探究混凝土強(qiáng)度超聲聲學(xué)檢測(cè)的研究

凌通

【摘 要】隨著科技在不斷的發(fā)展，社會(huì)在不斷的進(jìn)步，檢測(cè)建筑物的混凝土質(zhì)量，一般的方法是用混凝土試件做力學(xué)實(shí)驗(yàn)，通常認(rèn)為此方法只能反映在一定條件下的混凝土性能，而不能代表結(jié)構(gòu)混凝土本身真實(shí)的狀態(tài)?！俺?回彈法”可以解決這一難題?！俺?回彈法”綜合法是檢測(cè)混凝土強(qiáng)度而無損傷的無損探傷法。

【關(guān)鍵詞】超聲-回彈法；混凝土強(qiáng)度

引言

混凝土超聲檢測(cè)技術(shù)在國(guó)內(nèi)得到一定的實(shí)踐運(yùn)用，本文以某地區(qū)泵送混凝土為研究對(duì)象，試驗(yàn)選取地區(qū)常用原材料設(shè)計(jì)混凝土配合比，制作C15～C50強(qiáng)度等級(jí)的150mm×150mm×150mm標(biāo)準(zhǔn)試件，測(cè)試7d，28d齡期下混凝土試件的超聲波聲速和抗壓強(qiáng)度值，分析各測(cè)試數(shù)據(jù)的變化規(guī)律，總結(jié)超聲波聲速與泵送混凝土強(qiáng)度的關(guān)系，以建立地區(qū)測(cè)強(qiáng)曲線。

1混凝土強(qiáng)度概述

混凝土強(qiáng)度這一指標(biāo)主要包括立方體抗壓強(qiáng)度、強(qiáng)度保證率、軸心抗壓強(qiáng)度等，強(qiáng)度值還可分為設(shè)計(jì)值與標(biāo)準(zhǔn)值兩種。與立方體抗壓強(qiáng)度相比，軸心抗壓強(qiáng)度更接近混凝土構(gòu)件混凝土實(shí)際受壓強(qiáng)度，故而，軸心抗壓強(qiáng)度是非常重要的混凝土檢測(cè)指標(biāo)。強(qiáng)度保證率指的是混凝土強(qiáng)度整體超過設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)的概率，這一指標(biāo)是結(jié)合概率統(tǒng)計(jì)方式得來的，也就是混凝土強(qiáng)度超過等級(jí)的組數(shù)占總組數(shù)的百分比。強(qiáng)度保證率一方面應(yīng)考慮混凝土強(qiáng)度自身質(zhì)量的穩(wěn)定特性，一方面還需要考慮其自身的設(shè)計(jì)要求以及強(qiáng)度等級(jí)合格率，也就是說強(qiáng)度保證率。在混凝土強(qiáng)度中，強(qiáng)度保證率必須超過設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的強(qiáng)度等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)值概率。強(qiáng)度等級(jí)這一指標(biāo)是結(jié)合立方體抗壓強(qiáng)度的值來綜合確定的，立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)是150mm*150mm*150mm立方體試件（按照標(biāo)準(zhǔn)方法制作），在齡期28天之內(nèi)，用標(biāo)準(zhǔn)方式測(cè)試的95%的抗壓強(qiáng)度。立方體抗壓強(qiáng)度與軸心抗壓強(qiáng)度是兩個(gè)概念，立方體抗壓強(qiáng)度指的是150mm*150mm*150mm，而軸心抗壓強(qiáng)度則是150mm*150mm*300mm.根據(jù)GB50010-2010《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》相關(guān)要求規(guī)定：軸心抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值=棱柱體（高寬比為2-3）進(jìn)行軸心抗壓強(qiáng)度檢測(cè)，95%強(qiáng)度保證率的強(qiáng)度。

2混凝土超聲檢測(cè)的影響因素

超聲-回彈綜合法將各種影響因素見表1中。從表1的影響因素的分析試驗(yàn)知綜合法測(cè)強(qiáng)中，混凝土的配合比、水泥品種及用量、粗骨料性質(zhì)及粒徑、齡期、檢測(cè)環(huán)境等因素對(duì)測(cè)試結(jié)果有不同程度的影響，為了解決這個(gè)問題，提高測(cè)試精度，通常建立測(cè)強(qiáng)曲線，建立曲線有兩種方法：方法一是采用標(biāo)準(zhǔn)曲線然后通過多個(gè)參數(shù)進(jìn)行修正從而得出混凝土強(qiáng)度，即標(biāo)準(zhǔn)混凝土法；方法二是通過采用的配合比、原材料等繪制出多組測(cè)強(qiáng)曲線，即常用配合比或最佳配合比法。因?yàn)闃?biāo)準(zhǔn)混凝土法是人為規(guī)定影響因素的影響系數(shù)均為1的情況下所制成的混凝土，而采用最佳配合比，配置不同等級(jí)的混凝土試塊，然后在不同齡期進(jìn)行測(cè)試，以建立測(cè)強(qiáng)曲線，這樣建立的測(cè)強(qiáng)曲線針對(duì)性強(qiáng)，精度比較高，但曲線的數(shù)量多。本文采用的是最佳配合比法。

