CN109238868A - 一种微破损现场检测混凝土结构抗压强度的测试方法 - Google Patents

一种微破损现场检测混凝土结构抗压强度的测试方法 Download PDF

Info

Publication number
CN109238868A
CN109238868A CN201811380201.3A CN201811380201A CN109238868A CN 109238868 A CN109238868 A CN 109238868A CN 201811380201 A CN201811380201 A CN 201811380201A CN 109238868 A CN109238868 A CN 109238868A
Authority
CN
China
Prior art keywords
fractal dimension
compression strength
concrete
relational expression
mercury
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201811380201.3A
Other languages
English (en)
Inventor
杨进波
韩笑
隋高阳
冯竟竟
刘新征
岳超
魏微
周龙龙
冯晨
董超
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shandong Agricultural University
Original Assignee
Shandong Agricultural University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shandong Agricultural University filed Critical Shandong Agricultural University
Priority to CN201811380201.3A priority Critical patent/CN109238868A/zh
Publication of CN109238868A publication Critical patent/CN109238868A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N3/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
    • G01N3/08—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress by applying steady tensile or compressive forces
    • G01N3/10—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress by applying steady tensile or compressive forces generated by pneumatic or hydraulic pressure
    • G01N3/12—Pressure testing

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)

Abstract

本发明公开了一种微破损现场检测混凝土结构抗压强度的测试方法。利用分形维数‑抗压强度回归关系式来推测新建以及现有混凝土的抗压强度。即基于Menger海绵体构造分形模型关系式结合压汞测孔法满足Washburn方程得到分形维数关系式，将孔隙结构的MIP水银侵入孔隙度数据直接引入分形维数关系式中，计算孔隙的分形维数，定量地表征混凝土孔隙结构的复杂性和不规则性，根据分形维数‑抗压强度回归关系式由分形来推测混凝土抗压强度。本发明的有益效果是大大减少因检测损坏结构或构件造成的修补，并且计算结果较准确。

