[发明专利]一种混凝土强度的无损检测方法及装置

说明书

本发明公开了一种混凝土强度的无损检测方法，还公开了一种混凝土强度的无损检测装置，装置包括加速传感器、波速传感器、压力采集器和存储装置。

技术领域

本发明涉及铁道路基检测技术领域，具体涉及一种混凝土强度的无损检测方法。

背景技术

混凝土凭借抗压强度高、取材广泛，并且耐火性好、不易风化、养护费用低等优点，成为了当今水利工程中使用最广泛的建筑材料之一。混凝土是由水泥、砂浆、骨料及水，按一定的配合比复合而成的一种复合材料，组分复杂，所以在其成型过程中，会在骨料周围及水泥浆体内部形成微裂纹、微空洞等初始缺陷。

抗压强度是混凝土最为重要的指标，在混凝土结构工程中，现有的混凝土强度检测是通过混凝土试件抗压强度试验的结果进行检验评定，抗压试验是破坏性试验，且只能采用同期养护试块或结构取芯，无法在实体上直接操作。现行规程对混凝土强度无损检测数据处理提供的是线性和非线性拟合(f^c_cu＝AR^B)的方法。但回弹值与混凝土强度间并非真的具有如此明确的数学关系，这仅是一种建立在大量试验基础上的经验公式，该方法的可靠性有待商榷，已不适于现代化高准确率及原位检测的要求。

发明内容

为实现对混凝土的整体强度的原位质量进行评价，本发明提供了一种混凝土强度原位的无损检测方法。可高效快速地获取混凝土内部结构的整体强度情况。

为了实现本发明的目的，本发明采用的技术方案是：

一种混凝土强度的无损检测方法，包括以下步骤：

S1、根据待测区域骨料特性，使用相同或相似来源的原料配比规则制备不同强度等级专用试块，设置可调整的强度级差，在试块上中心点布置测点，将加速度传感器设置于测点上，沿测点用激振锤进行逐点敲击测试数据，通过采集终端接收逐点敲击产生的冲击弹性波信号并进行存储；

S2、根据次冲击弹性波信号的频谱解析、相关分析、时程差等方法计算冲击弹性波在专用试块中的传播的速度；

S3、通过抗压实验获取试块测点的抗压强度，利用冲击弹性波的波速与试块测点的抗压强度，结合龄期曲线和强度等级曲线综合建立预测模型；

S4、将加速度传感器设置在待测混凝土的测点上，用激振锤在测点周围进行敲击，接收敲击产生的冲击弹性波信号；

S5、利用频谱解析、传播时程差、相关分析提取待测混凝土中冲击弹性波的波速，将波速代入建立的预测模型中计算出待测混凝土的抗压强度。

本发明先制备相同原料不同龄期与强度的混凝土标样，取多个测点样本，采用数学建模的方法建立冲击弹性波的波速与抗压强度的关系模型，将待测样本的波速数据代入模型即可准确快速地直接得出待测点的抗压强度，准确率达95％以上，运算速率更高，可在1s左右在提前设置好的测区全部计算出结果，且信号易于辨识、噪声低、准确率高；

同时，根据待测区域骨料特性，使用相同或相似来源的原料配比规则制备不同强度等级专用试块若干(以及在同等强度下不同龄期进行试验)，强度级差一般设为5Mpa，也可根据测试要求进行调整，在试块上中心点布置测点，将加速度传感器设置于测点上，沿测点周围用激振锤进行逐敲击8个测试数据，每个敲击点距离测点距离为2.5-3cm，通过采集终端进行冲击弹性波信号存储。。

在进一步的技术方案中，所述相同原料配比规则包括：

按照待测混凝土相同原料通过调整配比，按龄期和不同强度等级进行取样，每个龄期不少于3个试块，每个试块的测点数据不少于10个。

本技术方案中，不同强度标样的制备按3天、7天、15天和28天的龄期进行取样，每个龄期不少于3个试块，每个试块的测点数据不少于10个，保证了样本的多样性，确保预测模型的准确率。