超聲導(dǎo)波應(yīng)用于鋼筋腐蝕檢測的研究.pdf

1、鋼筋混凝土為當(dāng)今世界最為經(jīng)常使用的工程材料，而鋼結(jié)構(gòu)是高層、超高層及大跨度橋梁最常使用的結(jié)構(gòu)類型。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)及鋼結(jié)構(gòu)的耐久性是土木工程領(lǐng)域廣為關(guān)注的問題之一，耐久性不足將引起結(jié)構(gòu)性能的劣化，直接影響結(jié)構(gòu)的安全，導(dǎo)致鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)或鋼結(jié)構(gòu)達(dá)不到預(yù)定的服務(wù)年限，提前失效。
　　 其中，鋼筋的腐蝕破壞是導(dǎo)致鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)過早失效的最主要的原因之一。特別是沿海、近海地區(qū)和除冰鹽環(huán)境下的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，由于氯離子的侵蝕引起鋼筋混凝土中

2、鋼筋的腐蝕，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)混凝土保護(hù)層的膨脹、開裂，甚至脫落。另外，由于鋼筋與混凝土之間粘結(jié)性能的降低以及鋼筋截面的減小，會導(dǎo)致結(jié)構(gòu)承載力的下降，最后不可避免地導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的倒塌，給人民的生命財(cái)產(chǎn)造成巨大損失。鋼筋的腐蝕是一個十分復(fù)雜、研究難度大的體系，鋼筋的腐蝕破壞機(jī)理的研究和鋼筋腐蝕狀態(tài)的無損檢測是關(guān)鍵性的重要課題。
　　 傳統(tǒng)無損超聲檢測技術(shù)是單點(diǎn)檢測，因而，在檢測長距離或大體積結(jié)構(gòu)時，這種方法遇到很大困難。超聲導(dǎo)波檢測技術(shù)是一種新

3、型的無損檢測技術(shù)。利用超聲導(dǎo)波技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)對大型構(gòu)件的快速、大范圍無損檢測，而且能夠?qū)崿F(xiàn)對地下、水下、覆蓋物下以及絕緣層下的結(jié)構(gòu)的無損檢測。在鋼筋混凝土中，鋼筋均被混凝土所包裹，混凝土?xí)鸪晫?dǎo)波在鋼筋中傳播時發(fā)生衰減，導(dǎo)致有效檢測距離的大幅減小。因此，研究超聲導(dǎo)波在有覆蓋層的鋼筋中的傳播規(guī)律和衰減規(guī)律對于提高超聲導(dǎo)波檢測技術(shù)的效率有著重要意義。
　　 壓電陶瓷具有壓電效應(yīng)，是一種可以將機(jī)械能與電能相互轉(zhuǎn)化的功能陶瓷材料，被廣

4、泛應(yīng)用于移動通信、衛(wèi)星廣播、電子設(shè)備、儀器儀表、生物及航空航天。在本文中，壓電陶瓷片既作為驅(qū)動器又作為傳感器，即信號的激發(fā)和信號的接收。
　　 本文主要內(nèi)容為超聲導(dǎo)波在鋼筋中的傳播特性和衰減特性以及超聲導(dǎo)波應(yīng)用于鋼筋腐蝕檢測的試驗(yàn)研究。首先，介紹了腐蝕的危害性及腐蝕研究現(xiàn)狀；其次，介紹了鋼筋腐蝕的概念、分類、原理、腐蝕速度表示、腐蝕檢測方法等；再次，闡述了不同模態(tài)超聲導(dǎo)波在圓柱形波導(dǎo)中的傳播規(guī)律及其頻散方程；最后，設(shè)計(jì)了一套有效