[发明专利]一种基于混凝土强度监测装置的混凝土强度监测方法

说明书

本发明公开了一种基于混凝土强度监测装置的混凝土强度监测方法。所述装置及方法通过在侵蚀混凝土内部埋入压电智能骨料来监测未遭受侵蚀时混凝土的初始波速以及不同侵蚀龄期下不同深度范围内的混凝土波速，不需要进行凿取混凝土试样等破坏过程，并且压电智能骨料本身强度足够与混凝土很好的兼容，因此不会对混凝土结构性能产生影响，从而能够实现侵蚀混凝土强度的无损监测；本发明提供的监测方法，可以实时无损监测混凝土波速，通过监测侵蚀混凝土不同深度处的波速，并构建波速‑动弹性模量‑强度的关系，可以直接获得符合工程实际的侵蚀混凝土结构的抗压强度情况，进而以混凝土强度为主要指标对混凝土结构进行健康监测和安全评定。

技术领域

本发明涉及硫酸盐侵蚀环境下混凝土结构的健康监测技术领域，特别是涉及一种基于混凝土强度监测装置的混凝土强度监测方法。

背景技术

目前硫酸盐侵蚀混凝土的劣化程度一般由膨胀率、质量损失率、动弹性模量、抗压强度、抗拉强度以及抗折强度等宏观测试指标来判定，以上由标准试验得到的指标虽然可用于对比不同混凝土抗硫酸盐侵蚀能力的大小，但是不能应用于工程实际环境中硫酸盐侵蚀混凝土的安全评估中。因为混凝土膨胀率、质量损失、动弹性模量、抗压强度、抗折强度以及抗拉强度这些指标的测定是在实验室环境下针对具体的混凝土试样进行，依据普通混凝土长期性能和耐久性试验方法标准和普通混凝土力学性能试验方法，这些混凝土试样基本尺寸是100mm的立方体、150mm*150mm*300mm的棱柱体或100mm*100mm*400mm棱柱体等。而对于实际工程应用环境中，并没有现行规范明确如何对具体的工程结构，比如滨海环境下遭受硫酸盐侵蚀的混凝土桥墩处混凝土的膨胀率、动弹性模量、质量损失等指标进行测定，也没有现有技术手段能够获得符合工程实际的上述参数指标。除此之外，如果实际环境中的混凝土的强度需要取样测量，那么则会对实际工程结构造成无法弥补的破坏，对工程结构产生危害。并且硫酸盐侵蚀混凝土有着不均匀性质，从外到内，侵蚀破坏逐渐减弱，这个特点也增加了取样的难度和安全评定的难度。因此，如何提供一种对实际工程结构不造成损伤、且能准确测定工程实际环境中硫酸盐侵蚀混凝土强度的技术方案，是本领域亟需解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种混凝土强度监测装置及监测方法，能够实现工程实际环境中受硫酸盐侵蚀的混凝土抗压强度的高精度、无损监测。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种混凝土强度监测装置，所述混凝土强度监测装置包括：成对布置在侵蚀混凝土内部的至少两列压电智能骨料；两列压电智能骨料平行正对布置；所述压电智能骨料的直径为25mm；两列压电智能骨料中至少包括三对压电智能骨料，分别为第一对压电智能骨料、第二对压电智能骨料及第三对压电智能骨料；所述第一对压电智能骨料布置在侵蚀混凝土内部0-25mm深度处，用于监测侵蚀混凝土内部0-25mm深度范围内的混凝土波速；所述第二对压电智能骨料布置在侵蚀混凝土内部25-50mm深度处，用于监测侵蚀混凝土内部25-50mm深度范围内的混凝土波速；所述第三对压电智能骨料布置在侵蚀混凝土内部50-75mm深度处，用于监测侵蚀混凝土内部50-75mm深度范围内的混凝土波速。

可选的，所述两列压电智能骨料之间的距离为100mm。

可选的，所述压电智能骨料由一块压电片和两块圆柱体形的大理石封装而成；相邻两个压电智能骨料的圆柱体位置相切。

本发明还提供一种基于混凝土强度监测装置的混凝土强度监测方法，所述监测方法包括：

采用动弹性模量测定仪器测定未遭受侵蚀时混凝土的初始动弹性模量；

采用侵蚀混凝土内部布置的压电智能骨料监测未遭受侵蚀时混凝土的初始波速以及不同侵蚀龄期下不同深度范围内的混凝土波速；

根据所述初始波速、所述不同侵蚀龄期下不同深度范围内的混凝土波速以及所述初始动弹性模量确定侵蚀混凝土在不同侵蚀龄期下不同深度处的动弹性模量；