本实用新型属于装配式混凝土结构无损检测技术领域，具体涉及一种用于检测装配式混凝土剪力墙结构中浆锚搭接连接节点灌浆密实度的无损检测装置。
背景技术：
当前基于我国新型城镇化的发展要求和劳动力短缺的现实，推进建筑工业化已刻不容缓！而发展装配式混凝土结构技术是实现建筑工业化的重要途径。在装配式混凝土结构中剪力墙结构、框架结构是最主要的两种建筑形式，其中装配式剪力墙结构所占的比例更大，是目前我国城镇商品房屋的主要结构形式。公知地，装配式混凝土剪力墙结构中竖向构件连接采用的主要形式有浆锚搭接连接、灌浆套筒连接等，装配式剪力墙结构质量控制的难点和核心是连接节点的灌浆密实度问题。实际施工中受人员素质参差不齐、灌浆机械故障、灌浆方案不合理等众多因素的影响，节点处的灌浆质量往往难于控制，从而导致灌浆密实度也难于保证，这直接影响整体工程的质量安全。所以对灌浆密实度的检测已成为装配式剪力墙结构施工质量检测验收的重点和核心；而如何对装配式剪力墙结构中的灌浆密实度进行有效检测，已成为摆在建筑工程质量检测人员面前亟需解决的一道难题。因装配式剪力墙结构是一个新兴事物，目前尚无较为可靠的、成熟的成套检测技术。
公知地，冲击回波法的原理(见附图1～图2)是利用一个短时的机械冲击产生低频的应力波，应力波在构件表面、内部缺陷表面或构件表面底部边界之间来回反射，从而产生瞬态共振，其共振频率能在振幅谱中辨认出，并用此确定结构或构件内部缺陷的深度和构件的厚度。冲击弹性波传播到结构内部，被缺陷表面或构件底面反射回来。因此，冲击弹性波在构件表面、内部缺陷表面或底面边界之间来回反射产生瞬态共振，其共振频率能在振幅谱(通过快速傅立叶变换，从波形中得出的频率与对应振幅的关系图。)中辨别出，用于确定内部缺陷的深度和构件的厚度。此方法具有不受金属管线的影响、测试范围大、对外界操作环境要求较低等优点。鉴于冲击回波法的众多优点，我国科研人员在总结国内外大量研究成果的基础上，编制了我国建筑工程检测行业的行业规范——《冲击回波法检测混凝土缺陷技术规程》JGJ/T411-2017，该标准将于自2017年11月1日起在我国正式实施。该标准把冲击回波法在建筑结构质量检测领域的应用进行了归类，即冲击回波法主要用于以下四个方面的检测：①混凝土构件厚度及内部缺陷检测；②预应力管道注浆缺陷检测；③隧道衬砌背后注浆缺陷检测；④混凝土结合面质量检测。其中“②预应力管道注浆缺陷检测”与装配式剪力墙结构中的“浆锚搭接连接节点灌浆密实度的检测”看似相同，实则大相径庭！不同之处主要体现在：
一方面上述规范在编制过程中国内装配式建筑尚处于萌芽阶段，采用新型钢筋连接形式 (以浆锚搭接技术、灌浆套筒连接技术为主)的装配式建筑几乎没有，故规范编制组未考虑冲击回波法检测技术在装配式结构中的应用，规范针对的对象主体是现浇混凝土结构建筑；另一方面冲击回波法的技术原理决定了其不能直接应用于装配式剪力墙结构的无损检测中。主要原因描述如下：
冲击回波法检测预应力管道压浆质量的原理即利用应力波在不同灌浆工况下得出的频率- 信号幅值曲线不同来对灌浆的饱满度做出判断。具体如图3所示，图3可分为四种情况：
①混凝土中无预应力管道，此时的信号幅值-频率曲线仅有一个峰值点，对应最大峰值为f；②混凝土中有预应力管道且管道灌浆密实，此时的信号幅值-频率曲线仅有一个峰值点，对应最大峰值亦为f；③混凝土中有预应力管道但管道灌浆不密实，此时预应力管道的保护层厚度为dd，这时的信号幅值-频率曲线有两个峰值点，对应最大峰值分别为f、fd；④混凝土中有预应力管道，但管道中未灌浆，这时的信号幅值-频率曲线有两个峰值点，对应最大峰值分别为f、 fv，当得到待检测桥梁预应力管道的频率-信号幅值图后，通过经验比对，便可定性分析出预应力管道的注浆密实度，上述过程即为冲击回波法检测预应力管道压浆质量的一般原理。
