)7.1一般规定 （1 7)7.2测试方法 ”二”(1 7)7.3数据处理及判断 ，（1 8)l8表面损伤层检测 （1 9)8.1一般规定 （1 9)8.2测试方法 （1 9)8.3数据处理及判断 ，（2 0)9灌注桩混凝土缺陷检测 一（2 1)9.1一般规定 ，（2 1)9.2埋设超声检测管 （2 1)9.3检测前 的准备 （2 2)9.4检测方法 （2 2)9.5、数据处理及判断 ，（2 3)1 0钢管混凝土缺陷检测 ，一（2 5)1 0.1一般规定 一（2 5)1 0.2检测方法 （2 5)1 0.3数据处理及判断 （2 6)附录A测量 空气声速进行声时计量校验 （2 7)附录B径 向振动式换 能器声时初读数（t。）测量 （2 9)附录C空洞尺寸估算方法 ，（3 0)本规程用词说明 （3 2)条文说明 ，（3 3)1总则1.0.1为 了统一超声 法检测 混凝土缺陷的检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超声法U ltrasonicmethod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2 0一2 5 O kH z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C oncretedefects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V elocityof 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A mplitude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A ttenuation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M ainfrequency在被接收的超声脉冲波各频率成份的幅度分布中，幅度最大的频率值。2.2主 要 符 号A测点i接收信号 的首波幅度值；h。混凝土裂缝深度；hf混凝土损伤层厚度；d径向振动式换能器直径；d:钻出的声测孔直径或预埋声测管的内径；dZ预埋声测管的外径；关测点i的接收信号主频率；l,测点i的超声测试距离；Z平测 时发射和接 收换 能器内边缘之 间的距离；mx、，x分别为混凝土某一声学参数x的平均值和标准差；m，、，v分别为混凝土声速 的平均值和标准差；爪空气的摄氏温度；卫狈纽 点i的首波周期；t测点i的测读声 时值；t测点艺的混凝土声时值；t。声时初读数；片跨缝平测时测点i的测读声 时值；to。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；vc空气声速标准值；vs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；巩被测水中的声速；X、测点i的某一声学参数值；X。声学参数异常情况 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。1衅；3具有最小分度为ldB的衰减系统；4接收放大器频响范围1 0?5 0 O kH z，总增益不小于S O dB,接收灵敏度（在信噪 比为3,1时）不大于5 0拜V;S电源 电压波动范围在标称值士1 0的情况下能正常工作；6连续正常工作时间不少 于4 h。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2 0?3 0拌s范围，连续lh，数字变化不大于士O2衅。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，lh内每隔smin测读一次声时的差异应不大于士2个采样点；42波形显示 幅度分辨率应 不低于1/2 5 6，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4 kbytes;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（F F T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2 0一2 5 O kH z。径向振动式换能器 的频率宜采用2 0一6 0 kH z，直径 不 宜 大 于3 2 mm。当接收信号较弱 时，宜选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士1 0。对用于水中的换能器，其水密性应在I M P a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”时一距”法 测 量 空气声速 的实测值vs（见附录A)，并与按 公式（3.3.1）计算的空气声速标准vc相 比较，二者的相对误差应不大于士。5。vc一3 3 1.4了1十0 。3 6 7.,T K(3.3.1)式中3 3 1.4一。”C时空气的声速（m/s);vc温度为T K度的空气声速（m/s);T K被测空气的温度（）。3.3.2超声仪波幅计量检验。可将屏幕显示 的首 波幅度调 至一定高度，然后把仪器衰减系统的衰减量增加或减 少6 dB，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 土原材料品种和规格；4混凝土浇筑和养护情况；5构件尺寸和配筋施工图或钢筋隐蔽图；6构件外观质量及存在的问题。4.1.2依据检测 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测位混凝 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。4.1.5换能器应通过祸合剂与混凝土测试表面保持紧密结合，祸合层不得夹杂泥砂 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 疑数据时应及 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检测之前应根据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（简称T换能器）和接收换能器（简称R换能器）分别藕合在测位中的对应测点上。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t、（读至0.1林s);3波幅测量。应在保持换能器 良好祸合状态下采用下列两种方法之一进行读取：l）刻度法：将衰减器固定在某一衰减位置，在仪器荧光屏上读取首波幅度的格数