灰岩地区水电站混凝土实验研究报告

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1、工程勘察甲级证书240002-kj灰岩地区水电站混凝土实验研究报告中国水电顾问集团贵阳勘察设计研究院2001年1月—2—1前言　　混凝土测强使用面极广，涉及到工民建基础建设、高层建筑、公路、桥梁、隧道、大坝、船闸等一切混凝土建筑部位的方方面面。长期以来，混凝土强度均采用浇注标准试件，进行室内抗压实验为检测手段，虽然检测结果具有严密的可靠性、一定的代表性，但无法对已浇注构件的强度进行确定，故具有较大的片面性。因此，解决混凝土原位无损测强问题便显得极为重要。　　目前，原位无损检测的各项参数当中，与强度和弹模之间存在一定相关性的有回弹值和波速，其中波速测试

2、尤其具有快速、经济、工作条件简单等特点。国内外物探工作者在寻找混凝土波速与其它静力学参数关系方面作了大量的工作，包括前苏联、荷兰、英国、日本及国内的长委等国家和单位均有各自的研究成果，但由于混凝土成分复杂，特别因地区差异造成的骨料特性差异，致使各研究成果虽然适用于各自的地区，但各研究成果之间却存在一定的差异。为了总结适合于本地区混凝土波速与强度及波速与弹模之间相关关系，特别制作了不同级配不同标号的混凝土模块并立项研究实验。实验的目的是：通过对C10至C40混凝土试件波速的测试及强度、弹模的室内试验，总结出灰岩地区水电站及贵阳地区建筑混凝土波速与强度、

3、波速与弹模之间的相关关系。2混凝土物理力学特性混凝土是人工合成材料，其各类构成体从性能到尺寸均有很大的差别.石料、砂、水泥的声阻抗有着较大的差异，各种料体的几何尺寸也不相同，相互之间还形成各种多样的声学界面，混凝土实际上是包含有固、液、气三相的复合介质。13　　从混凝土的力学特性来看，混凝土粗细骨料堆聚骨架及水泥中结晶骨架的存在使其表面表现出较好的弹性性能，而水泥凝胶或微晶分散体的存在则使混凝土表现出一定的粘塑性，所以混凝土又是一种弹、粘、塑性介质。混凝土的这种性质决定了其本身的声学特性和声波在其中传播的复杂性。我们知道.固体介质中的纵波速度为式中ρ

4、为介质的密度，E为杨氏模量，σ为泊松比。由此可以看出，声速主要取决于介质的弹性性能。反映混凝土质量的主要指标----抗压强度也是其静弹特性的主要指标，所以混凝土的声波速度与强度有较好的相关性。混凝土物理力学特性表2-1混凝土ρEσSf量值2.410-170.1-0.2127-55ρ密度（g/cm3），E杨氏模量（），σ泊松比，Sf极限应力（）3试件制作3.1级配选定及试件数量实验主要针对天生桥、东风、洪家渡等灰岩地区水电站及贵阳地区工民建混凝土测强而进行。因此，试件级配选定为水电站普遍使用的二级、三级配及城市建筑使用的混合级配。各级配材料配合比见表3

5、-1。13各级配混凝土材料配合比表表3-1级配编号标号水灰比每方混凝土材料用量(kg)水泥水砂小石中石大石混合二A1C100.90228205885541541A2C150.82250205875535535A4C200.70297208815540540A4C250.65326212763550549A5C300.57368210729547546A6C350.52410213711533533A7C400.48448215695521521三B1C100.89174155732408408543B2C150.8119115572640440454

6、0B3C200.69225155694404404538B4C250.64247158685399399532B5C300.56282158663395395527B6C350.51314160652388388518B7C400.47345162631385385513混合C1C100.881991757711285C2C150.802191757641272C3C200.682571757191279C4C250.632831786991270C5C300.543301786731249C6C350.503601806431247C7C400.4

7、73871826141247为了在满足建立强度－波速关系的基本条件下，各级配试件数量见表3-2。表3-2强度（标号）C10(100)C15(100)C20(100)C25(100)C30(100)C35(100)C40(100)养护条件标准养护强度试件二级配10101010101010三级配10101010101010混合级配10101010101010试件尺寸(cm)15×15×15弹模试件二级配3333333三级配3333333混合级配3333333试件尺寸(cm)直径15cm，高度30cm133.2材料制作试件所使用的水泥为贵州水泥厂生产的“乌

8、江牌”525#普通硅酸盐水泥。其水泥物理力学性能检验结果见表3-3。表3-3标准加水量（g）安定性(煮)凝结