Description

一种微破损现场检测混凝土结构抗压强度的测试方法
技术领域
本发明属于混凝土技术领域，涉及微破损现场检测混凝土结构抗压强度的测试方法。
背景技术
混凝土强度是评定建筑工程质量的基本依据。新建混凝土结构以及现有混凝土结构在遇到一些特殊情况时(对试块抗压强度的测试结果有怀疑时、因材料、施工或养护不良而发生混凝土质量问题时、混凝土遭受冻害、火灾、化学侵蚀或其他损害时需要检测多年使用的建筑结构或建筑物中混凝土强度时)，就要直接对构件本身进行质量检测和评定，考虑到上述目的，评价方法应该是非破坏性或微破坏性的。目前已经提出了各种方法，然而大量的检测实践表明，混凝土强度值随着原材料、养护方法、龄期、标号、干湿状态的变化，都有可能变化，现有的无损或微损评估方法都只给我们提供了定性的信息，无法或不可靠地估计质量传递能力和混凝土构件的劣化率。
对于混凝土这种非均质、多相、多层次的复杂结构材料体系，其宏观堆聚、微观多孔等结构特征与其力学行为和耐久性有着密切的联系，宏观强度的特征正是微观孔隙结构复杂性的反映。但是由于混凝土孔隙结构的复杂性和不规则性，用常规的方法难以定量地描述混凝土的孔隙尺寸分布。研究发现，混凝土的孔隙结构在孔隙表面积、孔隙体积、孔隙形状等方面都可以看作是一个分形对象，即可以用分形理论来描述混凝土孔结构的复杂性。
分形几何学就是研究一些具有自相似性的不规则曲线或位形(描述自然界的不规则以及杂乱无章的现象和行为)。分形维数则是描述分形对象不可约性程度的定量参数。
发明内容
本发明的目的在于提供一种微破损现场检测混凝土结构抗压强度的测试方法。本发明所采用的技术方案是利用分形维数-抗压强度回归关系式来推测新建以及现有混凝土的抗压强度。即基于Menger海绵体构造分形模型关系式结合压汞测孔法满足Washburn方程得到分形维数关系式，将孔隙结构的MIP水银侵入孔隙度数据直接引入分形维数关系式中，计算孔隙的分形维数，定量地表征混凝土孔隙结构的复杂性和不规则性，根据分形维数-抗压强度回归关系式由分形来推测混凝土抗压强度。
进一步，基于Menger海绵体构造分形模型关系式：
log[-dVp/dr]～(2-D)logr (1)
其中：
Vp–P作用下汞的累计入侵体积
r-混凝土试块孔隙半径
D-分形维数
所述压汞测孔法满足Washburn方程：
其中：
T-水银表面张力
θ-水银与固体接触角
P-汞入侵时施加的压力
所述分形维数关系式：
log[-dVp/dP]～(D-4)log(P) (3)
孔隙体积分形维数D可根据公式(3)确定；
所述根据分形维数-抗压强度回归关系式
Rc＝aDb (4)
其中：
Rc-抗压强度；
D-分形维数；
a、b-回归常数，分别为0.0798和6.363。
本发明的有益效果是：
(1)国内首次将混凝土微观性能与宏观强度联系起来，利用混凝土微观孔隙结构分形维数来推算抗压强度；
(1)该方法大大减少因检测损坏结构或构件造成的修补；
(2)混凝土强度值随着原材料、养护方法、龄期、标号、干湿状态的变化，都有可能变化。本发明方法在烘干状态下测试分形维数来分析抗压强度，推倒过程严谨，计算结果较准确。克服了现有的技术方法地域性、缺乏针对性、适应性不强、误差大等缺点。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明进行详细说明。
本发明提出了一个将砂浆的强度与孔隙结构联系起来的数学模型，利用分形维数-抗压强度回归关系式来推测新建以及现有混凝土的抗压强度。即基于Menger海绵体构造分形模型关系式，结合压汞测孔法满足Washburn方程得到分形维数关系式。将孔隙结构的MIP(水银侵入孔隙度)数据直接引入分形维数关系式中，计算孔隙的分形维数，定量地表征混凝土孔隙结构的复杂性和不规则性。根据分形维数-抗压强度回归关系式由分形来推测混凝土抗压强度。
具体的：
(1)采用AutoporeⅡ9220型压汞仪测定试样制备步骤：
选择至少三处测区，在测区结构实体上避开钢筋，用直径50mm细钻在距离外边界5cm处钻取芯样。测孔前通过切割、打磨制备成直径1cm左右试样3～5个(注意取的试样不能包含石子)，并浸泡于无水乙醇中24h以上，以终止水化反应，进行压汞测试前在60℃的烘箱中烘4～5h，冷却至室温后采用Autopore Ⅱ9220型压汞仪对试样进行测孔试验。
(2)数据分析步骤:
基于Menger海绵体构造分形模型关系式：
log[-dVp/dr]～(2-D)logr (1)
其中：
Vp–P作用下汞的累计入侵体积
r-混凝土试块孔隙半径
D-分形维数
压汞测孔法满足Washburn方程：
其中：
T-水银表面张力
θ-水银与固体接触角
P-汞入侵时施加的压力
结合(1)(2)方程可得到分形维数关系式：
log[-dVp/dP]～(D-4)log(P) (3)
孔隙体积分形维数D可根据公式(3)确定。
根据分形维数-抗压强度回归关系式
Rc＝aDb (4)
其中：
Rc-抗压强度；
D-分形维数；
a、b-回归常数，分别为0.0798和6.363。
将分形维数代入式(4)即可得到相应抗压强度。
以上所述仅是对本发明的较佳实施方式而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施方式所做的任何简单修改，等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的范围内。

Claims (2)

