混凝土波速與強度的對比分析

王媛媛

摘要：在基樁檢測工作中，混凝土平均波速是評價樁身混凝土質量的一個重要指標，波速與樁身混凝土強度在整體趨勢上是正相關關系，即強度高波速就高。另外，波速還與混凝土的骨料品種、粒徑級配、密度、水灰比等多種因素有關。因此，若能找出波速與混凝土強度之間的內在關系，那將對樁身混凝土質量評價具有十分重要的意義。

關鍵詞：基樁檢測;平均波速;對比試驗

1試驗概況

用碎石骨料分別按不同的混凝土強度等級（C15、C20、C30）制作試件和試塊。試件為200mm×200mm×2000mm，碎石骨料每個強度等級10根。試塊為150mm×150mm×150mm，每種骨料和所對應的每個強度等級均為7組。采用礦渣水泥，試件和試塊的自然養(yǎng)護條件相同，同時每個強度等級留1組試塊進行標養(yǎng)。

對每種試件分別在3天、5天、7天、14天、28天、60天進行了波速測試和超聲波測試，在170天進行了波速測試;對試塊也分別在3天、5天、7天、14天、28天、60天進行了超聲波測試和抗壓強度測試，在170天時，對試件進行了鉆孔取芯，芯樣尺寸為直徑100mm，高度100mm，并進行了抗壓強度試驗。

2測試方法

試件的波速測試采用在基樁檢測工作中經常應用的反射波法，試件和試塊的超聲波速測試采用透射法，試塊的抗壓強度試驗是在2000KN萬能實驗機上完成的。

3試驗結果

碎石混凝土芯樣強度與試件的平均波速對比結果見表1;試塊強度與試件的平均波速、平均聲速對比結果見表2。根據表1可以劃出混凝土強度與波速的散點關系圖。試驗結果的統(tǒng)計分析方法：

1）表1中的平均強度值是在自然養(yǎng)護條件下170天時每個試件所對應的1組芯樣的強度平均值;

2）表2中的強度值為相應齡期的試塊強度平均值;

3）表2中的平均波速值和平均聲速值為相應齡期、相同骨料、相同混凝土強度等級的10個試件的波速和聲速的平均值。

4對比分析

1）聲速比波速要大10%左右;

2）3天自然養(yǎng)護強度分別占28天自然養(yǎng)護強度的26%～34%和28天標養(yǎng)強度的21%～25%;7天強度占28天強度的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天時同骨料同強度等級的試件波速基本相同，但芯樣強度差異較大，最大的強度值比最小的強度值要大1倍;

5）試塊和芯樣的強度有較大的離散性;

6）對碎石混凝土的強度和波速分別進行了統(tǒng)計分析，得出統(tǒng)計方程如下：

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

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

式中：fc為混凝土抗壓強度，

cm為混凝土平均波速。

從相關系數(shù)來看，波速和混凝土強度之間的相關性較好。

5結論

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

2）波速與混凝土強度在整體趨勢上是正相關的，既強度高波速也高，但有一定的離散性;

3）超聲波波速要大于彈性波速;

4）強度與波速關系的統(tǒng)計公式的適用性還有待進一步研究，即直接用波速值確定混凝土強度值還不成熟。

參考文獻：

[1]趙燕茹，范曉奇，不同凍融介質作用下混凝土力學性能衰減模型[J].復合材料學報.2017（02）.

（作者單位：遼寧省建設科學研究院有限責任公司）