值得注意的是：上述检测过程中，当预应力管道的保护层厚度较小时，则检测结果非常不理想，几乎没有参考价值；另外进行上述检测时要求预应力管道的直径也不能太小。一般而言，桥梁结构中用于形成预应力管道的波纹管的内径一般为60mm～132mm(见中国规范《预应力混凝土用金属波纹管》JG225-2007)，直径较大，一般桥梁结构中的预应力梁的横截面水平方向只设置一排预应力管道；另外预应力管道沿预应力梁跨度方向大体呈水平状；预应力管道外的混凝土保护层厚度一般大于等于100mm。桥梁结构中预应力梁的上述特点决定了当采用冲击回波法对其中的预应力管道进行注浆缺陷检测时可取得良好效果。
应用冲击回波法检测混凝土缺陷的注意事项，我国规范《冲击回波法检测混凝土缺陷技术规程》JGJ/T411-2017在条文解释说明6.1.4条中也明确指出“冲击回波法不适用管道埋深过浅或过深条件下进行”，这是基于当管道埋深过浅时，图3中信号幅值-频率曲线中，应力波遇见缺陷时反射被接收对应最大峰值fd(fv)均较小，几乎很难判断，故一般不能用来判断灌浆缺陷情况。在装配式混凝土剪力墙结构中，如图4中4A’所示，剪力墙墙体的厚度一般仅为 150mm～200mm，且墙体前后双排配筋，剪力墙中的金属波纹管为竖向布置且间距较小，金属波纹管的内径一般为30mm～40mm，直径较小，同时金属波纹管外的混凝土保护层厚度一般仅为10mm左右，约为桥梁结构中预应力梁金属波纹管保护层厚度的1/10左右，当金属波纹管中插入钢筋然后灌注灌浆料后，金属波纹管内部灌浆料形成的空洞、气泡等的尺寸较小，即灌浆料的注浆缺陷较小。上述因素导致当直接采用冲击回波法对装配式剪力墙结构中的灌浆密实度进行无损检测时，其检测结果离散性较大、可靠性大大降低。基于此，检测领域技术人员一般不采用冲击回波法对装配式剪力墙结构中的灌浆密实度进行检测，而是转而使用其他技术手段，例如超声波法、探地雷达法、射线法等，但检测结果仍不尽如人意。综上可见，目前国内外对装配式剪力墙结构中灌浆密实度的相关检测技术尚处于探索阶段，暂无成熟可靠的成套技术。
中国专利CN 103499643B公开了一种预应力管道压浆饱满度状况的定量检测装置及方法，该方法包括定位预应力钢筋、布置预应力管道测线及测点、测定混凝土构件中冲击回波触底平均反射时间、测量预应力管道冲击回波触底反射时间和利用预应力管道压浆饱满度计算模型计算压浆饱满度等，其针对问题仍然是“桥梁结构”中预应力管道的压浆饱满度的检测问题。对于冲击回波法应用于装配式混凝土剪力墙结构时的技术难题并未涉及。
中国专利CN 106556646A公开了一种声发射层析成像确定混凝土结构损伤部位的检测系统，其
技术实现要素：
是利用声发射技术检测混凝土结构内部损伤。这与本实用新型要解决的技术问题有实质不同。
实用新型内容
技术问题：
为克服冲击回波法这一技术不能很好适用于装配式剪力墙结构中灌浆密实度的检测这一难题，同时为了拓展冲击回波法的应用范围，故通过技术改进等措施来解决所提出的技术难题。
技术方案：
为达到上述技术效果，本实用新型提出一种用于检测浆锚搭接连接节点灌浆密实度的装置，所述装置包括辅助接发器1、冲击回波仪2和计算机6以及被检测墙体；
