混凝土结构抗冻性超声检测方法的研究.doc

混凝土结构抗冻性超声检测方法的研究.doc混凝土结构抗冻性超声检测方法的研究
摘要:依据固体结构动弹模与表面波速度的本构关系,采用超声波技术检测混凝土冻融试件的动弹模,并与共振法测出的动弹模进行对比, 总结出其内在相关规律,建立起预报混凝土动弹模的回归方程,由测得的波速计算出相应的动弹模,再利用动弹模之比评定出混凝土结构的抗冻性。通过初步试验和检测方法的研究表明,此研究方法思路切实可行,可供混凝土耐久性检测工程参考。
关键词:超声检测共振法混凝土结构抗冻性
水工混凝土建筑物经常受到冻融剥蚀的破坏,所以其混凝土结构的抗冻性是必须检测的主要指标,由于实验室制作的试件与结构物上的混凝土抗冻性存在着差异,在结构物上切割混凝土试件所引起的破损又不能被人们接受,且实验室测试也只对来样负责,因此必须研究一种更加真实地反映混凝土结构抗冻性的无损检测方法,直接检测混凝土结构抵抗冻融破坏的能力,这对于实施混凝土工程现场质量控制,特别是对国家重点水工混凝土建筑物的质量检测及其长期耐久性评估尤为重要。
共振法测定混凝士试件在冻融循环过程中的动弹模变化,作为混凝土材料的抗冻性指标,它对试件而言可算是一种无损检测方法,但对混凝土结构而言,共振法就无能为力[1]。超声波法测试量为波速、波谱和衰减系数等,其换算原理为应力波分析及其混凝土弹性、非弹性等性能之间的关系,它不需要整体结构的激振,而且超声波能够穿透混凝土结构本身,其辐射面较大,测量值和分析计算方法选择余地大,因此用超声波参量表达混凝土结构的动弹性模量是可行的,该方法不需要专门形状和尺寸的混凝土试件,就可评价混凝士结构的抗冻融指标。
1 超声波法测混凝土结构动弹模的理论依据
计算公式为计算动弹模Ed, 3 与共振法测混凝土动弹模的对比
通过对表1超声法和共振法测得的各组相应的动弹模Ed与动弹模E′d,波速Vr与频率f,动弹模Ed与波速Vr之间进行回归分析,常数项用最小二乘法确定,得到回归方程,如表2所示。
表2 回归分析结果
项目
回归方程
动弹模Ed与动弹模
波速Vr与频率f
动弹模Ed与波速Vr
EdA=-
VrA=-83
EdA=×10-5
EdB=-
VrB=-59
AEdB=×10-5
由表2分析可见:超声波法和共振法所测得的混凝土动弹模之间,表面波速度与横向共振频率之间具有良好的线性相关性,两种方法所测得的物理量基本符合式(6)的关系,其回归曲线与散点拟合效果很好,回归方程计算值较
精确地反映了混凝土动弹模变化的规律,混凝土动弹模与波速之间近似成平方关系。另外从表1中可见,两种方法所测得的相对动弹模基本相同,因而可以用超声波法对混凝土试件测试的动弹模,代替共振法所测试的动弹模数值,再用其相对动弹模来判别混凝土抵抗冻融破坏的能力。
4 结语