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超聲法檢測(cè)混凝土強(qiáng)度
日期：2025-05-01 16:58
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摘要：
超聲法檢測(cè)混凝土強(qiáng)度
水工混凝土建筑物經(jīng)常受到凍融剝蝕的破壞，所以其混凝土 的抗凍性是必須檢測(cè)的主要指標(biāo)，由于實(shí)驗(yàn)室制作的試件與 物上的混凝土抗凍性存在著差異，在 物上切割混凝土試件所引起的破損又不能被人們接受，且實(shí)驗(yàn)室測(cè)試也只對(duì)來樣負(fù)責(zé)，因此必須研究一種更加真實(shí)地反映混凝土 抗凍性的無損檢測(cè)方法，直接檢測(cè)混凝土 抵抗凍融破壞的能力，這對(duì)于實(shí)施混凝土工程現(xiàn)場(chǎng)質(zhì)量控制，*是對(duì)國(guó)家重點(diǎn)水工混凝土建筑物的質(zhì)量檢測(cè)及其長(zhǎng)期耐久性評(píng)估尤為重要。
共振法測(cè)定混凝士試件在凍融循環(huán)過程中的動(dòng)彈模變化，作為混凝土材料的抗凍性指標(biāo)，它對(duì)試件而言可算是一種無損檢測(cè)方法，但對(duì)混凝土而言，共振法就無能為力［1］。超聲波法測(cè)試量為波速、波譜和衰減系數(shù)等，其換算原理為應(yīng)力波分析及其混凝土彈性、非彈性等性能之間的關(guān)系，它不需要整體 的激振，而且超聲波能夠穿透混凝土本身，其輻射面較大，測(cè)量值和分析計(jì)算方法選擇余地大，因此用超聲波參量表達(dá)混凝土 的動(dòng)彈性模量是可行的，該方法不需要專門形狀和尺寸的混凝土試件，就可評(píng)價(jià)混凝士 的抗凍融指標(biāo)。
共振法測(cè)定混凝士試件在凍融循環(huán)過程中的動(dòng)彈模變化，作為混凝土材料的抗凍性指標(biāo)，它對(duì)試件而言可算是一種無損檢測(cè)方法，但對(duì)混凝土而言，共振法就無能為力［1］。超聲波法測(cè)試量為波速、波譜和衰減系數(shù)等，其換算原理為應(yīng)力波分析及其混凝土彈性、非彈性等性能之間的關(guān)系，它不需要整體 的激振，而且超聲波能夠穿透混凝土本身，其輻射面較大，測(cè)量值和分析計(jì)算方法選擇余地大，因此用超聲波參量表達(dá)混凝土 的動(dòng)彈性模量是可行的，該方法不需要專門形狀和尺寸的混凝土試件，就可評(píng)價(jià)混凝士 的抗凍融指標(biāo)。
用超聲波法檢測(cè)混凝土凍融試件的動(dòng)彈模
1.1 超聲法檢測(cè)混凝土強(qiáng)度測(cè)試方案測(cè)量混凝土材料超聲波表面波速度的試件尺寸為100mm×100mm×400mm，標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)28d齡期后測(cè)試。按混凝土長(zhǎng)期性能和耐久性能試驗(yàn)方法GBJ82—85執(zhí)行，試件凍融前在水中浸泡，凍融過程中均處于飽和水狀態(tài)，其中溫度控制在-17±2℃和8±2℃之間，凍融循環(huán)在2～4h內(nèi)完成，用于融化的時(shí)間不得小于整個(gè)凍融時(shí)間的1／4。在試驗(yàn)過程中，每?jī)鋈谘h(huán)50次，測(cè)量出混凝土試件的超聲波表面波速度，并同時(shí)用共振法測(cè)試混凝土試件的共振頻率。