1.一种微破损现场检测混凝土结构抗压强度的测试方法，其特征在于：利用分形维数-抗压强度回归关系式来推测新建以及现有混凝土的抗压强度,即基于Menger海绵体构造分形模型关系式结合压汞测孔法满足Washburn方程得到分形维数关系式，将孔隙结构的MIP水银侵入孔隙度数据直接引入分形维数关系式中，计算孔隙的分形维数，定量地表征混凝土孔隙结构的复杂性和不规则性，根据分形维数-抗压强度回归关系式由分形来推测混凝土抗压强度。
2.按照权利要求1所述一种微破损现场检测混凝土结构抗压强度的测试方法，其特征在于：所述基于Menger海绵体构造分形模型关系式：
log[-dVp/dr]～(2-D)logr (1)
其中：
Vp–P作用下汞的累计入侵体积
r-混凝土试块孔隙半径
D-分形维数
所述压汞测孔法满足Washburn方程：
其中：
T-水银表面张力
θ-水银与固体接触角
P-汞入侵时施加的压力
所述分形维数关系式：
log[-dVp/dP]～(D-4)log(P) (3)
孔隙体积分形维数D可根据公式(3)确定；
所述根据分形维数-抗压强度回归关系式
Rc＝aDb (4)
其中：
Rc-抗压强度；
D-分形维数；
a、b-回归常数，分别为0.0798和6.363。
CN201811380201.3A 2018-11-20 2018-11-20 一种微破损现场检测混凝土结构抗压强度的测试方法 Pending CN109238868A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811380201.3A CN109238868A (zh) 2018-11-20 2018-11-20 一种微破损现场检测混凝土结构抗压强度的测试方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811380201.3A CN109238868A (zh) 2018-11-20 2018-11-20 一种微破损现场检测混凝土结构抗压强度的测试方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN109238868A true CN109238868A (zh) 2019-01-18

Family

ID=65076108

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201811380201.3A Pending CN109238868A (zh) 2018-11-20 2018-11-20 一种微破损现场检测混凝土结构抗压强度的测试方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN109238868A (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110174337A (zh) * 2019-05-21 2019-08-27 河海大学 一种实验室中测量动态土壤持水曲线的装置及方法
CN113155614A (zh) * 2021-04-25 2021-07-23 张启志 基于相似性判定的混凝土抗压强度检测方法及***
CN115711120A (zh) * 2022-12-02 2023-02-24 西南石油大学 一种油气井水泥环完整性及损伤演化定量评价方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104573198A (zh) * 2014-12-23 2015-04-29 长江大学 基于随机分形理论的数字岩心及孔隙网络模型重构方法
CN106124378A (zh) * 2016-06-16 2016-11-16 中国石油大学(华东) 一种基于压汞法毛管压力曲线的复杂岩石分形维数分布谱构建方法
CN107063016A (zh) * 2017-05-26 2017-08-18 辽宁科技学院 一种基于分形理论的矿岩可爆性分级方法
CN108229062A (zh) * 2018-01-31 2018-06-29 西安科技大学 基于敏感性微观参数预测胶结充填体力学响应特性的方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104573198A (zh) * 2014-12-23 2015-04-29 长江大学 基于随机分形理论的数字岩心及孔隙网络模型重构方法
CN106124378A (zh) * 2016-06-16 2016-11-16 中国石油大学(华东) 一种基于压汞法毛管压力曲线的复杂岩石分形维数分布谱构建方法
CN107063016A (zh) * 2017-05-26 2017-08-18 辽宁科技学院 一种基于分形理论的矿岩可爆性分级方法
CN108229062A (zh) * 2018-01-31 2018-06-29 西安科技大学 基于敏感性微观参数预测胶结充填体力学响应特性的方法

Non-Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
周明杰 等: ""基于分形理论的泡沫混凝土强度研究"", 《建筑节能》 *
喻乐华 等: ""掺珍珠岩水泥石孔分形维数及其与孔结构_强度的关系"", 《材料科学与工程学报》 *
胡小芳 等: ""混凝土抗压强度回弹测试数据的分形分析"", 《华南理工大学学报（自然科学版）》 *
胡志波: ""硅藻土及复合材料孔结构和表面特性与调湿性能研究"", 《中国博士学位全文数据库 工程科技1辑》 *
谢超 等: ""不同水灰比、养护条件下混凝土孔结构、抗压强度与分形维数之间的关系"", 《硅酸盐通报》 *
鲁中举 等: ""泡沫混凝土分形维数与抗压强度的关系研究"", 《建筑与预算》 *

