Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 13537:2022 về Bê tông - Phương pháp siêu âm xác định khuyết tật do Bộ Khoa học và Công nghệ công bố, quy định phương pháp không phá hủy sử dụng sóng siêu âm để phát hiện, xác định vị trí và đánh giá các khuyết tật bên trong cấu kiện, kết cấu bê tông.

TCVN 13537:2022 áp dụng đối với các cấu kiện, kết cấu bằng bê tông và bê tông cốt thép của các công trình xây dựng dân dụng, công nghiệp, giao thông và thủy lợi. Tiêu chuẩn này hướng dẫn phương pháp xác định các khuyết tật phổ biến như bọng rỗng, vết nứt, vùng bê tông bị phân tầng, rỗ khí lớn hoặc các vùng bê tông bị giảm chất lượng do tác động của môi trường hoặc thi công không đạt yêu cầu.

Đối tượng áp dụng tiêu chuẩn bao gồm các phòng thí nghiệm chuyên ngành xây dựng, các tổ chức kiểm định chất lượng công trình, các kỹ sư giám sát và các bên liên quan trong quá trình nghiệm thu, đánh giá an toàn chịu lực của kết cấu bê tông.

• Phương pháp dựa trên việc đo thời gian lan truyền của xung siêu âm đi qua bê tông giữa đầu phát và đầu thu sóng siêu âm.
• Khi sóng siêu âm đi qua vùng bê tông đồng nhất và đặc chắc, vận tốc truyền sóng sẽ ổn định và có giá trị cao.
• Khi gặp khuyết tật (như vết nứt hoặc lỗ rỗng), sóng siêu âm sẽ bị khúc xạ, phản xạ hoặc đi vòng qua khuyết tật, dẫn đến thời gian truyền sóng kéo dài hơn hoặc biên độ sóng nhận được bị suy giảm mạnh.

• Máy siêu âm: Phải có khả năng phát ra các xung điện để kích thích đầu phát và thu nhận tín hiệu từ đầu thu, hiển thị rõ ràng thời gian truyền sóng với độ chính xác tối thiểu là 0,1 micro giây.
• Đầu dò (đầu phát và đầu thu): Tần số dao động của đầu dò thường nằm trong khoảng từ 20 kHz đến 150 kHz. Việc lựa chọn tần số phụ thuộc vào kích thước của cấu kiện và kích thước hạt cốt liệu lớn nhất của bê tông để đảm bảo sóng truyền qua hiệu quả.
• Chất tiếp xúc âm: Sử dụng các chất như mỡ bôi trơn, hồ xi măng, gel chuyên dụng hoặc đất sét mềm để làm kín khoảng trống giữa bề mặt đầu dò và bề mặt bê tông, đảm bảo sóng siêu âm truyền qua tối đa.
• Thanh chuẩn: Thiết bị phải được hiệu chuẩn định kỳ bằng thanh chuẩn đi kèm máy để kiểm tra độ chính xác của phép đo thời gian.

• Chuẩn bị bề mặt đo: Bề mặt bê tông tại các vị trí đặt đầu dò phải được mài phẳng, sạch bụi bẩn, dầu mỡ và không có lớp vữa bong tróc để đảm bảo tiếp xúc tốt nhất.
• Phương pháp bố trí đầu dò: Có ba phương pháp chính bao gồm đo trực tiếp (đối đầu - cho độ chính xác cao nhất), đo bán trực tiếp (đầu dò đặt vuông góc hoặc lệch góc) và đo gián tiếp (đo trên cùng một bề mặt - áp dụng khi chỉ tiếp cận được một mặt của cấu kiện).
• Xác định khoảng cách: Đo chính xác khoảng cách giữa đầu phát và đầu thu bằng thước đo có độ chính xác đến 1 mm để làm cơ sở tính toán vận tốc truyền sóng.

• Vận tốc truyền sóng siêu âm được tính toán dựa trên công thức lấy khoảng cách truyền sóng chia cho thời gian truyền sóng đo được.
• Xác định vùng khuyết tật: Tiến hành đo lưới điểm trên vùng nghi ngờ. Những điểm có vận tốc siêu âm giảm đột ngột (thường giảm trên 10% so với vùng bê tông đồng nhất lân cận) hoặc biên độ sóng giảm mạnh được xác định là vùng có khuyết tật.
• Xác định chiều sâu vết nứt: Sử dụng phương pháp đo gián tiếp trên bề mặt bằng cách thay đổi khoảng cách giữa hai đầu dò qua vết nứt, từ đó tính toán chiều sâu vết nứt dựa trên sự thay đổi thời gian truyền sóng.

Kết quả thử nghiệm siêu âm xác định khuyết tật bê tông phải được lập thành văn bản chi tiết, bao gồm các thông tin cốt lõi:

• Thông tin về cấu kiện thử nghiệm (vị trí, mác thiết kế, tuổi bê tông).
• Sơ đồ bố trí các điểm đo và phương pháp đo được áp dụng.
• Thông số kỹ thuật của thiết bị siêu âm và đầu dò sử dụng.
• Bảng số liệu đo chi tiết (khoảng cách, thời gian, vận tốc tính toán).
• Bản đồ phân bố vận tốc sóng siêu âm hoặc sơ đồ vị trí, kích thước khuyết tật được phát hiện.
• Kết luận và kiến nghị về mức độ ảnh hưởng của khuyết tật đến khả năng chịu lực của kết cấu.

Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 13537:2022 có hiệu lực áp dụng kể từ ngày ban hành, đóng vai trò là công cụ kỹ thuật quan trọng giúp kiểm soát chất lượng thi công và đánh giá an toàn công trình xây dựng tại Việt Nam.