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超声检测混凝土强度的主要影响因素 

发布时间:2019/11/23
超声检测混凝土强度的主要影响因素

超声检测混凝土强度的主要影响因素
超声法检测混凝土强度,主要是通过测量在测距内超声传播的平均声速来推定混凝土的强度。可见,"测强"精度高低与超声声速读取值的准确与否是密切相关的,换句话说,正确运用超声声速推定混凝土强度和评价混凝土质量,从事检测工作的技术人员必须熟悉影响声速测量的因素,在检测中自觉地排除这些影响。
横向尺寸效应
关于试件横向尺寸的影响,在测量声速时必须注意。通常,纵波速度是指在无限大介质中测得,随着试件横向尺寸减小,纵波速度可能向杆、板的声速或表面波速度转变,即声速比无限大介质中纵波声速为小。当横向最小尺寸 d≥2λ(λ为波长)时,传播速度与大块体中纵波速度值相当。当λ<d<2λ时,可使传播速度降低 2.5%~3% 当 0.2<λd<λ时,传播速度变化较大,约降低 6%~7%,在这个区间里测量时,估计强度的误差可能达 30%~40%,这是不允许的。
温度和湿度的影响
混凝土处于环境温度为 5℃~30℃情况下,因温度升高引起的速度减小值不大;当环境在 40℃~60℃范围内,脉冲速度值约降低 5%,这可能是由于混凝土内部的微裂缝增多所致。温度在 0℃以下时,由于混凝土中的自由水结冰,使脉冲速度增加(自由水的 V=1.45 ㎞/s,冰的 V=3.50km/s)。混凝土的抗压强度随其含水率的增加而降低,而超声波传播速度 v 随孔隙被水填满面逐渐增高。饱水混凝土的含水率增高 4%,传播速度 V 相应增大 6%.速度的变化特性取决于混凝土的结构,随着混凝土孔隙率的增大,干混凝土中超声波传播速度的差异也增大。水中养护的混凝土具有较高的水化度并形成大量的水化产物,超声波传播速度对此产物的反映大于空气中硬化的混凝土;水中养护的混凝土,水分渗透并填充了混凝土的孔隙,由于超声在水里传播速度为 1.45km/s,在空气中仅 0.34km/s,因此,水中养护的混凝土具有比在空气中养护的混凝土大得多的超声波传播速度,甚至掩盖了随着混凝土强度增长而提高的声速的影响。
构混凝土中钢筋的影响
钢筋中超声传播速度比普通混凝土的高 1.2~1.9 倍。因此测量钢筋混凝土的声速,在超声波通过的路径上存在钢筋,测读的"声时"可能是部分或全部通过钢筋的传播"声时",使混凝土声速计算偏高,这在推算混凝土的实际强度时可能出现较大的偏差。钢筋的影响分两种情况:一是钢筋配置的轴向垂直于超声传播方向;二是钢筋轴向平等于超声传播的方向。对第一种情况央一般配筋的钢筋混凝土构件中,钢筋断面所占整个声通路径的比例较小,所以影响较小(对于高标号混凝土影响更小)。钢筋轴向平行超声传播的方向,在作超声"声时"测量时,可能影响较大,应设法加以避免或修正。
粗骨料品种、粒径和含量的影响
粗骨料品种、每立方米混凝土中骨料用量的变化、颗粒组成的改变对混凝土强度的影响要比水灰比、水泥用量及标号的影响小得多,但是,粗骨料的数量、及颗粒组成对超声波传播速度的影响却十分显著,甚至稍微增加一些碎石的用量或采用较高弹性模量的骨料,敏感性最强的是超声脉冲的声速。比较水泥石、砂浆和混凝土三种试体的超声检测,在强度值相同的情况下,混凝土的超声脉冲声速最高,砂浆次之,水泥石最低。差异的原因主要是超声脉冲在骨料中传播的速度比混凝土中传播速度快。声通路上粗骨料多,声速则高;反之,通路上粗骨料少,声速则低。

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