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CECS 21：2000 超声法检测混凝土缺陷技术规程.pdf简介：

CECS 21:2000是中国工程建设标准化协会（China Engineering Construction Standardization Association，简称CECS）于2000年发布的一份技术规程，全称为《超声波法检测混凝土缺陷技术规程》。该规程主要针对在混凝土结构施工和使用过程中，利用超声波检测技术对混凝土内部缺陷进行检测的方法、步骤、要求和评价标准进行了详细的规定。

CECS 21:2000规定了超声波检测混凝土的原理，包括超声波在混凝土中的传播、反射和散射，以及如何通过这些信号判断混凝土的内部缺陷，如裂缝、空洞、不均匀性等。它还规定了检测设备的选择、操作方法，以及数据处理和结果解释的准则。

该规程适用于建筑工程中混凝土结构的超声波无损检测，对混凝土质量控制、施工验收、结构健康监测以及工程纠纷处理等方面具有重要的指导作用。它为保证混凝土结构的耐久性和安全性，提高工程质量，提供了科学的检测技术依据。

CECS 21：2000 超声法检测混凝土缺陷技术规程.pdf部分内容预览：

2.1.6主频Main

V 空气声速实测值； Vf 损伤层混凝土的声速； Va 末损伤混凝土的声速； √ 被测水中的声速； Xi 测点i的某一声学参数值； X 声学参数异常情况的判断值。

3.1超声波检测仪的技术要求

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，Ih内 每隔5min测读一次声时的差异应不大于+2个采样点； 2波形显示幅度分辨率应不低于1/256，并具有可显示、存储和输出打印数字化波 形的功能GB 51339-2018-T：非煤矿山采矿术语标准（无水印，带书签），波形最大存储长度不宜小于4kbytes； 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（FFT功能)。 22换能器的挂术要求

3.2换能器的技术要求

.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 用。

20～60kHz，直径不宜大于32mm。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+10%。对用于水中的换能器，其水 密性应在1MPa水压下不渗漏。

3.3超声波检测仪的检定

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V（见附录A）， 按公式（3.3.1)计算的空气声速标准值V相比较，二者的相对误差应不大于+0.5%

V=331.4√1+0.00367·TK

式中331.4—0℃时空气的声速（m/s）； V一一温度为Tk度的空气声速（m/s）； T一一被测空气的温度（°℃)。 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6dB，此时屏幕波幅高度应降低一半或升高一倍。

4.1一般规定 4.1.1 检测前应取得下列有关资料： 11 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换能器应通过耦合剂与混凝土测试表面保持紧密结合，耦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。

4.2.1 采用模拟式超声检测仪测量应按下列方法操作： 11 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 耦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0.1μs）； 3波幅测量。应在保持换能器良好耦合状态下采用下列两种方法之一进行读取： 1)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。 2)衰减值法：采用衰减器将首波调至一定高度，读取衰减器上的dB值。 4主频测量。应先将游标脉冲调至首波前半个周期的波谷（或波峰），读取声时值 t（us），再将游标脉冲调至相邻的波谷（或波峰），读取声值t（s），按（4.2.1)式计算 出该点（第i点）第一个周期波的主频f：（精确至0.1kHz)

4测距的测量误差应不大于+1%

每测点超声波实际传播距离1为：

的两侧，1取100、150、200mm、.分别读 取声时值t，同时观察首波相位的变化。 5.2.2平测法检测，裂缝深度应按下式计算：

式中1—不跨缝平测时第i点的超声波实际传播距离（mm） ha一一第i点计算的裂缝深度值（mm）； t一第i点跨缝平测的声时值（μus）； mhc一一各测点计算裂缝深度的平均值（mm）; 1一测点数。

.3.1当结构的裂缝部位具有两个相互平行的测试表面时，可采用双面穿透斜测法 ? 测点布置如图5.3.1所示，将T、R换能器分别置于两测试表面对应测点1、2、3... 内位置，读取相应声时值t、波幅值A及主频率f

(a)平面图 (b)立面图 图5.3.1 斜测裂缝测点布置示意图 裂缝深度判定：当T、R换能器的连线通过裂缝，根据波幅、声时和主频的突变 定裂缝深度以及是否在所处断面内贯通