所述辅助接发器1贴紧在被检测墙体表面，所述冲击回波仪2紧贴辅助接发器1在被检测墙体的对称面的外表面，使冲击回波仪2上的激发触头对准辅助接发器1外表面的中线位置。进一步的，所述的辅助接发器1包括辅助接发器本体11和吸波材料12，所述辅助接发器本体 11外形呈矩形体，其对称两个侧面粘合有吸波材料12，在其余四个面形成的闭合立体形状的外表面的对称轴位置上绘制有闭合的对中直线13，所述对中直线与被检测墙体中的金属波纹管的轴向中心线重合。
进一步的，所述的冲击回波仪2为自带数据采集系统的单点式或扫描式冲击回波仪，所述的计算机6为便携式笔记本计算机或固定式台式计算机。
进一步的，所述的辅助接发器本体11的材料为普通混凝土，所述的吸波材料12为能够吸收低频冲击弹性波的材料。
本实用新型还提供采用上述一种用于检测浆锚搭接连接节点灌浆密实度的方法，所述方法通过在被检测装配式剪力中墙金属波纹管外侧设置辅助接发器；然后使用冲击回波仪在辅助接发器上进行检测，得到所检测区域剪力墙内部金属波纹管的灌浆密实度的频率-振幅谱图，去掉伪数据；最终判断得出灌浆料的灌浆密实度值。
进一步的，所述方法具体包括以下步骤：
步骤一，先将被检测墙体金属波纹管52竖向投影高度范围的墙体表面混凝土磨平并清除残留的粉末以及碎屑，沿灌浆口中线位置向墙体下方根部绘制金属波纹管中心线；
步骤二，将辅助接发器的贴合面与墙体表面严密贴合，使辅助接发器1表面的对中直线 13与墙体表面绘制的垂线严格对齐；
步骤三，将冲击回波仪2紧贴辅助接发器的外表面，使冲击回波仪2上的激发触头对准辅助接发器外表面的对中直线13，然后打开冲击回波仪2，自下而上缓慢匀速移动冲击回波仪2，开始对浆锚搭接连接的波纹管52进行单点采集或者扫描，同时采集得到频率-幅值数据；
步骤四，将步骤三采集到的频率-幅值数据输入至计算机6中，先剔除应力波在辅助接发器与墙体表面反射时生成的伪数据，然后生成新的频率-幅值曲线，最后判定灌浆密实度。
作为一种优选，步骤四中用于判断灌浆密实度的方法为：根据所述频率-幅值曲线中峰值的幅值以及出现的次数判断出现灌浆缺陷的位置。
进一步的，所述方法用于检测浆锚搭接连接技术的预制墙体或者集中约束搭接连接的预制墙体。
有益效果:通过在被检测装配式剪力墙金属波纹管外侧设置辅助接发器，然后使用冲击回波仪在辅助接发器上进行检测，得到所检测区域剪力墙内部金属波纹管的灌浆密实度的频率- 振幅谱图，然后去掉伪数据，从而可以判断得出灌浆料的灌浆密实度。本实用新型的一种用于检测浆锚搭接连接节点金属波纹管灌浆密实度的装置和方法具有装置简单、方便可靠的优点，通过设置辅助接发器使得冲击回波法这一传统技术能很好应用于装配式剪力墙结构中灌浆密实度的检测这一新领域，大大拓展了冲击回波法的应用范围。
附图说明
图1为现有技术中冲击回波测试系统检测混凝土构件的原理示意图；
图2为现有技术中冲击回波法检测混凝土内部缺陷的原理示意图；
图3为冲击回波法检测桥梁结构中预应力管道压浆质量的一般原理；
图4为设置和未设置辅助接发器时应用冲击回波法检测预制剪力墙中金属波纹管灌浆密实度的原理示意；
图5本实用新型结构示意图；
图6为辅助接发器示意图；
图7至图9为本实用新型实施例一示意图；
图10至图12为本实用新型实施例二示意图；
图13至图15为本实用新型实施例三示意图；
图16至图18为将本实用新型方法应用于集中约束搭接连接的预制墙体实施例示意图；
图19为实施例一的检测结果示意图；
