一種基于材料電磁性能的混凝土強度檢測方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明屬于混凝±建筑材料檢測技術(shù)領(lǐng)域，設(shè)及一種混凝±材料強度檢測方法， 更具體的來說，是設(shè)及一種基于材料電磁性能的混凝±強度檢測方法。
[0002] 本發(fā)明的方法主要應(yīng)用于混凝±結(jié)構(gòu)工程檢測領(lǐng)域，如混凝±攬拌站，建筑施工 現(xiàn)場和其它試驗場所對混凝±強度的檢測鑒定。
【背景技術(shù)】
[0003] 混凝±強度指混凝±誘筑養(yǎng)護之后的實際強度，強度是混凝±材料性能的重要指 標(biāo)，是鋼筋混凝±工程結(jié)構(gòu)設(shè)計的基本參數(shù)，混凝±結(jié)構(gòu)設(shè)計是基于《混凝±結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī) 范》提供的混凝±設(shè)計強度數(shù)據(jù)結(jié)合荷載情況進行構(gòu)件的抗彎、抗剪設(shè)計驗算。在實際工程 中，混凝±強度影響到拆模的時間，是影響混凝±結(jié)構(gòu)安全和混凝±結(jié)構(gòu)設(shè)計施工的重要 因素之一。對混凝±強度進行檢測不僅關(guān)系到工程施工進程和工程施工安全，也是解決工 程質(zhì)量爭議的重要數(shù)據(jù)。
[0004] 目前對混凝±強度的檢測方法主要包括標(biāo)準養(yǎng)護法、同條件養(yǎng)護法、非破損方法 和微破損方法等。
[0005] 標(biāo)準養(yǎng)護法是指按照規(guī)范要求制作標(biāo)準試件，在標(biāo)準養(yǎng)護條件下養(yǎng)護28天，然后 試壓試件，按質(zhì)量檢驗評定標(biāo)準來判定運批試件所代表的批量混凝±強度是否達到了 "合 格"的要求。因為標(biāo)準養(yǎng)護試件強度和實際結(jié)構(gòu)構(gòu)件的尺寸、誘筑方式、養(yǎng)護條件等存在明 顯差異，所W，標(biāo)準養(yǎng)護試件強度和結(jié)構(gòu)構(gòu)件實際的混凝±強度是有區(qū)別的，標(biāo)準養(yǎng)護法不 能代表實際構(gòu)件混凝上強度。
[0006] 同條件養(yǎng)護法是在施工現(xiàn)場抽取混凝±樣品并按照規(guī)定制作標(biāo)準試件，將試件放 在與實際結(jié)構(gòu)構(gòu)件相同的條件下養(yǎng)護28天，用標(biāo)準實驗方法測定混凝±強度。同條件養(yǎng)護 法的養(yǎng)護條件與實際結(jié)構(gòu)基本相同，但在尺寸和誘筑方式方面仍存在差別，仍不能等同于 構(gòu)件混凝±的實際強度。
[0007] 非破損方法主要有回彈法、超聲法、超聲回彈綜合法等。其方法主要是通過測定混 凝±的表面硬度或混凝±內(nèi)聲速來推定混凝±強度，非破損方法操作簡單易于推廣，且對 混凝±實體無損傷，但存在較大誤差（回彈法誤差約為17%，超聲回彈綜合法的誤差約為 15%)
[000引微破損方法主要有拔出法、鉆忍取樣法等。拔出法是通過拔出試驗利用混凝±的 抗拉強度推定混凝±的抗壓強度，其精度比回彈法和超聲回彈綜合法要高，但也存在一定 誤差（約為12%)，鉆忍取樣法是在混凝±構(gòu)件上用特制的取忍設(shè)備鉆取混凝±忍樣，按照 規(guī)定的方法進行抗壓強度試驗直接測定混凝±的強度，用鉆忍取樣法測定的強度目前被公 認為最接近結(jié)構(gòu)構(gòu)件混凝±的實際強度，但鉆忍取樣造成結(jié)構(gòu)一定程度的破損，尤其是在 結(jié)構(gòu)受力較大的關(guān)鍵部位不宜采用此法測定混凝±強度，其使用受到限制，不能大面積應(yīng) 用。鉆忍取樣法需要鉆取混凝±忍樣，工作效率低，不宜大量檢測混凝±強度。
[0009]由上可見，現(xiàn)有技術(shù)中混凝±強度檢測所使用的方法都不能真實的反映混凝±實 際強度，且可能會對混凝±實體結(jié)構(gòu)造成破損。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010] 本發(fā)明的目的是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題和不足，提供一種基于材料電 磁性能的混凝±強度檢測方法，W準確的獲得混凝±強度。
[0011] 為達到上述目的，本發(fā)明采用下述的技術(shù)方案來實現(xiàn)。
