A1040 MIRA超聲波斷層成像儀在空腔澆筑混凝土結構檢測的應用

一、項目概況：
此次檢測項目為某單位用于裝配式空腔澆筑混凝土結構檢測所建，具體檢測位置為“測試區(qū)域1"，背部對角位置“測試區(qū)域2"以及“測試區(qū)域3 "結合縫質量檢測",見圖1

圖 1

二、檢測內(nèi)容及主要檢測設備
1、主要檢測內(nèi)容
主要檢測結構內(nèi)部是否有明顯的缺陷，如結合面是否有脫空、內(nèi)部空洞類缺陷以及裂縫等病害。
2、主要檢測設備
此次采用的設備是德國ACS公司研發(fā)生產(chǎn)的A1040 MIRA 超聲波斷層成像儀是目前先進的儀器設備，用于測試混凝土結構單元內(nèi)部存在的缺陷，并以三維圖形或是層析圖片進行顯示。利用由一系列干燥點接觸式傳感器組成的天線，發(fā)射剪切波到混凝土中，然后接受反射回來的剪切波，形成一發(fā)一收超聲波技術。電腦主機根據(jù)原始數(shù)據(jù)，創(chuàng)建檢測單元的三維圖形。見 圖2

圖 2

三、檢測數(shù)據(jù)處理分析
（1）測試區(qū)域1
測試區(qū)域規(guī)劃：
通過網(wǎng)格規(guī)劃，實際測試面積為95×70cm，X步長設為200mm，Y步長設為100mm。

圖 3

實際檢測說明：
檢測厚度值驗證：
此次檢測由于具體厚度無法準確確認，故采用自定速度標定，通過實際檢測，測試厚度值為30cm與實際不一致（圖紙給出為35cm），有倆種情況，一是實際結構厚度與圖紙不一致，二是后部區(qū)域大面積脫空。但根據(jù)測試面積大小以及圖形表現(xiàn)，種可能性較大。
缺陷檢測驗證：
通過軟件切片處理以及調(diào)整幅值、顏色增益處理以及三維圖形轉動以及結合實際結構：
1. 被測面的鋼筋分布可見，鋼筋周圍有較少的蜂窩狀小缺陷。
2. “異常區(qū)域1"，此處位置長度為17cm，深度位置為24.1cm，異常表現(xiàn)初步判定為脫空區(qū)域，其他區(qū)域被測面與底部回波反射面之間，除鋼筋、“異常區(qū)域1"之外以及鋼筋周邊較小不密實缺陷外沒有強反射區(qū)域，整體測試區(qū)域未見其他明顯缺陷，見 圖4。

圖 4-1 缺陷位置說明

圖 4-2 切片處理后各異常區(qū)域視圖角度

圖 4-3 異常預期深度位置

（2）測試區(qū)域2
通過網(wǎng)格規(guī)劃，實際測試面積為95×70cm，X步長設為200mm，Y步長設為100mm。

圖 5

實際檢測說明：
檢測厚度值驗證：
此次檢測采用自定速度標定，通過實際檢測，測試厚度值為30cm與實際一致（圖紙給出為30cm）
缺陷檢測驗證：
通過軟件切片處理以及調(diào)整幅值、顏色增益處理以及三維圖形轉動以及結合實際結構：
1. 被測面的鋼筋周邊有較多的裂縫，裂紋分布主要集中在結構表層，中間區(qū)域較少。
2. 被測面與底部之間除鋼筋外，表層以及中間部位有少量的空洞類缺陷。

圖 6-1 缺陷分析

圖 6-2

圖6-3 裂縫表現(xiàn)

（3）測試區(qū)域3  結合縫質量檢測
測試區(qū)域說明：
此處測試區(qū)域為結構結合區(qū)域，內(nèi)注混凝土密實，由于檢測面積較小，故采用單點B-Scan模式測試。

圖 7

實際檢測說明：
由于被測結合縫處與相鄰結構搭接，測試區(qū)域包含結合縫以及相鄰結構，通過圖形表現(xiàn)可清晰出具體缺陷表現(xiàn)，結合縫處存在大量的空洞、表層離析、后部脫空等病害。結合縫處為此圖中間位置，見圖 8

圖 8-1 脫空缺陷

圖 8-2 蜂窩缺陷

圖 8-3 病害表現(xiàn)

四、檢測結論
A1040 MIRA超聲波斷層成像儀只需要一個測面即可進行干耦合測試，對被測物體內(nèi)部結構可視化，顯示物體內(nèi)部結構的3D圖像和結構體的各個視圖角度。檢測直觀，相對于地質雷達、沖擊回波等方法檢測精度更高、更容易識別，尤其對于等厚結構檢測更容易，檢測結果準確。