附图标记：1-辅助接发器、2-冲击回波仪、3-下层剪力墙、4-坐浆层、5-上层剪力墙、6-计算机、 31-下层剪力墙插筋、32墙体箍筋、33-附加插筋、51-上层剪力墙纵筋、52-金属波纹管、53- 灌浆料、53-上层剪力墙箍筋、54-螺旋箍筋。
具体实施方式
现有的常见的采用浆锚搭接连接技术的预制墙体，按照竖向钢筋连接的不同一般可分为三类：①墙体竖向连接钢筋为双排全连接，见附图7，即上层剪力墙5上的每根上层剪力墙纵筋 51的下部均对应设置一根金属波纹管52，墙体施工安装时，先在下层剪力墙3顶部摊铺坐浆层4，然后吊装上层剪力墙5，使下层剪力墙3上的下层剪力墙插筋31正好伸入上层剪力墙5 上预埋的金属波纹管52中，然后灌注灌浆料53(坐浆材料也可采用灌浆料53代替，施工时不用摊铺，只需密封上层剪力墙5的墙体底部四周，然后灌浆、坐浆一次完成)，灌浆完成后即完成了墙体的施工安装；②墙体竖向钢筋为双排，但浆锚搭接连接呈“梅花形”，见附图8；③墙体竖向钢筋为双排，但浆锚搭接连接为单排见附图9，这种情况时下层剪力墙3的上部的墙体箍筋32的横向中心线位置上均匀设置有附加插筋33，上层剪力墙5的下部的墙体箍筋32 的横向中心线位置上均匀设置有金属波纹管52，此时上下剪力墙的连接是通过将下层剪力墙3 上的附加插筋33插入上层剪力墙5的金属波纹管52来完成，其余过程与①、②完全相同。一般地，预制墙体在运至施工工地之前，墙体部品已经过相应的部品质量检测。现场检测一般是在灌浆完成7天之后进行。而本实用新型所要解决的技术问题主要为施工现场的现场检测。
本实用新型解决其技术问题所依据的技术原理是：通过在待检测预制剪力墙上设置辅助接发器，一方面使冲击源上的应力波的传输路径增大，可以方便检测预制剪力墙前排金属波纹管的灌浆密实度；另一方面通过在辅助接发器两侧设置吸波材料，使得冲击源上激发的应力波的有效检测范围收缩，使激发的应力波主要集中在所测试的某列钢筋左右范围，避免了接收传感接收到过多的干扰信号而使金属波纹管密实度的判别难于判别。下面对本实用新型的技术原理进行详细说明。
当直接使用冲击回波仪检测预制剪力墙金属波纹管的灌浆密实度时，假设从冲击回波仪的冲击源上激发的应力波分别为P1、P2、P3、P4、P5……Pn，相应的与水平线的夹角分别为α1、α2、α3、α4、α5……αn，相应的频率-信号幅值曲线上对应的峰值幅值分别为f1、f2、f3、f4、f5…… fn。因预制剪力墙的厚度较小(一般≤200mm)，故实际得到的频率-信号幅值曲线上的峰值幅值较难判别，同时随着角度α的增大，相邻列的后排金属波纹管对预检测金属波纹管的影响增大，实际中很难得出理想的频率-信号幅值曲线。上述原因也可解释采用常规的冲击回波法不适宜检测装配式剪力墙结构中连接节点金属波纹管的灌浆密实度。
如图4中4A所示，当在预制墙体表面贴合使用辅助接法器进行预制剪力墙金属波纹管的灌浆密实度时，假设从冲击回波仪的冲击源上激发的应力波分别为P1、P2、P3、P4、P5……Pn，相应的与水平线的夹角分别为α1、α2、α3、α4、α5……αn，当αn＝90°时，Pn会沿直线直接反射而不被接收传感器接收；当αn＞90°时，Pn会直接被辅助接发器两侧的吸波材料吸收而不发生反射。故设置了辅助接发器后，接收传感器接收到的有效应力波会大大减少，故实际得到的频率-信号幅值曲线上的峰值幅值较易判别，同时因为当αn＞90°时，Pn会被吸波材料直接吸收，故相邻列的后排金属波纹管对待检测金属波纹管的影响几乎没有，如图4中4B所示，实际中则很容易得出理想的频率-信号幅值曲线，相应地也很容易判别金属波纹管的灌浆密实度。综上可见，由于在预制混凝土表面设置了辅助接发器，从而使得传统的冲击回波仪能较为方便地用于检测预制剪力墙连接节点金属波纹管的灌浆密实度。
