混凝土早龄期强度无损检测法

摘要

一种混凝土早龄期强度的无损检测方法，属于建筑工程技术领域。其特征是在浇注混凝土中埋设一端或两端出露的钢筋测杆(1)，采用高速数据采集仪(6)或超声仪(8)，通过测定钢筋－混凝土体系中的固结波速，推定混凝土早龄期强度的一种无损检测方法。该方法可方便快捷地现场无损检测混凝土的早龄期强度，还可对混凝土强度的增长发育过程进行定点、连续、实时监测。

说明书

技术领域

本发明为一种混凝土早龄期强度无损检测方法，可以现场检测混凝土浇注后的早龄期强度，并可对其强度增长发育过程进行实时监控，属于建筑工程技术领域。

背景技术

混凝土是当今建筑工程中最主要的、用量最大的建筑材料之一，它的质量直接关系到建筑结构的安全。混凝土无损检测是目前混凝土结构安全评估及施工质量控制的主要手段之一，其应用范围主要集中在结构的强度和内部缺陷的检测两个方面。目前普遍应用的方法有回弹法、超声法、钻芯法、拨出法以及上述几种方法的综合应用。我国已经制定了相应的混凝土无损检测的技术规程。如回弹法检测混凝土抗压强度技术规程(JGJ/T23-200)1)；超声回弹综合法检测混凝土强度技术规程(CECS02：88)；钻芯法检测混凝土强度技术规程(CECS21：2000)；后装拨出法检测混凝土强度技术规程(CECS69：94)等。但目前在混凝土早期强度增长的监测方面，一般是根据混凝土龄期粗略估计其早期强度。国外曾采用拨出法及射击法(winder prole)监控混凝土强度的发展过程，但前者属于破损检测，不能连续同位检测，后者因粗骨料影响较大，效果不佳，没有得到广泛应用。而回弹法仅限于龄期较长(＞7天)的混凝土强度无损检测。在混凝土浇注初期，强度增长较快，与此相应的众多施工工艺(构件拆模、出养护池、预应力筋张拉和张放、施工工程负荷对混凝土强度的要求，以及大体积混凝土的连续浇注等)都需要对混凝土早期强度的增长及发育过程进行连续监控，以便对施工质量进效控制。

发明内容

本发明的目的在于克服上述无损检测方法不能检测混凝土早龄期强度的不足，提供一种现场检测混凝土早龄期强度的无损检测方法—固结波速法。该方法还可以对混凝土早期强度的增长发育过程进行定点、连续、实时监控

本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：在混凝土试件或结构中，事先垂直试件或结构表面埋置与试件或结构厚度等长的钢筋测杆，浇注混凝土后在试件或结构表面，采用通用超声仪或高速数据采集仪，通过端测或对测的方法(视钢筋测件的端头出露情况而定)，测定钢筋—混凝土体系的固结波速。根据固结波速与混凝土强度的相关性(即测强曲线)，推定混凝土的早龄期强度和混凝土强度的增长变化情况。

固结波速是激发应力波通过钢筋—混凝土体系时的波速。其数值既不是钢筋的纵波波速，也不是混凝土的纵波波速。而是介于钢筋与混凝土波速之间、随混凝土龄期强度增长呈负指数规律变化的一种界面波的波速，其数学表达式为：

c_c＝c₀+ae^-f/b，式中，c_c为固结波速(m/s)，f为混凝土的抗压强度(Mp)，c₀为与混凝土达最终强度时的波速有关的常量(m/s)；a为与混凝土和钢筋的波速有关的系数、b为与混凝土的材质及配合比有关的系数，可由实验测定。固结波速的变化源于不同龄期混凝土对钢筋的粘结约束(即粘结强度)作用，是混凝土早龄期强度的质的反映，与混凝土早龄期强度有显箸的相关性。作为混凝土早龄期强度无损检测的物理量，具有测定方便易行，可连续、实时监测的特点。

本发明的有益效果是：可方便快捷地现场无损检测混凝土的早龄期强度，并可对混凝土强度的增长发育过程进行实时监控。

附图说明

图1为固结波速对测法系统框图。

图2为固结波速端测法系统框图。

图中1.钢筋测杆，2.混凝土试件或结构体，3.自激式加速度传感器，4.加速度传感器，5.电荷放大器，6.高速数据采集仪，7.计算机，8.超声仪。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

实施方式1：图1中的对测式固结波速测试系统，适用于钢筋测杆两端出露的情况，。将自激式加速度传感器(3)和加速度传感器(4)置于埋入浇注混凝土构件的钢筋测杆(1)的两端，与电荷放大器(5)和高速数据采集仪(6)构成测试系统。计算机(7)用于上述测试系统的数据处理。拉动自激式加速度传感器(3)的激发杆，给钢筋测杆(1)一个冲击激发信号，由此产生的激发应力波在钢筋—混凝土体系中传播，加速度传感器(3)和(4)同时采集激发应力波首波和抵达钢筋测杆另一端的应力波信号，经系统放大并记录应力波在钢筋测杆-混凝土体系中传播的时间间隔，并由计算机计算固结波速。对照事先测定的同一配比混凝土的测强曲线，得出测试当时混凝土的龄期强度。

实施方式2：图2中的端测式固结波速测试系统，适用于钢筋测杆一端出露的情况。如钢筋混凝土锚固件及大体积混凝土的分层浇注等。在钢筋测杆(1)的出露端安设自激式加速度传感器(3)，与超声仪(8)和计算机(7)构成测试系统。拉动自激式加速度传感器(3)的激发杆，给钢筋—混凝土体系一冲击激发信号后，自激式加速度传感器(3)同时记录激发应力波首波和经由钢筋测杆另一端反射的应力波信号，经计算机(7)滤波处理后，识别激发应力波在钢筋测杆(1)中往返的时间间隔，并计算固结波速。用实施例1同样的方法得出测试当时混凝土的龄期强度。

上述两种方法中的测试系统可以互换，都可以在同一测点，间隔一定时间，定时、连续测定混凝土的早龄期强度，实现混凝土强度增长发育过程的实时监控。

各种标号的混凝土早龄期强度固结波速法无损检测的测强曲线，可用实施方式1的方法，事先在实验室按JGJ55-81《普通混凝土配合比设计规定》的配比进行设计，在GBJ107-87《混凝土强度检验与评定标准》规定的条件下测定。