5.4.2被检测混凝土应允许在裂缝两侧钻测试孔。 5.4.3所钻测试孔应满足下列要求： 1孔径应比所用换能器直径大5～10mm； 2孔深应不小于比裂缝预计深度深700mm。经测试如浅于裂缝深度则应加深钻孔 3对应的两个测试孔（A、B），必须始终位于裂缝两侧，其轴线应保持平行； 4两个对应测试孔的间距宜为2000mm，同一检测对象各对测孔间距应保持相同； 5孔中粉末碎屑应清理干净； 6如图5.4.3(a)所示，宜在裂缝一侧多钻一个孔距相同但较浅的孔(C），通过B、 C两孔测试无裂缝混凝土的声学参数。 5.4.4裂缝深度检测应选用频率为20～60kHz的径向振动式换能器。 5.4.5测试前应先向测试孔中注满清水，然后将T、R换能器分别置于裂缝两侧的对应 孔中，以相同高程等间距（100～400mm）从上到下同步移动，逐点读取声时、波幅和换能 器所处的深度，如图5.4.3（b)所示。 5.4.6以换能器所处深度(h)与对应的波幅值(A)绘制h一A座标图(如图5.4.6所示)。 随换能器位置的下移，波幅逐渐增大，当换能器下移至某一位置后，波幅达到最大并基 本稳定，该位置所对应的深度便是裂缝深度值hco

图5.4.3钻孔测裂缝深度示意图

6.1.1本章适用于超声法检测混凝土内部不密实区、空洞的位置和范围。

1.1 本章适用于超声法检测混凝土内部不密实区、空洞的位置和范围。 1.2检测不密实区和空洞时构件的被测部位应满足下列要求： 1 被测部位应具有一对（或两对）相互平行的测试面； 2测试范围除应大于有怀疑的区域外，还应有同条件的正常混凝土进行对比， 比测点数不应少于20。

6.3数据处理及判断 3.1 测位混凝土声学参数的平均值（m）和标准差（s）应按下式计算：

式中X—第i点的声学参数测量值 n 一参与统计的测点数

6.3.2异常数据可按下列方法判别

1将测位各测点的波幅、声速或主频值由大至小按顺序分别排列，即X≥X≥.≥ X≥X1…….，将排在后面明显小的数据视为可疑，再将这些可疑数据中最大的一个（假 定X)连同其前面的数据按本规程第6.3.1条计算出m及S值，并按下式计算异常情况 的判断值（×。）：

式中、按表6.3.2取值。当测点布置为网格状时取2；当单排布置测点时（如在声 测孔中检测)取入3。 注：若保证不了耦合条件的一致性，则波幅值不能作为统计法的判据。

3.3 2 当测位中某些测点的声学参数被判为异常值时，可结合异常测点的分布及波 况确定混凝土内部存在不密实区和空洞的位置及范围。 当判定缺陷是空洞，可按附录C估算空洞的当量尺寸。

7.1.1本章适用于前后两次浇筑的混凝土之间接触面的结合质量检测。 7.1.2检测混凝土结合面时，被测部位及测点的确定应满足下列要求： 1测试前应查明结合面的位置及走向，明确被测部位及范围； 2构件的被测部位应具有使声波垂直或斜穿结合面的测试条件。 7.2测试方法 7.2.1混凝土结合面质量检测可采用对测法和斜测法，如图7.2.2所示。布置测点时 应注意下列几点： 1使测试范围覆盖全部结合面或有怀疑的部位； 2各对T一R（声波传播不经过结合面)和T一R（声波传播经过结合面)换能器连线 的倾斜角测距应相等； 3测点的间距视构件尺寸和结合面外观质量情况而定，宜为100～300mm。

好的测点分别测出各点的声时、波幅和主

图7.2.2混凝土结合面质量检测示意图

7.3.1将同一测位各测点声速、波幅和主频值分别按本规程第6.3.1和6.3.2条进行 统计和判断。 7.3.2当测点数无法满足统计法判断时，可将T一R的声速、波幅等声学参数与T一R 进行比较，若T一R的声学参数比T～R显著低时，则该点可判为异常测点。 7.3.3当通过结合面的某些测点的数据被判为异常，并查明无其他因素影响时，可判 定混凝土结合面在该部位结合不良

8.1.1本章适用于因冻害、高温或化学腐蚀等引起的混凝土表面损伤层厚度的检测。 8.1.2检测表面损伤层厚度时Q／GDW 10536-2017 变压器油中溶解气体在线监测装置技术规范.pdf，被测部位和测点的确定应满足下列要求： 1 根据构件的损伤情况和外观质量选取有代表性的部位布置测位； 2构件被测表面应平整并处于自然干燥状态，且无接缝和饰面层。 8.1.3本方法测试结果宜作局部破损验证。

8.2.1表面损伤层检测宜选用频率较低的厚度振动式换能器。

8.2.1表面损伤层检测宜选用频率较低的厚度振动式换能器。 8.2.2测试时T换能器应耦合好并保持不动然后将R换能器依次锅台在间距为30mm

测量每次T、R换能器内边缘之间的距离I1、I2、l3.……。每一测位的测点数不得少于6 个，当损伤层较厚时，应适当增加测点数。

图8.2.2检测损伤层厚度示意图 8.2.3 当构件的损伤层厚度不均匀时，应适当增加测位数量

8.3.1求损伤和未损伤混凝土的回归直线

8.3.2损伤层厚度应按下式计算

8.3.2损伤层厚度应按下式计算

钢板桩施工方案(新尺寸)式中 损伤层厚度（mm）