实施例一：
当待检墙体竖向钢筋为双排连接时(具体如附图7至图9所示)，第一步先找到上层剪力墙5的金属波纹管52的上排灌浆口，然后将其竖向投影高度范围内的墙体表面混凝土磨平并清除残留粉末或碎屑，充分保证墙体表面混凝土的清洁与平整性。再沿金属波纹管52灌浆口中心线位置向墙体下方绘制金属波纹管中心线，直至上层剪力墙5墙体根部；第二步将辅助接发器1的贴合面与经清理的上层剪力墙5的表面严密贴合，使辅助接发器1表面的对中直线6 与墙体表面绘制的垂线严格对齐；第三步将冲击回波仪2紧贴辅助接发器的外表面，使冲击回波仪上的激发触头对准辅助接发器1外表面的对中直线6，然后打开冲击回波仪2，自下而上匀速缓慢移动冲击回波仪2，开始对浆锚搭接连接的金属波纹管52进行扫描，同时扫描采集得到频率-幅值数据。第四步在计算机6上编制程序，将第三步采集到的频率-幅值数据输入到程序中，先剔除应力波在辅助接发器1与上层剪力墙5墙体表面反射时生成的“伪数据”，然后生成新的频率-幅值曲线，最后再判定灌浆密实度。根据金属波纹管5灌浆缺陷发生的位置的不同，可得到图19的检测结果。
由图19可见，当待检墙体竖向钢筋为双排连接时，金属波纹管5的缺陷具体可分为以下四种情况。
工况一：前排金属波纹管注浆不密实，后排金属波纹管注浆密实。此时冲击源激发的应力波有一部分会传递至接收传感器和墙体表面的界面缺陷处，反射后被接收传感器接收；应力波有一部分会传递至前排金属波纹管的外表面，反射后被接收传感器接收；应力波还有一部分会传递至预制剪力墙的后表面，再经反射后被接收传感器接收。相应地会在频率-信号幅值曲线图上形成三个明显的波峰，分别定义为波峰ff、f、fd，其中ff为“伪波峰”，是应力波经接收传感器与预制剪力墙前表面的界面缺陷处时形成的，它对判别金属波纹管的灌浆密实度没有作用，故剔除掉。当测得的辅助接发器和埋设金属波纹管预制墙体厚度之和引起的频率峰值f与辅助接发器和未埋设金属波纹管预制墙体厚度之和引起的频率峰值f基本相同，或向低频轻微漂移并出现另一个高频峰值fd时，可判断为墙体前排金属波纹管灌浆不密实，后排金属波纹管注浆密实。
工况二:前排金属波纹管注浆不密实，后排金属波纹管注浆不密实。此时冲击源激发的应力波有一部分会传递至接收传感器和墙体表面的界面缺陷处，反射后被接收传感器接收；应力波有一部分会传递至前排金属波纹管的外表面，反射后被接收传感器接收；应力波有一部分会传递至后排金属波纹管的外表面，反射后被接收传感器接收；应力波还有一部分会传递至预制剪力墙的后表面，再经反射后被接收传感器接收。相应地会在频率-信号幅值曲线图上形成四个明显的波峰，分别定义为波峰ff、f、fv、fd，其中ff为“伪波峰”，是应力波经接收传感器与预制剪力墙前表面的界面缺陷处时形成的，它对判别金属波纹管的灌浆密实度没有作用，故剔除掉。当测得的辅助接发器和埋设金属波纹管预制墙体厚度之和引起的频率峰值f与辅助接发器和未埋设金属波纹管预制墙体厚度之和引起的频率峰值f基本相同，或向低频轻微漂移并出现两个数值相近的高频峰值fv、fd时，可判断为墙体前排金属波纹管灌浆不密实，后排金属波纹管注浆不密实。
