预制风电基础灌浆料脱空检测—A1040 MIRA超声断层成像仪应用案例

一、项目概况：

      此次项目为某单位预制混凝土风电基础底座的无损检测，过渡金属垫板为圆形，材质为Q335D，外径4400mm，内径3500mm，金属垫板厚度为50mm，过渡垫板均布40个Φ110mm的预应力张拉孔。除与混凝土直接接触的下表面外，其他表面进行喷砂后热喷锌处理，喷锌厚度为160±50um；垫板下方为100mm厚高强灌浆料，灌浆料下方为1350mm厚C60混凝土。

图 1

二、检测内容及主要检测设备

1、主要检测内容

1）高强灌浆料/混凝土浇筑后的质量缺陷检测：检测高强灌浆料/混凝土中的外部侵入物、缺陷、裂缝以及空洞和蜂窝。

2）高强灌浆料浇筑后与预埋过渡金属垫板是否脱空/密实度情况检测。

2、主要检测设备

      此次采用的设备是德国ACS公司研发生产的A1040 MIRA混凝土超声波断层成像仪，由北京安仕通科技发展有限公司代理并提供技术支持和售后服务。A1040 MIRA混凝土超声波断层成像仪用于测试混凝土结构单元内部存在的缺陷，并以三维图形或层析图片进行显示。利用由一系列干燥点接触式传感器组成的天线，发射剪切波到混凝土中，然后接收反射回来的剪切波，形成一发一收的超声波技术。电脑主机根据原始数据，创建检测单元的三维图形（见图2）。见 图2

图 2

三、检测数据处理分析

1. 测试方位以及测试区域见示意图所示 

图 3

2．实际检测说明

为了验证设备检测的准确性，对结构上、中、下三个关键部位进行检测，采用B-Scan模式，未使用MAP模式整体检查。

1）上部检测区域（高强灌浆料）

通过图4-1至4-6的成像图及设备A-Scan波形判断，表层结构为注浆孔位置及钢筋显示。注浆孔位置显示异常图像的原因，可能是设备放置在金属垫板与高强灌浆料中间位置，从图形可看出注浆孔位置的高强灌浆料与金属垫板粘合比较紧密，没有出现脱粘。颜色的变化一是由于注浆口的高强灌浆料与金属垫板下层的高强灌浆料强度不一致，二是金属结构引起的。图4-5、图4-6在注浆孔位置产生强烈反射，提示高强灌浆料与金属垫板中注浆孔存在离析。

2）中部检测区域

通过成像图及设备A-Scan波形判断，表层结构为多根钢筋显示，图像中部区域为预应力张拉孔，孔道左右两边有钢筋显示。由于预应力张拉孔为空管道，故清晰地显示出管道图像（如有填充则会显示不同，波形振幅也不同），底波（结构厚度或分层面提示）显示稍弱，主要由管道遮挡造成。

结果：结构中除钢筋与管道外未发现明显缺陷，结构整体完好。

3）下部检测区域

表层结构为多根钢筋显示，图像中部区域为预应力张拉孔，孔道左右两边有钢筋显示，孔道与中部检测区域一致

结果：结构中除钢筋与管道外未发现明显缺陷，结构整体完好。

4）管片验证性测试

用设备在管片上进行测试，未做参数调整，管片整体厚度的精度不做讨论。通过图像可显示表层探测到的钢筋，底部有强烈的底波回波。表层至底面底波区间内未识别到明显异常反射信号，当前检测区域结构完整性良好，如下图：

四、检测结论

      本次检测范围内，除构件原生钢筋、预应力张拉孔道外，未发现明显空洞、脱空、蜂窝等大面积缺陷；局部注浆孔区域存在灌浆料离析信号特征。

      设备的优势在于A1040 MIRA混凝土超声波断层成像仪只需要一个测面即可进行干耦合测试，对被测物体内部结构可视化，可显示物体内部结构的剖面图、3D图像和结构体的各个视图角度。设备成像直观，支持剖面图、多角度三维视图展示，便于检测人员判读内部构造；依托合成孔径聚焦成像技术，可结合波形与彩色图谱识别异常反射区域。设备采用声时和波幅合成孔径聚焦成像技术，在检测过程中遇到反射体时声时发生变化、波幅增大。波幅与256色匹配，结合成像图谱与 A-Scan 波形幅值变化，可辅助识别异常反射区域，判断反射体位置信息。相较于传统单点超声测试仪，设备可自动完成数据成像分析，降低人工判读首波声时工作量，实现测点连续快速采集。