混凝土波速與強(qiáng)度的對(duì)比分析

王媛媛

摘要：在基樁檢測(cè)工作中，混凝土平均波速是評(píng)價(jià)樁身混凝土質(zhì)量的一個(gè)重要指標(biāo)，波速與樁身混凝土強(qiáng)度在整體趨勢(shì)上是正相關(guān)關(guān)系，即強(qiáng)度高波速就高。另外，波速還與混凝土的骨料品種、粒徑級(jí)配、密度、水灰比等多種因素有關(guān)。因此，若能找出波速與混凝土強(qiáng)度之間的內(nèi)在關(guān)系，那將對(duì)樁身混凝土質(zhì)量評(píng)價(jià)具有十分重要的意義。

關(guān)鍵詞：基樁檢測(cè);平均波速;對(duì)比試驗(yàn)

1試驗(yàn)概況

用碎石骨料分別按不同的混凝土強(qiáng)度等級(jí)（C15、C20、C30）制作試件和試塊。試件為200mm×200mm×2000mm，碎石骨料每個(gè)強(qiáng)度等級(jí)10根。試塊為150mm×150mm×150mm，每種骨料和所對(duì)應(yīng)的每個(gè)強(qiáng)度等級(jí)均為7組。采用礦渣水泥，試件和試塊的自然養(yǎng)護(hù)條件相同，同時(shí)每個(gè)強(qiáng)度等級(jí)留1組試塊進(jìn)行標(biāo)養(yǎng)。

對(duì)每種試件分別在3天、5天、7天、14天、28天、60天進(jìn)行了波速測(cè)試和超聲波測(cè)試，在170天進(jìn)行了波速測(cè)試;對(duì)試塊也分別在3天、5天、7天、14天、28天、60天進(jìn)行了超聲波測(cè)試和抗壓強(qiáng)度測(cè)試，在170天時(shí)，對(duì)試件進(jìn)行了鉆孔取芯，芯樣尺寸為直徑100mm，高度100mm，并進(jìn)行了抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)。

2測(cè)試方法

試件的波速測(cè)試采用在基樁檢測(cè)工作中經(jīng)常應(yīng)用的反射波法，試件和試塊的超聲波速測(cè)試采用透射法，試塊的抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)是在2000KN萬能實(shí)驗(yàn)機(jī)上完成的。

3試驗(yàn)結(jié)果

碎石混凝土芯樣強(qiáng)度與試件的平均波速對(duì)比結(jié)果見表1;試塊強(qiáng)度與試件的平均波速、平均聲速對(duì)比結(jié)果見表2。根據(jù)表1可以劃出混凝土強(qiáng)度與波速的散點(diǎn)關(guān)系圖。試驗(yàn)結(jié)果的統(tǒng)計(jì)分析方法：

1）表1中的平均強(qiáng)度值是在自然養(yǎng)護(hù)條件下170天時(shí)每個(gè)試件所對(duì)應(yīng)的1組芯樣的強(qiáng)度平均值;

2）表2中的強(qiáng)度值為相應(yīng)齡期的試塊強(qiáng)度平均值;

3）表2中的平均波速值和平均聲速值為相應(yīng)齡期、相同骨料、相同混凝土強(qiáng)度等級(jí)的10個(gè)試件的波速和聲速的平均值。

4對(duì)比分析

1）聲速比波速要大10%左右;

2）3天自然養(yǎng)護(hù)強(qiáng)度分別占28天自然養(yǎng)護(hù)強(qiáng)度的26%～34%和28天標(biāo)養(yǎng)強(qiáng)度的21%～25%;7天強(qiáng)度占28天強(qiáng)度的59%～68%;

3）3天波速值占28天波速值的62%～77%;而7天波速值占28天波速值的84%～93%;

4）170天時(shí)同骨料同強(qiáng)度等級(jí)的試件波速基本相同，但芯樣強(qiáng)度差異較大，最大的強(qiáng)度值比最小的強(qiáng)度值要大1倍;

5）試塊和芯樣的強(qiáng)度有較大的離散性;

6）對(duì)碎石混凝土的強(qiáng)度和波速分別進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)分析，得出統(tǒng)計(jì)方程如下：

碎石混凝土的統(tǒng)計(jì)方程為：fc=0.237e1.224Cm相關(guān)系數(shù)R=0.917

碎石混凝土和卵石混凝土共同的統(tǒng)計(jì)方程為：fc=0.270e1.235Cm相關(guān)系數(shù)R=0.879

式中：fc為混凝土抗壓強(qiáng)度，

cm為混凝土平均波速。

從相關(guān)系數(shù)來看，波速和混凝土強(qiáng)度之間的相關(guān)性較好。

5結(jié)論

1）混凝土強(qiáng)度和波速均隨齡期增長(zhǎng)而增大，但7天前混凝土強(qiáng)度增長(zhǎng)幅度要小于波速增長(zhǎng)幅度;7天后則相反;

2）波速與混凝土強(qiáng)度在整體趨勢(shì)上是正相關(guān)的，既強(qiáng)度高波速也高，但有一定的離散性;

3）超聲波波速要大于彈性波速;

4）強(qiáng)度與波速關(guān)系的統(tǒng)計(jì)公式的適用性還有待進(jìn)一步研究，即直接用波速值確定混凝土強(qiáng)度值還不成熟。

參考文獻(xiàn)：

[1]趙燕茹，范曉奇，不同凍融介質(zhì)作用下混凝土力學(xué)性能衰減模型[J].復(fù)合材料學(xué)報(bào).2017（02）.

（作者單位：遼寧省建設(shè)科學(xué)研究院有限責(zé)任公司）