工况三：前排金属波纹管注浆密实，后排金属波纹管注浆密实。此时冲击源激发的应力波有一部分会传递至接收传感器和墙体表面的界面缺陷处，反射后被接收传感器接收；应力波还有一部分会传递至预制剪力墙的后表面，再经反射后被接收传感器接收。相应地会在频率-信号幅值曲线图上形成两个明显的波峰，分别定义为波峰ff、f，其中ff为“伪波峰”，是应力波经接收传感器与预制剪力墙前表面的界面缺陷处时形成的，它对判别金属波纹管的灌浆密实度没有作用，故剔除掉。当测得的辅助接发器和埋设金属波纹管预制墙体厚度之和引起的频率峰值f与辅助接发器和未埋设金属波纹管预制墙体厚度之和引起的频率峰值f基本相同，并且在之后不出现明显的高频峰值时，可判断为墙体前排金属波纹管灌浆密实，后排金属波纹管注浆密实。
工况四：前排金属波纹管注浆密实，后排金属波纹管注浆不密实。前排金属波纹管注浆不密实，后排金属波纹管注浆不密实。此时冲击源激发的应力波有一部分会传递至接收传感器和墙体表面的界面缺陷处，反射后被接收传感器接收；应力波有一部分会传递至后排金属波纹管的外表面，反射后被接收传感器接收；应力波还有一部分会传递至预制剪力墙的后表面，再经反射后被接收传感器接收。相应地会在频率-信号幅值曲线图上形成三个明显的波峰，分别定义为波峰ff、f、fv，其中ff为“伪波峰”，是应力波经接收传感器与预制剪力墙前表面的界面缺陷处时形成的，它对判别金属波纹管的灌浆密实度没有作用，故剔除掉。当测得的辅助接发器和埋设金属波纹管预制墙体厚度之和引起的频率峰值f与辅助接发器和未埋设金属波纹管预制墙体厚度之和引起的频率峰值f基本相同，或向低频轻微漂移并出现另一个高频峰值fv时，可判断为墙体前排金属波纹管灌浆密实，后排金属波纹管注浆不密实。
实施例二：
如附图10至图12所示，当待检墙体竖向钢筋为双排，但浆锚搭接连接呈“梅花形”分布时，检测前的准备工作及检测过程同实施例一。此时的检测结果与实施例一的结果类似。具体地，当浆锚搭接连接的金属波纹管位于靠近辅助接发器一侧时，分为两种情况：①灌浆密实，这时频率-信号幅值曲线图上仅有一个明显波峰；②灌浆不密实，这种情况相当于实施例一中的“工况一”，其结果和判定方法与其完全相同。
当浆锚搭接连接的金属波纹管位于远离辅助接发器一侧时，又可分为两种情况：①灌浆密实，这种情况相当于实施例一中的“工况三”，其结果和判定方法与其完全相同；②灌浆不密实，这种情况相当于实施例一中的“工况四”，其结果和判定方法与其完全相同。
实施例三：
如附图13至图15所示，当待检墙体竖向钢筋为双排，但浆锚搭接连接为单排分布时，检测前的准备工作及检测过程同实施例一。此时的检测结果与实施例一的结果类似。具体地，可分为两种情况：①灌浆密实，这种情况相当于实施例一中的“工况一”，其结果和判定方法与其完全相同；②灌浆不密实，这种情况相当于实施例一中的“工况三”，其结果和判定方法与其完全相同。
实施例四：
更进一步地，除了可以用于检测现有的常见的采用浆锚搭接连接技术的预制墙体以外，本实用新型还可用于检测采用“集中约束搭接连接”的预制墙体(具体可见中国专利CN 104929279B)的灌浆密实度。具体地，如附图16至图18所示，这种连接是在上层剪力墙5 中预留金属波纹管52，金属波纹管52的外侧采用螺旋箍筋55约束，在金属波纹管52中插入下层剪力墙3的下层剪力墙插筋31，然后灌注灌浆料53，从而实现预制剪力墙竖向钢筋的搭接连接。这种墙体检测时，只需改变辅助接发器1的截面尺寸，然后可以按照实施例三的方法进行检测，其检测结果与实施例三大体相同。
以上仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理前提下的若干改进和润饰，应视为本实用新型的保护范围。