超聲導波應用于鋼筋腐蝕檢測的研究.pdf

1、鋼筋混凝土為當今世界最為經常使用的工程材料，而鋼結構是高層、超高層及大跨度橋梁最常使用的結構類型。鋼筋混凝土結構及鋼結構的耐久性是土木工程領域廣為關注的問題之一，耐久性不足將引起結構性能的劣化，直接影響結構的安全，導致鋼筋混凝土結構或鋼結構達不到預定的服務年限，提前失效。
　　 其中，鋼筋的腐蝕破壞是導致鋼筋混凝土結構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構，由于氯離子的侵蝕引起鋼筋混凝土中

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

3、型的無損檢測技術。利用超聲導波技術可以實現(xiàn)對大型構件的快速、大范圍無損檢測，而且能夠實現(xiàn)對地下、水下、覆蓋物下以及絕緣層下的結構的無損檢測。在鋼筋混凝土中，鋼筋均被混凝土所包裹，混凝土會引起超聲導波在鋼筋中傳播時發(fā)生衰減，導致有效檢測距離的大幅減小。因此，研究超聲導波在有覆蓋層的鋼筋中的傳播規(guī)律和衰減規(guī)律對于提高超聲導波檢測技術的效率有著重要意義。
　　 壓電陶瓷具有壓電效應，是一種可以將機械能與電能相互轉化的功能陶瓷材料，被廣

4、泛應用于移動通信、衛(wèi)星廣播、電子設備、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。
　　 本文主要內容為超聲導波在鋼筋中的傳播特性和衰減特性以及超聲導波應用于鋼筋腐蝕檢測的試驗研究。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)超聲導波在圓柱形波導中的傳播規(guī)律及其頻散方程；最后，設計了一套有效