混凝土质量检测技术

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1、混凝土材料及结构综合检测技术方案混凝土质量检测技术17升拓技术资料-混凝土Ⅱ目录1测试的意义22混凝土质量测试方法和原理32.1基本原理32.2构件测试42.3试件测试62.4测试波速修正62.5测试流程73模型及现场验证73.1弹性模量的验证73.2抗压强度的验证103.3与规范的对应123.4龄期及位置的影响（某梁场，2010.09）134特点和适用范围144.1特点144.2适用范围154.3与超声波相比的优越性154.4与回弹仪相比的优越性1717升拓技术资料-混凝土Ⅱ1测试的意义在各种混凝土结构中，混凝土质量是非常重要的，直接影响到预应力梁的耐久性和安全性。然而，预应力梁体积庞大，

2、形状也较为复杂。目前，通常利用混凝土试件（150×150×300的棱形试件）进行压载试验，以便测试混凝土的压缩强度和弹性模量。但是，试件与构件在浇筑、振捣、养护等方面均有不小的区别，因此仅仅根据试件的测试结果并不能保证梁构件的质量。同时，对于既有混凝土结构，采用钻孔取样的方法显然存在诸多局限。长期以来，基于超声波的测试方法得到了一定的应用，然而，其局限性（如测试范围窄、功能单一等）也日益显著，在测试裂缝深度、混凝土模量等方面的精度也因理论方面的缺陷而一直得不到提高。为此，自90年代以来，基于冲击弹性波（超声波为其一特例）的测试技术得到了飞速的发展，最广为人知的当为PIT（基桩完整性测试）方法

3、。近年来，将冲击弹性波推广并应用于混凝土结构物的材质（强度、模量）、缺陷（裂缝、剥离、内部空洞、蜂窝等）以及几何尺寸（厚度、埋深等）的无损检测和评价已成为国际热门的研究方向，而且逐步进入工程实际应用。例如，美国材料学会标准ASTM-C1383-98就规定了利用弹性波测试混凝土厚度和波速的测试方法。在日本土木学会也基于冲击弹性波波速，对混凝土结构和试样弹性模量以及强度进行了标准化和规范化。我们开发的预应力混凝土梁的无损检测系统SPE-MATS中也包括了针对混凝土质量的测试技术。其中，能够准确、快速地测试混凝土的弹性模量是重要的特点。混凝土多功能检测仪（SPC-MATS）S型17升拓技术资料-混

4、凝土Ⅱ1混凝土质量测试方法和原理1.1基本原理在本系统中，采用冲击弹性波作为测试媒介，通过测试弹性波的波速，据此计算材料的动弹性模量和推算相应的静弹模，进而根据静弹模与抗压强度的相关关系推算混凝土的抗压强度。其核心在于精确地测试混凝土材料的弹性模量。混凝土的弹性模量不仅影响到结构的变形，而且也是反映混凝土质量、耐久性的重要指标：1）可以反映材料的刚性特性，在结构的变形计算中是重要的参数。特别是对于高强度混凝土，简单地采用抗压强度反推弹模的方法往往具有较大的误差；2）混凝土材料的老化往往先从弹模的降低开始，而新建结构的施工不良也会在弹模方面有所显现。为此，在高铁梁的施工中，不仅要求控制抗压强度

5、（通常为C50），也要求控制弹模在34.5GPa以上。在本系统中，弹模的测试主要是通过对波速的测试。对于1维均质弹性体，其弹性模量与弹性波P波波速的关系可以表示为：　　(3-1)其中，为材料的密度，对于混凝土，一般为2400kg/m3左右。当测试对象为2维或3维时，P波速度有一定的变化。2维：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　(3-2)　　3维：　　　　　　　　　　　　　　（3-3）而对于表面波（瑞利波），其关系可以表示为：　　瑞利波：　　　　　　　　　　　（3-4）17升拓技术资料-混凝土Ⅱ一般来说，混凝土的动泊松比为0.2～0.25，其不同波速间的比较如下：表32-1混凝土弹性模量

6、测试项目一览表动泊松比0.201.051.020.5881.780.251.101.030.5811.89需要指出的是，上面得到的是材料在小应变条件下的动弹性模量（），而非静弹性模量。对于钢材这样的均质弹性材料，与非常接近，而对于混凝土这样的非线性材料而言，与之间则有一定的差异。英国钢筋混凝土结构设计规范BS8110（Part2）中，对于高性能混凝土（GPa）：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（3-5）而根据Neville[11]的研究成果，有：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（3-6）在本系统中，采用了3-6式的计算方法。由于测试对象和测试位置的不同，在系统中也集

7、成了多种测试方法。主要有：1）基于反射特性的测试方法，如冲击回波法；2）基于透过特性的测试方法，如单面传播法和双面透过法。表31混凝土弹性模量测试项目一览表方法测试方案测试对象梁、柱构件冲击回波法在构件的侧面、内面测试构件局部的混凝土质量单面传播法双面透过法在构件的两端测试较大范围的混凝土质量板构件冲击回波法在板的上表面测试需预先测出板的厚度单面传播法试件冲击回波法在试件的一端测试棱形试件、标准试件1.1构