混凝土凝结硬化过程的声波特性研究

发布时间：2021-01-04 02:00

　　混凝土是由水泥或者掺合料与砂子和石子及水（可含外加剂）按一定比例配合经搅拌形成的一种多相复合材料。凝结硬化是混凝土力学性能形成的关键因素,凝结硬化过程的质量控制对建筑物的质量与安全有很大影响。在影响混凝土性能的诸多因素中水灰比是一项比较重要的指标,不仅影响混凝土坍落度,还影响凝结时间。声波检测技术是一种高精度、应用广泛的无损检测技术。考虑凝结硬化过程的声波特性变化,将声波无损检测技术应用到混凝土凝结硬化过程中,建立凝结硬化过程混凝土坍落度、贯入阻力与声波特性之间的关系,本文主要研究内容及结果如下:（1）设计了一种混凝土凝结硬化过程的检测装置,包括模具、激励与接收换能器,利用此装置研究了在不同水灰比条件下混凝土凝结硬化过程中声波特性的变化。结果表明随着时间的增长,纵波波速逐渐增大,在同一时刻,随着水灰比的增大,纵波波速逐渐减小。混凝土主频随时间变化关系曲线呈现出三阶段变化趋势,开始一段时间内主频变化很小,随后随龄期缓慢增加,初凝后其主频增长速度极快,终凝后保持基本不变。（2）通过试验建立了坍落度与纵波波速的关系,可用于声波波速评价混凝土凝结硬化过程中质量的变化。同时利用贯入阻力法对混凝土... 

【文章来源】：湘潭大学湖南省

【文章页数】：81 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

试验装置图：（a）弯曲元件；（b）弯曲元件图片；（c）剪切波换能器设置；（d）P波换能器设置

透射法用发射换能器发射超声波信号,让超声波穿过混凝土,然后在另收换能器接收,被接收到的超声波转化为电信号后再经超声波仪放大,仪接收超声信号的声学参数[14]。透射法典型的试验装置如图 1-2 所示，德国斯图加特大学的 Reinhardt 设计[15]。在此基础上，国内外学者对其的研究[16-18]，这些研究为利用超声波检测混凝土凝结硬化过程的质量奠。张文华[19]利用自己改进的试验装置，测量了不同养护条件下超高性的声波特性，试验结果表明超声波波速与时间关系呈现“S”型曲线，分为三个阶段，并研究了不同水胶比，硅灰、粉煤灰、矿渣含量等对超的影响。王鹏飞[20]分别用 0.5MHz，1.25MHz，2.5MHz，5MHz 的换能比为 0.30，0.32，0.35 的水泥净浆进行监测，得出了不同频率下纵波波的变化规律。目前国内在透射法的研究使用的频率大多数在 20 和 50变化，这主要是频率越高，处于拌合物时期的混凝土中的衰减就越大，距离就越短。

图 2-1 不同频率的压电换能器合好的水灰比为 0.40 的混凝土采取上述三种不同频率波形图如下图 2-2 所示。从上图（a）和图（b）可以看出比，其波形图相差不大，都出现大量的噪声信号，这于拌合物状态，混凝土由一种由气液固三种状态组成复时候，大部分能量被吸收。这种吸收对高频更加明显，数非常大，高频在刚拌制完成的混凝土中传播时，混凝，并且其信号随着测试频率的增加而降低[57]，同时也中声波的传播不敏感，此时频率并不影响声波在混凝土频相比衰减程度小于高频，因此低频可以传播更远，因其在声波检测时，采用频率较低的换能器。从图（c）加清晰，首波位置也更加明显，同样不可避免的是波形图的频带较宽，丢失了大量有用的波形图信息，对于故在后面进行声波测试时候采取频率为 10kHz 的压电换


本文编号：2955923