Effect of frequency on the evaluation of the concrete defects by ultrasonic shear wave tomography

Ultrasonic Shear Wave Tomography (USWT) is recommended as a modern non-destructive method that uses ultrasonic shear waves to detect objects, interfaces, and anomalies in the structure. The entire structure can be analyzed quickly and economically without destruction of any structural element. Thus, ultrasonic transition properties can be visualized in three dimensions by means of this method. In this work, results of experimental studies conducted on the effect of frequency on the analysis of the concrete by USWT are explained. The test device used in experimental studies has 24 transducers and its operating frequency range is 25-250 kHz. 50x50x22 cm sized three concrete specimens were produced in the laboratory for the experiments. Different materials were embedded in the concrete specimens to represent reinforcement and defects. Experiments were carried out at four different frequency values (25-50-100-200 kHz) on each specimen. The tomographic cross-sections obtained at each frequency value were studied. The reinforcement and defects obtained in tomography sections were tried to match the known properties of placed objects in the concrete specimens. According to the results obtained in this study the accuracy of the results obtained depending on the frequency value varies according to the characteristics of the defect. The materials placed in the specimens tested at 25 kHz and 50 kHz values were determined with high accuracy whereas the values of 100 kHz and 200 kHz were only satisfactory to determine the specimen sizes, in other words, the boundaries of the concrete element.

Ultrasonik kayma dalgalarý tomografisi ile beton kusurlarýnýn incelenmesinde frekansýn etkisi

Ultrasonik Kayma Dalgalarý Tomografisi (UKDT) yapýdaki nesneleri, ara yüzleri ve anomalileri tespit etmek için ultrasonik kayma dalgalarý kullanan modern bir tahribatsýz yöntemi olarak önerilmektedir. Bu yöntem sayesinde yapýnýn tamamýnýn hýzlý ve ekonomik bir þekilde hiçbir elemana zarar vermeden incelenebilmesine olanak tanýnmaktadýr. Bu þekilde yapý elemanlarýnda kayma dalgalarýnýn ultrasonik geçiþ özellikleri üç boyutlu olarak görselleþtirilebilmektedir. Bu çalýþmada betonun UKDT ile incelenmesinde frekansýn etkisi üzerine yapýlan deneysel çalýþma sonucunda elde edilen bulgular sunulmuþtur. Deneysel çalýþmalarda kullanýlan cihazda 24 adet transdüser bulunur ve cihazýn çalýþma frekans aralýðý 25-250 kHz’dir. Deneyler için laboratuvarda 50x50x22 cm boyutlarýnda üç adet beton numune üretilmiþtir. Donatý ve kusurlarý temsil etmesi amacýyla beton numunelerin içerisine farklý malzemeler yerleþtirilmiþtir. Her bir numune üzerinde dört farklý frekans deðerinde (25-50-100-200 kHz) deneyler yapýlmýþtýr. Deneyler sonucunda her bir frekans deðerinde elde edilen tomografik kesitler ile numuneler içerisine yerleþtirilen, tip, ebat ve yerleþimleri bilinen donatý ve kusurlar eþleþtirilmeye çalýþýlmýþtýr. Bu çalýþmada elde edilen sonuçlara göre, uygulanan beton malzemelerde UKDT yöntemi ile yapýlacak olan deneylerde, aranan kusurun özelliklerine göre, uygulanan frekans deðerinin sonucun doðruluðuna etkisinin deðiþtiði sonucuna varýlmýþtýr. 25 kHz ve 50 kHz frekanslarýnda yapýlan deneylerde numunelerin içerisine yerleþtirilen malzeme boyutlarýnýn belirlenmesini gerçeðe yakýn doðrulukla belirleyebilmekteyken 100 kHz ve 200 kHz deðerleri ise sadece numune boyutlarýnýn yani beton elemanýn sýnýrlarýnýn belirlenmesi için yeterli olabilmiþtir.