Thí nghiệm siêu âm vết nứt

Thí nghiệm siêu âm vết nứt theo TCVN 13537:2022 – Đánh giá chính xác chất lượng bê tông không phá hủy

1. Giới thiệu về thí nghiệm siêu âm vết nứt

Thí nghiệm siêu âm vết nứt bê tông là phương pháp kiểm tra không phá hủy (NDT) được áp dụng rộng rãi trong lĩnh vực xây dựng để đánh giá tính đồng nhất, phát hiện khuyết tật, vết nứt và đánh giá chất lượng bê tông mà không làm hư hại kết cấu.

Theo TCVN 13537:2022 – Bê tông – Phương pháp xác định vận tốc truyền sóng siêu âm, đây là tiêu chuẩn quốc gia quy định các nguyên tắc, thiết bị, quy trình và cách đánh giá kết quả khi tiến hành đo vận tốc sóng siêu âm trong bê tông.

Thí nghiệm siêu âm vết nứt

2. Mục đích của thí nghiệm siêu âm vết nứt

Thí nghiệm này giúp:

• ✅ Phát hiện vết nứt, rỗ, lỗ rỗng, tách lớp bên trong bê tông.

• ✅ Xác định mức độ đồng nhất của vật liệu.

• ✅ Ước lượng cường độ nén của bê tông gián tiếp thông qua vận tốc truyền sóng.

• ✅ Theo dõi sự thay đổi chất lượng bê tông trong quá trình sử dụng, bảo trì công trình.

3. Căn cứ tiêu chuẩn

• TCVN 13537:2022 – Bê tông – Phương pháp xác định vận tốc truyền sóng siêu âm.

• Ngoài ra, có thể tham khảo thêm:

  • TCVN 9346:2012 – Bê tông nặng – Hướng dẫn kiểm tra không phá hủy bằng siêu âm.

  • ASTM C597 – Standard Test Method for Pulse Velocity Through Concrete.

4. Nguyên lý thí nghiệm

Phương pháp siêu âm dựa trên nguyên lý:

Sóng siêu âm được phát từ đầu phát truyền qua vật liệu bê tông và được đầu thu ghi nhận.
Tốc độ truyền sóng thay đổi tùy theo mức độ đặc chắc, độ ẩm và sự xuất hiện của vết nứt, khuyết tật trong vật liệu.

Nếu vận tốc truyền sóng giảm đáng kể, điều đó cho thấy trong kết cấu có thể tồn tại vết nứt hoặc vùng bê tông yếu.

5. Thiết bị và dụng cụ

• Máy siêu âm bê tông (có đầu phát và đầu thu).

• Gel hoặc dầu truyền âm.

• Thước đo khoảng cách, bề mặt mẫu hoặc kết cấu bê tông.

• Thiết bị hiệu chuẩn vận tốc sóng.

6. Quy trình thí nghiệm siêu âm vết nứt

Theo TCVN 13537:2022, quy trình thực hiện gồm các bước:

Bước 1: Chuẩn bị bề mặt đo

Làm sạch bụi, sơn, dầu mỡ. Nếu cần, mài phẳng nhẹ để đảm bảo tiếp xúc tốt giữa đầu dò và bê tông.

Bước 2: Định vị điểm đo

Xác định khoảng cách giữa các điểm đo phù hợp (thường từ 100 – 1000 mm tùy loại kết cấu).

Bước 3: Hiệu chỉnh máy

Kiểm tra và hiệu chuẩn vận tốc truyền sóng trước khi đo thực tế.

Bước 4: Tiến hành đo

Đặt đầu phát và đầu thu lên hai điểm đối diện hoặc chéo nhau trên bề mặt bê tông. Ghi lại thời gian truyền sóng (µs) và khoảng cách (mm).

Bước 5: Tính toán vận tốc sóng

Vận tốc V=LtV = \frac{L}{t}V=tL​

Trong đó:

• V: vận tốc sóng (m/s)

• L: khoảng cách giữa hai đầu đo (m)

• t: thời gian truyền sóng (s)

Bước 6: Đánh giá kết quả

So sánh vận tốc thu được với bảng đánh giá chất lượng bê tông theo TCVN 13537:2022.

7. Đánh giá kết quả và phân loại chất lượng bê tông

8. Ưu điểm của phương pháp siêu âm

• ✅ Không phá hủy kết cấu.

• ✅ Thực hiện nhanh, có thể áp dụng tại hiện trường.

• ✅ Đánh giá được chất lượng tổng thể của bê tông.

• ✅ Phù hợp với công trình đang khai thác hoặc cần kiểm tra chất lượng sau nhiều năm sử dụng.

9. Ứng dụng thực tế

Phương pháp siêu âm vết nứt theo TCVN 13537:2022 được ứng dụng cho:

• Kiểm tra cột, dầm, sàn, móng, tường bê tông trong công trình dân dụng và công nghiệp.

• Đánh giá chất lượng bê tông hiện trường trong quá trình nghiệm thu.

• Giám định công trình cũ, cầu, hầm, cống, đập thủy điện,…

• Kết hợp với thí nghiệm súng bật nảy để xác định cường độ nén bê tông tổng hợp.

10. Kết luận

Thí nghiệm siêu âm vết nứt theo TCVN 13537:2022 là một phương pháp kiểm tra không phá hủy hiện đại, nhanh chóng và chính xác, giúp đánh giá chất lượng, độ đồng nhất và phát hiện vết nứt trong bê tông.
Việc tuân thủ đúng tiêu chuẩn sẽ mang lại kết quả tin cậy, phục vụ hiệu quả cho công tác kiểm định và nghiệm thu công trình xây dựng.