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110174337A (zh) * 2019-05-21 2019-08-27 河海大学 一种实验室中测量动态土壤持水曲线的装置及方法
CN110174337B (zh) * 2019-05-21 2021-09-17 河海大学 一种实验室中测量动态土壤持水曲线的装置及方法
CN113155614A (zh) * 2021-04-25 2021-07-23 张启志 基于相似性判定的混凝土抗压强度检测方法及***
CN113155614B (zh) * 2021-04-25 2023-07-28 张启志 基于相似性判定的混凝土抗压强度检测方法及***
CN115711120A (zh) * 2022-12-02 2023-02-24 西南石油大学 一种油气井水泥环完整性及损伤演化定量评价方法
CN115711120B (zh) * 2022-12-02 2024-04-12 西南石油大学 一种油气井水泥环完整性及损伤演化定量评价方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109238868A (zh) 一种微破损现场检测混凝土结构抗压强度的测试方法
de Medeiros-Junior et al. Chloride penetration into concrete in an offshore platform-analysis of exposure conditions
Du et al. Comparison between empirical estimation by JRC-JCS model and direct shear test for joint shear strength
WO2019119676A1 (zh) 一种实验确定酸液对致密碳酸盐岩杨氏模量影响的方法
Sabbağ et al. Determination of the reinforced concrete strength by apparent resistivity depending on the curing conditions
RU2004114224A (ru) Система петрофизической оценки в реальном времени
CN103698260B (zh) 一种新旧路面联结层透水性能检测方法及检测装置
CN110346454B (zh) 基于排列式超声震源的混凝土浅表层超声面波检测方法
CN108645676B (zh) 基于超声波技术的季冻区路基土材料损伤检测与评价方法
CN108362580A (zh) 冲击弹性波法检测结构实体混凝土强度的方法
CN106226225B (zh) 一种评价混凝土受酸雨侵蚀程度的方法
CN106680330B (zh) 一种用电阻率进行膨胀土膨胀性能现场评价的方法
CN112798652B (zh) 一种用电阻率预测黄土湿陷性的方法
Zatar et al. Environmental effects on condition assessments of concrete structures with ground penetrating radar
CN114755269A (zh) 基于无损时域反射技术的黄土湿陷性原位评价方法及***
CN106959308B (zh) 一种混凝土结构火灾影响深度检测方法
CN109507400A (zh) 一种利用成熟度评价混凝土早期受冻性能的方法
CN108645780A (zh) 一种钢筋混凝土基础中钢筋加速锈蚀的试验方法
Duarte et al. In-situ testing techniques for in-service evaluation of water penetration in rendered façades—The portable moisture meter and Karsten tube
CN110565493B (zh) 一种公路路基病害治理方法
CN113916177B (zh) 一种混凝土大坝碳化深度全寿命周期无损检测方法
CN115112550B (zh) 基于水溶液侵蚀环境下炭质岩石耐久性的无损评价方法
CN107389532A (zh) 一种用于测试多孔工程材料空隙分布特征的试验装置及方法
CN114547740B (zh) 用于估算tbm在掘岩体强度并分级预警的方法
CN207457017U (zh) 一种用于测试多孔工程材料孔隙分布特征的试验装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
CB03 Change of inventor or designer information
CB03 Change of inventor or designer information

Inventor after: Feng Jingjing

Inventor after: Han Xiao

Inventor after: Gao Yang Su

Inventor after: Liu Xinzheng

Inventor after: Yang Jinbo

Inventor before: Yang Jinbo

Inventor before: Dong Chao

Inventor before: Han Xiao

Inventor before: Gao Yang Su

Inventor before: Feng Jingjing

Inventor before: Liu Xinzheng

Inventor before: Yue Chao

Inventor before: Wei Wei

Inventor before: Zhou Longlong

Inventor before: Feng Chen