土木工程綜合實驗（ⅰ）：
無損檢測技術應用
《實驗指導書》
院系：建築工程系實驗中心
實驗室： 木工程材料
編寫： 王青
時間： 2009-10
一、實驗意義和目的
無損檢測技術是建立在現代科學技術基礎上的一門應用型技術學科，它以不損壞被檢測物體內部結構為前提，應用物理的方法，檢測物體內部或表面的物理效能、狀態特性以及內部結構，檢查物質內部是否存在不連續性（即缺陷），從而判斷被檢測物是否合格，進而評價其適用性。目前常用的無損檢測技術包括回彈法測量混凝土強度、超聲回彈綜合法測量混凝土強度、超聲法測量混凝土內部缺陷等。
本試驗的目的是，了解回彈儀和超聲波檢測儀的構造與原理；掌握回彈儀和超聲波檢測儀的正確使用方法；掌握利用超聲回彈綜合法測量混凝土強度的實驗步驟與方法；掌握通過各種聲學引數的分析判斷混凝土內部缺陷的基本方法。
通過與混凝土試件的實際抗壓強度的對比，分析無損檢測技術的影響因素。
二、實驗原理
回彈法是用一彈簧驅動的重錘，通過彈擊杆（傳力杆），彈擊混凝土表面，並測出重錘被**回來的距離，以回彈值（**距離與彈擊錘衝擊長度之比）作為與強度相關的指標，來推定混凝土強度的一種方法。由於測量在混凝土表面進行，所以應屬於表面硬度法的一種。
回彈法測定混凝土的抗壓強度，是建立在混凝土的抗壓強度與回彈值之間具有一定的相關性的基礎上的，這種相關性可用「fcu－r」相關曲線（或公式）來表示。相關曲線應在滿足測定精度要求的前提下，盡量簡單、方便、實用且使用範圍廣。
超聲回彈綜合法是指採用超聲儀和回彈儀，在結構混凝土同一測區分別測量聲時值及回彈值，然後利用已經建立起來的測強公式推算該測區混凝土強度fcu的一種方法。與單一的回彈或者超聲法相比，減少齡期和含水率的影響，彌補相互不足，提高了測試精度。
採用超聲脈衝波檢測結構混凝土缺陷的基本依據是，利用脈衝波在技術條件相同（指混凝土的原材料、配合比、齡期和測試距離一致）的混凝土中傳播的時間（或速度）、接收波的振幅和頻率等聲學引數的相對變化，來判定混凝土的缺陷。
三、實驗儀器（根據所用儀器裝置型號規格詳細填寫）
1.回彈儀
2.超聲波檢測儀
3.壓力試驗機等
四、實驗方法和步驟
（一）回彈法檢測混凝土強度
1. 將回彈儀在鋼砧上率定，確定率定值在80±2之間。
2. 將一組共三塊混凝土試件依次放在壓力機的下承板中心線上。
3. 開動壓力機，在混凝土試件上施加30～50kn的恆定壓力。
4. 在試件的一對相對側面上進行回彈測定，每個側面均勻布置8個測點。共記錄16個點的回彈值。
5. 在每個混凝土試件的三個部位測量混凝土試件的碳化深度，取其平均值作為該混凝土試件的碳化深度值。
6. 查測區混凝土強度換算表，確定混凝土試件的強度換算值。
7. 在壓力試驗機上，實測此組混凝土試件的抗壓強度值。
8. 比較實測值與回彈法所得強度值的差別，並分析原因。
（二）超聲回彈綜合法檢測混凝土強度
1. 將回彈儀在鋼砧上率定，確定率定值在80±2之間。
2. 將一組共三塊混凝土試件依次放在壓力機的下承板中心線上。
3. 開動壓力機，在混凝土試件上施加30～50kn恆定的壓力。
4. 在試件的一對相對側面上進行回彈測定，每個側面均勻布置8個測點。共記錄16個點的回彈值。
5. 在混凝土試件未作回彈的兩側面畫出正對的圓形域，保證測量時兩換能器軸線重合。
6. 在圓形域塗抹耦合劑。
7. 將換能器靠在混凝土側面的耦合劑上，輕輕轉動擠壓，使耦合劑均勻充滿換能器與混凝土表面的間隙。
8. 開啟超聲波檢測儀，進入開機介面。
9. 進入引數介面，設定各項引數值。
10. 進入狀態介面，設定各項引數值。
11. 進入取樣介面，按下取樣鍵，當波形穩定時，按下存貯鍵。
12. 依次測量混凝土試件的三個測點聲速。
13. 按照上述步驟，測定一組中所有試件的回彈值和聲速值。
14. 進入分析介面，選擇測強分析，確定後輸入相關強度引數，輸入所測定的回彈值。
15. 系統自動計算出混凝土強度換算值。
16. 在壓力試驗機上，實測此組混凝土試件的抗壓強度值。
17. 比較實測值與回彈法所得強度值的差別，並分析原因。