[0012] -種基于材料電磁性能的混凝±強度檢測方法，包括如下步驟：
[0013] (1)將待測的混凝±按配合比設(shè)計進行下料攬拌或在施工現(xiàn)場抽取混凝±樣品， 制作成具有長度L、寬度B和高度h的平板式六面體混凝±試件，采用與實際結(jié)構(gòu)相同的條件 養(yǎng)護28天；
[0014] (2)取出步驟（1)養(yǎng)護好的混凝±試件，采用探地雷達對混凝±試件進行至少兩次 雷達檢測，所述雷達檢測的方法為反射法；
[0015] (3)反射法檢測時，在混凝±試件底部放置一塊面積大于混凝±試件的底面積金 屬平板，由探地雷達電磁波發(fā)射裝置向混凝±試件發(fā)射電磁波，電磁波進入混凝±試件內(nèi) 部，電磁波傳播到達混凝±試件底部時遇到金屬平板表面，電磁波在金屬平板表面發(fā)生全 反射，由探地雷達電磁波接收裝置接收反射回波，并將混凝±試件雷達檢測數(shù)據(jù)進行記錄 和存儲；
[0016] (4)采用探地雷達數(shù)據(jù)分析軟件打開步驟(3)記錄存儲的混凝±試件雷達檢測數(shù) 據(jù)，在分析軟件中讀出電磁波在混凝±試件中的雙程傳播時間t;
[0017] (5)將電磁波在混凝±試件中的雙程傳播時間t代入W下計算公式
[001 引 h = vXt/2 (1)
[0019] 式中，t是電磁波在混凝±試件中的雙程傳播時間，單位為ns，h為混凝±試件的高 度，單位為m，v是電磁波在混凝±中的傳播速度，通過式（1)計算得到電磁波在混凝±中的 傳播速度V;
[0020] (6)將電磁波在混凝±中的傳播速度V代入W下計算公式
(2)
[0022] 式中，C為電磁波在真空中的傳播速度，C = 0.3m/ns，Er為混凝±材料的相對介電 常數(shù);通過式(2)計算得到混凝±材料的相對介電常數(shù)Er;
[0023] (7)將讀出電磁波在混凝±試件中的雙程傳播時間t按式（1)和式(2)計算出每次 檢測的混凝±材料相對介電常數(shù)，取多次檢測計算結(jié)果的平均值，得到多次檢測混凝±材 料相對介電常數(shù)的平均值；
[0024] (8)由步驟(7)計算得到的混凝±材料相對介電常數(shù)平均值，代入實驗建立的相對 介電常數(shù)與混凝±強度的相關(guān)關(guān)系曲線模型，得到混凝±強度。
[0025] 上述所述的雷達檢測方法還包括透射法。
[0026] 上述所述的混凝±試件的長度L為探地雷達電磁波發(fā)射和接收裝置長度的2~3 倍;寬度B為不小于探地雷達電磁波發(fā)射和接收裝置寬度;高度h為不大于探地雷達的有效 檢測深度h/。
[0027] 上述所述的六面體混凝±試件為長方體或正方體。
[0028] 上述所述的金屬平板為鋼板或鐵板。
[0029] 本發(fā)明的混凝±材料強度檢測方法，考慮到試件邊界對電磁波檢測的影響，設(shè)計 的混凝±試件長度是探地雷達電磁波發(fā)射和接收裝置長度的2~3倍，設(shè)計的混凝±試件尺 寸寬度不小于探地雷達電磁波發(fā)射和接收裝置寬度。考慮到電磁波的衰減和探地雷達的有 效檢測深度，設(shè)計的混凝±試件高度h不大于探地雷達的有效檢測深度
[0030] 本發(fā)明的混凝±材料強度檢測方法，所述的混凝±試件底部的金屬平板為鋼板或 鐵板等金屬材料制成，具有一定的剛度，在混凝±試件和探地雷達重量作用下，不會發(fā)生豎 向變形。金屬平板放置在地面或桌面等平面，金屬平板有連續(xù)的支承條件，金屬平板不會與 混凝±底面脫離。
[0031] 本發(fā)明的工作原理是:將待測的混凝±按配合比設(shè)計進行下料攬拌誘筑成型或在 施工現(xiàn)場抽取混凝±樣品，制作成等厚度的平板式試件，采用與實際結(jié)構(gòu)相同的條件養(yǎng)護 28天。由于測試試件和實際結(jié)構(gòu)的混凝±采用相同的配合比設(shè)計和相同的養(yǎng)護條件，故兩 者具有相同的電磁性能。采用探地雷達對混凝±試件進行雷達檢測，按照反射法或透射法 進行混凝±試件的檢測，進行多次檢測獲得混凝±試件的相對介電常數(shù)平均值。在一定的 混凝±誘筑單位體積用水量條件下，混凝±材料相對介電常數(shù)與混凝±材料強度之間存在 相關(guān)關(guān)系，通過實驗建立混凝±相對介電常數(shù)和混凝±強度的相關(guān)關(guān)系曲線模型，由被測 試件的相對介電常數(shù)代入實驗建立的混凝±相對介電常數(shù)和混凝±強度的相關(guān)關(guān)系曲線 模型得到混凝上強度。
[0032] 本發(fā)明的特點是：（1)采用