[发明专利]一种微破损现场检测混凝土结构抗压强度的测试方法

说明书

本发明公开了一种微破损现场检测混凝土结构抗压强度的测试方法。利用分形维数‑抗压强度回归关系式来推测新建以及现有混凝土的抗压强度。即基于Menger海绵体构造分形模型关系式结合压汞测孔法满足Washburn方程得到分形维数关系式，将孔隙结构的MIP水银侵入孔隙度数据直接引入分形维数关系式中，计算孔隙的分形维数，定量地表征混凝土孔隙结构的复杂性和不规则性，根据分形维数‑抗压强度回归关系式由分形来推测混凝土抗压强度。本发明的有益效果是大大减少因检测损坏结构或构件造成的修补，并且计算结果较准确。

技术领域

本发明属于混凝土技术领域，涉及微破损现场检测混凝土结构抗压强度的测试方法。

背景技术

混凝土强度是评定建筑工程质量的基本依据。新建混凝土结构以及现有混凝土结构在遇到一些特殊情况时(对试块抗压强度的测试结果有怀疑时、因材料、施工或养护不良而发生混凝土质量问题时、混凝土遭受冻害、火灾、化学侵蚀或其他损害时需要检测多年使用的建筑结构或建筑物中混凝土强度时)，就要直接对构件本身进行质量检测和评定，考虑到上述目的，评价方法应该是非破坏性或微破坏性的。目前已经提出了各种方法，然而大量的检测实践表明，混凝土强度值随着原材料、养护方法、龄期、标号、干湿状态的变化，都有可能变化，现有的无损或微损评估方法都只给我们提供了定性的信息，无法或不可靠地估计质量传递能力和混凝土构件的劣化率。

对于混凝土这种非均质、多相、多层次的复杂结构材料体系，其宏观堆聚、微观多孔等结构特征与其力学行为和耐久性有着密切的联系，宏观强度的特征正是微观孔隙结构复杂性的反映。但是由于混凝土孔隙结构的复杂性和不规则性，用常规的方法难以定量地描述混凝土的孔隙尺寸分布。研究发现，混凝土的孔隙结构在孔隙表面积、孔隙体积、孔隙形状等方面都可以看作是一个分形对象，即可以用分形理论来描述混凝土孔结构的复杂性。

分形几何学就是研究一些具有自相似性的不规则曲线或位形(描述自然界的不规则以及杂乱无章的现象和行为)。分形维数则是描述分形对象不可约性程度的定量参数。

发明内容

本发明的目的在于提供一种微破损现场检测混凝土结构抗压强度的测试方法。本发明所采用的技术方案是利用分形维数-抗压强度回归关系式来推测新建以及现有混凝土的抗压强度。即基于Menger海绵体构造分形模型关系式结合压汞测孔法满足Washburn方程得到分形维数关系式，将孔隙结构的MIP水银侵入孔隙度数据直接引入分形维数关系式中，计算孔隙的分形维数，定量地表征混凝土孔隙结构的复杂性和不规则性，根据分形维数-抗压强度回归关系式由分形来推测混凝土抗压强度。

进一步，基于Menger海绵体构造分形模型关系式：

log[-dV_p/dr]～(2-D)logr (1)

其中：

V_p–P作用下汞的累计入侵体积

r-混凝土试块孔隙半径

D-分形维数

所述压汞测孔法满足Washburn方程：

其中：

T-水银表面张力

θ-水银与固体接触角

P-汞入侵时施加的压力

所述分形维数关系式：

log[-dV_p/dP]～(D-4)log(P) (3)

孔隙体积分形维数D可根据公式(3)确定；

所述根据分形维数-抗压强度回归关系式