掺废渣混凝土抗冻融性能的超声检测.pdf
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1、试验研究 掺废渣混凝土抗冻融性能的超声检测 刘斯凤 (三峡大学 土木工程学院,湖北宜昌 443002) 摘 要:用超声波法检测了掺废渣混凝土在水溶液、3. 5 %氯化钠溶液以及3. 5 %氯化钠与 510 %硫酸钠复合溶液中冻融前后的声速变化。结果表明,生态混凝土在氯化钠溶液中冻融循环 的质量损失比水和复合溶液中冻融循环的质量损失大,氯化钠溶液对生态混凝土冻融循环产生的 剥蚀是不能忽略的;声速变化比质量损失变化明显,说明超声波法是一种检测混凝土冻融损伤的 简单可靠的方法。 关键词:超声检验;混凝土;损伤;声速 中图分类号:TG115. 28 文献标识码:A 文章编号:100026656(200
2、3)1120571204 ULTRASONIC TESTING FOR THE FREEZING2THAWING RESISTANCE OF THE CONCRETE WITH WASTE SLAG LIU Si2feng (Civil Engineering Institute , Three G orges University , Yichang Hubei 443002 , China) Abstract : The sound velocity of the concrete with waste slag was tested before and after freezing a
3、nd thawing in water , 3. 5 % NaCl and 3. 5 % NaCl + 5. 0 Na2SO4solutions. Results showed that the quality loss of the concrete freezed and thawed in 3. 5 % NaCl solution was more than that in water and 3. 5 % NaCl + 5. 0 % Na2SO4solution , and the surface scaling of the concrete resulted by 3. 5 % N
4、aCl should not be neglected. The variation of sound velocity was more obvious than quality loss. It was concluded that ultrasonic technology was simple and reliable for testing the damage of freezed and thawed concrete. Keywords :Ultrasonic testing; Concrete; Damage; Sound velocity 水工混凝土建筑物经常受到冻融剥蚀破
5、坏的作 用,因而其混凝土结构的抗冻性是需检测的主要指 标。通常,混凝土的抗冻性以试件冻融前后的相对 动弹性模量表示。以往测试混凝土试件在冻融循环 过程中动弹性模量的方法主要为共振法和敲击法, 但对于加载试件或混凝土结构而言,共振法就显得 无能为力1。声波检测技术是以弹性波在混凝土 等介质中的传播理论为基础,利用频率较高的声波 或超声波作为信息载体,由一个换能器向被检物体 中发射一定频率的声波或超声波,当声波穿过被检 物体到达另一个换能器时被其接收,并将波形及到 达时间显示出来2。 收稿日期:2003209208 基金项目:三峡大学青年科学基金资助项目( KJAO261) 声波在被测物体中的传播
6、速度和幅值衰减情况 等与混凝土的力学性能有着十分密切的关系。混凝 土在外界作用下的损伤程度、 孔隙率及各种不连续 结构界面等均明显改变声波的传播行程,减低波速, 同时消能减幅,所以声波的传播特征反映混凝土的 状态,这是应用声波检测、 评价混凝土质量及完整性 程度的依据3 ,4。 作者采用超声检测技术测试了大掺量废渣混凝 土在不同腐蚀溶液中的质量损失及声速变化,同时 进行质量损失率测试,结果表明,混凝土的抗冻性能 完全可用超声方法检测,且测试结果准确、 可靠。 1 原材料及试验方法 1. 1 原材料 水泥为南京江南水泥厂生产的金宁羊牌42. 5P 175 第25卷第11期 2003年11月 无损
7、检测 NDT Vol. 25No. 11 Nov .2 0 0 3 1995-2004 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved. 标准分享网 w w w .b z f x w .c o m 型波特兰水泥;粉煤灰和矿粉均由江南水泥厂粉 磨公司提供;砂子采用中砂,细度模数为2. 5 ,表观 密度为2 630kg/ m3;石子为玄武岩碎石,510mm 连续级配,表观密度为2 750kg/ m3;江苏省建科院 生产的JM2B减水剂,减水率 20 %。水泥和外掺 料的化学成分见表1 ,其它指标见表2。 表1 水泥和外掺料的
8、化学成分 材料 化学成分含量/ % SiO2Al2O3CaOFe2O3MgOSO3 水泥22. 065. 1365. 375. 361. 062. 03 粉煤灰( 级)54. 70 24. 728. 706. 901. 131. 50 矿粉34. 314. 2141. 76. 751. 02 表2 水泥和外掺料的物理性能 材 料 密度 gcm- 3 比表面积 m2kg - 1 筛余/ % 80m45m 需水比 % 水泥3. 103560. 6100 粉煤灰( 级)2. 333601. 893 矿粉2. 864971. 499 1. 2 配合比 设计了C30 ,C50 ,C70三个强度等级的混凝
9、土 基准配合比,对应的水胶比分别为0. 51 ,0. 36和 0130 ,砂率为38 % ,然后在保持其它指标不变的情 况下,用废渣等量取代水泥。粉煤灰或矿粉单独取 代水泥时,其取代量分为30 % ,50 %和70 %;粉煤灰 和矿粉复掺时取代量为50 % ,其中粉煤灰掺量为 30 % ,具体配合比见表3。 1. 3 试验方法 混凝土抗冻试验设备采用TDRI全自动混凝土 快速冻融机,试件尺寸为40mm40mm160mm , 表3 混凝土配合比 水胶 比 水泥取代量/ % 粉煤灰矿粉 水胶 比 水泥取代量/ % 粉煤灰矿粉 水胶 比 水泥取代量/ % 粉煤灰矿粉 0. 51 0 30 50 70
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