3超聲回彈綜合法

在混凝土強(qiáng)度檢測(cè)方式當(dāng)中，超聲回彈綜合法屬于非破損方法之一。利用此種方法檢測(cè)混凝土強(qiáng)度的主要原理和依據(jù)是，混凝土澆筑物的表面硬度、內(nèi)部密實(shí)度、內(nèi)部材質(zhì)均勻程度的不同可以通過超聲波脈沖速度以及回彈值這兩個(gè)物理量將混凝土的強(qiáng)度準(zhǔn)確的反映出來。超聲回彈綜合法包括多方面的物理參數(shù)，因而能夠相對(duì)更全面的收集混凝土強(qiáng)度信息。此外，應(yīng)用此種方法還可以有效抵消某些影響混凝土強(qiáng)度的物理因素?？傊?，相比于應(yīng)用單一的檢測(cè)方法，應(yīng)用超聲回彈法更具有可靠性和準(zhǔn)確性。在實(shí)際檢測(cè)過程中，應(yīng)首先確定需要檢測(cè)的混凝土澆筑物構(gòu)件，并根據(jù)要求科學(xué)的選取檢測(cè)區(qū)域，確保對(duì)于與每個(gè)測(cè)區(qū)對(duì)應(yīng)的兩個(gè)相鄰測(cè)點(diǎn)都有不低于三次的測(cè)試。應(yīng)用超聲回彈綜合法的主要缺點(diǎn)在于，這種方法技術(shù)難度更大，無論是對(duì)于檢測(cè)人員的工作經(jīng)驗(yàn)要求還是對(duì)其技術(shù)要求都更高。在檢測(cè)過程中，某一個(gè)小的操作失誤都有可能被放大，從而嚴(yán)重影響檢測(cè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和可靠性。應(yīng)用超聲回彈綜合法的優(yōu)點(diǎn)在于，比單一的檢測(cè)方法更能降低含水率以及混凝土工齡可能對(duì)檢測(cè)結(jié)果產(chǎn)生的影響，更能真實(shí)的反映混凝土的塑性，不僅可以反映出混凝土的表面狀態(tài)信息，還能檢測(cè)到混凝土澆筑物的內(nèi)部性能，這對(duì)于更全面的獲取混凝土強(qiáng)度信息具有重要意義。

4超聲法

利用超聲法檢測(cè)混凝土強(qiáng)度的主要工作原理是根據(jù)超聲波在不同介質(zhì)中具有不同的傳播速度、不同的頻率、不同的波幅以及不同的密度來建立它們之間的比例關(guān)系，從而實(shí)現(xiàn)一種對(duì)混凝土強(qiáng)度無損的檢測(cè)方式。站在專業(yè)理論知識(shí)角度來看，超聲波的傳播特性非常適合作為描述混凝土強(qiáng)度的參數(shù)，其可以更為真實(shí)的、全面的反映混凝土內(nèi)部強(qiáng)度及密度。除此之外，超聲波的聲速與混凝土強(qiáng)度性質(zhì)之間也存在某種相關(guān)關(guān)系。通常來說，如果混凝土的密實(shí)度越強(qiáng)，則代表著其強(qiáng)度越強(qiáng)；相反，如果混凝土越稀松，則其強(qiáng)度就越小。這兩種情況通過超聲波反映出來就是超聲波的傳播速度與混凝土強(qiáng)度成正比關(guān)系，超聲波隨混凝土強(qiáng)度增加而變強(qiáng)，隨混凝土強(qiáng)度降低而減小。利用超聲波檢測(cè)混凝土強(qiáng)度的優(yōu)點(diǎn)在于其相關(guān)檢測(cè)裝置簡(jiǎn)單、相關(guān)操作簡(jiǎn)單、相關(guān)技術(shù)操作要求也相對(duì)較低，并且超聲波的穿透能力非常強(qiáng)，因而特別適用于檢測(cè)混凝土的強(qiáng)度，尤其是對(duì)于大型水站堤壩、橋梁、、橋墩、灌注樁混凝土的檢測(cè)效果顯著。利用超聲波檢測(cè)混凝土強(qiáng)度的主要缺點(diǎn)包括：對(duì)操作人員、技術(shù)人員的工作經(jīng)驗(yàn)有較高的要求；檢測(cè)精度不高，只能檢測(cè)到測(cè)線上的強(qiáng)度信息，而不能將混凝土物體整個(gè)斷面的強(qiáng)度信息檢測(cè)出來。

結(jié)語(yǔ)

當(dāng)各影響因素的變化范圍不同時(shí)，對(duì)其影響也不同。此外，當(dāng)各種影響因素同時(shí)出現(xiàn)的時(shí)候，由于其相互的作用，所產(chǎn)生影響的顯著性又通常與單一因素影響時(shí)有所不同。

參考文獻(xiàn)：

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