（三）混凝土裂縫深度的檢測
超聲波測量混凝土裂縫深度的檢測方法多種多樣，包括平測法，斜測法和鑽孔測法等。針對不同的裂縫性狀，選擇合理的方法進行測量，才能獲得準確的測量值。下面以平測法為例說明，超聲波檢測混凝土裂縫深度的步驟。
1. 將預製的帶裂縫混凝土構件水平放置在實驗台上，使帶裂縫的側面向上。
2. 在裂縫的同一側，與裂縫近似平行的方向做一條射線，在射線上確定距端點距離分別為100、150、200、250、300、350（mm）的六個點。
3. 在上述確定的各點塗抹耦合劑。
4. 設定超聲儀引數為不跨縫檢測。
5. 將發射換能器t和接收換能器r置於裂縫的同一側，將t放置於射線端點，並耦合好保持不動，以t、r兩個換能器內邊緣間距li'為100、150、200、250、300、350（mm），依次移動r並讀取相應的聲時值ti。
6. 以裂縫為中心，在其兩側確定一組對稱測點，使對稱測點的間距分別為100、150、200、250、300、350（mm）。
7. 設定超聲儀引數為跨縫檢測。
8. 將t、r換能器分別置於裂縫的兩側，以上述確定的各點作為內邊緣間距，依次測量聲時值。
9. 在上述過程中，注意接收訊號的首波反相現象，分析首波反相時測距與背測裂縫深度存在的關係。
10. 以l'為縱軸、t為橫軸繪製l'-t座標圖，或用統計法求t與l'之間的回歸直線式l'=a+bt ，每乙個測點的超聲實際傳播距離l=l'+a。
11. 按照《超聲波檢測混凝土缺陷技術規程》中的下式計算裂縫深度：
12. 試利用其它方法，檢測相同裂縫的深度，並比較測量值的差別，並分析原因。
五、實驗原始資料記錄與處理
（一）回彈法檢測原始記錄表
測試：______ 記錄：______ 計算：______ 複核：______ 測試日期：
（二）構件混凝土強度計算表
測試：______ 記錄：______ 計算：______ 複核：______ 測試日期：
（三）綜合法測試原始記錄表
測試：______ 記錄：______ 計算：______ 複核：______ 測試日期：
（四）結構或構件混凝土強度計算彙總表
測試：______ 記錄：______ 計算：______ 複核：______ 測試日期：
（五）超聲波檢測混凝土裂縫深度原始記錄表
測試：______ 記錄：______ 計算：______ 複核：______ 測試日期：
六、實驗結果分析與討論：
（思考題：要求在實驗報告上完成，每題字數1000-）
1. 試敘述通過本次綜合性實驗你獲得了哪些涉及本課程（土木工程材料）或相關課程的綜合知識與綜合能力訓練。
2. 現場資料採集、資料處理分析、生成檢測報告的過程中你分別遇到了哪些問題？你是如何處理的？
3. 分析影響混凝土回彈儀測強和超聲回彈綜合法測強的因素。
4. 你學習過的土木建設工程用鋼筋質量檢測內容有哪些？各實驗檢測的目的是什麼？
土木工程實驗指導書
一 實驗目的 1 了解土木工程實驗的意義 2 掌握貼上電阻應變片的技術 二 實驗材料與輔助器具 電烙鐵 電阻應變片 砂紙 膠水 酒精 型鋼 直尺 藥棉 膠紙 萬用表 導線 應變片接線端子 鑷子 捲尺等。三 實驗內容 1 土木工程實驗的重要性 2 土木工程實驗目的和任務 3 土木工程實驗的分類 4 主...
土木工程實驗指導書
土木工程材料實驗 實驗指導書 南京航空航天大學土木工程系 2004.9 實驗一 水泥膠砂強度檢驗 一 試驗目的 根據國家標準要求，測定水泥各齡期的強度，從而確定或檢驗水泥的強度等級。二 主要儀器裝置 水泥膠砂攪拌機 膠砂振實臺 檯面有卡具 模套 試模 三聯模 抗折試驗機 抗壓試驗機及抗折與抗壓夾具 ...
《土木工程材料》實驗指導書
1 試驗目的材料的密度是指在絕對密實狀態下單位體積的質量。利用密度可計算材料的孔隙率和密實度。孔隙率的大小會影響到材料的吸水率 強度 抗凍性及耐久性等。2 主要儀器裝置 1 李氏瓶 2 天平 3 篩子 4 鼓風烘箱 5 量筒 乾燥器 溫度計等。3 試樣製備將試樣研碎，用篩子除去篩餘物，放到105 1...