1.2 超聲法檢測(cè)混凝土強(qiáng)度測(cè)試儀器檢測(cè)設(shè)備為CTS-45型非金屬超聲波檢測(cè)儀和附加示波單元，另以數(shù)字存貯示波器來顯示波形和測(cè)量聲時(shí)。示波器由附加示波單元所產(chǎn)生的激發(fā)脈沖觸發(fā)，并有能左右自由移動(dòng)的游標(biāo)，用來測(cè)量波形上任一點(diǎn)的聲時(shí)，精度為0.1μs，從觸發(fā)開始到游標(biāo)所在位置所經(jīng)歷時(shí)間顯示在示波屏上。探頭使用一對(duì)50kHz普通縱波換能器，并用黃油做耦合劑，同時(shí)采用DT-4W自動(dòng)掃頻數(shù)字動(dòng)彈儀測(cè)量橫向共振頻率。
1.3 超聲法檢測(cè)混凝土強(qiáng)度測(cè)試結(jié)果測(cè)量混凝土凍融試件在5個(gè)測(cè)距下，表面波到達(dá)初*點(diǎn)和*個(gè)峰值點(diǎn)的聲時(shí)，按常規(guī)作圖法求出測(cè)距—聲時(shí)直線的斜率，*終得到超聲波表面波速度，在這里測(cè)量時(shí)盡量使試件處于干燥狀態(tài)。值得一提的是，試驗(yàn)用混凝土試件的抗凍性能均較高，幾乎看不到混凝土試件表面剝蝕現(xiàn)象，重量損失率*為0.3％，混凝土表面凍融損傷層很薄，試件橫向和縱向相對(duì)變形也很小，因此在試驗(yàn)過程中混凝土材料的密度、泊松比及試件尺寸可以認(rèn)為不變。根據(jù)測(cè)試的表面波速度和共振頻率，按式（2）和式（5）計(jì)算分別得到混凝土材料的超聲法和共振法動(dòng)彈性模量
1.1 超聲法檢測(cè)混凝土強(qiáng)度測(cè)試方案測(cè)量混凝土材料超聲波表面波速度的試件尺寸為100mm×100mm×400mm，標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)28d齡期后測(cè)試。按混凝土長(zhǎng)期性能和耐久性能試驗(yàn)方法GBJ82—85執(zhí)行，試件凍融前在水中浸泡，凍融過程中均處于飽和水狀態(tài)，其中溫度控制在-17±2℃和8±2℃之間，凍融循環(huán)在2～4h內(nèi)完成，用于融化的時(shí)間不得小于整個(gè)凍融時(shí)間的1／4。在試驗(yàn)過程中，每?jī)鋈谘h(huán)50次，測(cè)量出混凝土試件的超聲波表面波速度，并同時(shí)用共振法測(cè)試混凝土試件的共振頻率。
1.2 超聲法檢測(cè)混凝土強(qiáng)度測(cè)試儀器檢測(cè)設(shè)備為CTS-45型非金屬超聲波檢測(cè)儀和附加示波單元，另以數(shù)字存貯示波器來顯示波形和測(cè)量聲時(shí)。示波器由附加示波單元所產(chǎn)生的激發(fā)脈沖觸發(fā)，并有能左右自由移動(dòng)的游標(biāo)，用來測(cè)量波形上任一點(diǎn)的聲時(shí)，精度為0.1μs，從觸發(fā)開始到游標(biāo)所在位置所經(jīng)歷時(shí)間顯示在示波屏上。探頭使用一對(duì)50kHz普通縱波換能器，并用黃油做耦合劑，同時(shí)采用DT-4W自動(dòng)掃頻數(shù)字動(dòng)彈儀測(cè)量橫向共振頻率。
1.3 超聲法檢測(cè)混凝土強(qiáng)度測(cè)試結(jié)果測(cè)量混凝土凍融試件在5個(gè)測(cè)距下，表面波到達(dá)初*點(diǎn)和*個(gè)峰值點(diǎn)的聲時(shí)，按常規(guī)作圖法求出測(cè)距—聲時(shí)直線的斜率，*終得到超聲波表面波速度，在這里測(cè)量時(shí)盡量使試件處于干燥狀態(tài)。值得一提的是，試驗(yàn)用混凝土試件的抗凍性能均較高，幾乎看不到混凝土試件表面剝蝕現(xiàn)象，重量損失率*為0.3％，混凝土表面凍融損傷層很薄，試件橫向和縱向相對(duì)變形也很小，因此在試驗(yàn)過程中混凝土材料的密度、泊松比及試件尺寸可以認(rèn)為不變。根據(jù)測(cè)試的表面波速度和共振頻率，按式（2）和式（5）計(jì)算分別得到混凝土材料的超聲法和共振法動(dòng)彈性模量