一种碳纤维混凝土损伤-电阻率关联关系测量方法

文档序号:6246108阅读:371来源:国知局
一种碳纤维混凝土损伤-电阻率关联关系测量方法
【专利摘要】本发明提供的一种碳纤维混凝土损伤-电阻率关联关系测量方法,包括碳纤维混凝土标准试件的制作、标记测量点、超声波波速及电阻的测量、碳纤维混凝土损伤-电阻率关联关系测量等步骤。该方法使用常规测量仪器,操作简单方便,能够测量不同载荷情况下碳纤维混凝土材料的损伤-电阻率关联关系,测量结果比较准确,为混凝土的无损检测奠定了基础,具有广泛的实际工程应用性和理论价值。
【专利说明】一种碳纤维混凝土损伤-电阻率关联关系测量方法

【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种混凝土材料在载荷作用下损伤-电阻率关联关系测量方法,特别 涉及一种碳纤维混凝土材料在静态载荷作用下损伤-电阻率关联关系测量方法。

【背景技术】
[0002] 以小剂量的碳纤维填充混凝土,可以提高混凝土材料的耐久性、抗拉强度和抗弯 性能。碳纤维混凝土是一种多功能、智能化的优良材料,具有非常广泛的应用前景。在金 属防护方面,该材料可用作阴极保护材料;在建筑结构中,该材料可用来取暖或建筑安全监 控;在一些特殊道路和机场跑道上,该材料可用来融冰化雪;在军事掩体和一些通讯设施 中,该材料可以用来电磁屏蔽等。这些设施在服役的过程中,不可避免的会有损伤形成,所 以有必要对这些设施的损伤进行监控,以避免灾害发生。然而,目前还没有文献披露涉及碳 纤维混凝土材料在静态载荷作用下损伤-电阻率关联关系测量方法。


【发明内容】

[0003] 发明目的:为了克服上述现有技术的不足,本发明的目的在于提供一种碳纤维混 凝土在受到静态载荷情况下损伤-电阻率关联关系测量方法。
[0004] 技术方案:本发明提供的一种碳纤维混凝土损伤-电阻率关联关系测量方法,包 括以下步骤:
[0005] (1)碳纤维混凝土标准试件的制作:根据碳纤维混凝土的配合比设计制作碳纤维 混凝土标准试件;同时,在任意两相对面上分别平行插入两块预埋电极材料;对碳纤维混 凝土标准试件进行标准养护,条件为养护温度20±2°C,湿度95%以上,养护时间为28天;
[0006] (2)标记测量点:选择碳纤维混凝土标准试件与插入的电极材料相平行的两个相 对平面作为测量面,在其中一个测量面的对角线上任意选择三个测点记为测点1、2、3,在相 对测量面上与测点1、2、3相对应的位置选择三个测点记为测点1'、2'、3' ;
[0007] (3)超声波波速及电阻的测量:在非金属超声波检测仪的换能器上均匀的涂抹上 耦合剂,并将换能器的发射端沿与测量面垂直方向固定在测点1上,将换能器的接收端沿 与相对测量面垂直方向固定在测点Γ上,测得测点1的超声波波速;采用同样的方法依次 测出测点2和3的超声波波速;将电阻测量仪的两个探针分别固定在碳纤维混凝土标准试 件的预埋电极材料上,在对碳纤维混凝土超声波测量的同时,测试碳纤维混凝土试件的电 阻;具体为:分别在碳纤维混凝土标准试件所受载荷为Pd (Pd = 0)、Pi......Pn时,对 碳纤维混凝土标准试件的各个测点进行超声波检测,并记录相应载荷下混凝土标准件的测 点1、2、3处的超声波波速分别为(^、(^、(^,Cn、C12、C13......CfCfCm,计算出相 应载荷下混凝土标准件的超声波波速的平均值分别为CpCi......Cn ;同时测量碳纤 维混凝土标准件的电阻RpRi......Rn;其中,Ρη< σ *S,〇为碳纤维混凝土材料配 合比设计强度,S为混凝土标准件承载面面积,二者均为已知数值;η = 0,1,2......;
[0008] (4)碳纤维混凝土损伤-电阻率关联关系测量:将得到的不同载荷作用下碳纤 维混凝土标准件的超声波波速的平均值Q、Ci......cn,代入到混凝土损伤表达式

【权利要求】
1. 一种碳纤维混凝土损伤-电阻率关联关系测量方法,其特征在于:包括以下步骤: (1) 碳纤维混凝土标准试件的制作:根据碳纤维混凝土的配合比设计制作碳纤维混凝 土标准试件;同时,在任意两相对面上分别平行插入两块预埋电极材料;对碳纤维混凝土 标准试件进行标准养护,条件为养护温度20±2°C,湿度95%以上,养护时间为28天; (2) 标记测量点:选择碳纤维混凝土标准试件与插入的电极材料相平行的两个相对平 面作为测量面,在其中一个测量面的对角线上任意选择三个测点记为测点1、2、3,在相对测 量面上与测点1、2、3相对应的位置选择三个测点记为测点1'、2'、3' ; (3) 超声波波速及电阻的测量:在非金属超声波检测仪的换能器上均匀的涂抹上耦合 齐U,并将换能器的发射端沿与测量面垂直方向固定在测点1上,将换能器的接收端沿与相 对测量面垂直方向固定在测点Γ上,测得测点1的超声波波速;采用同样的方法依次测出 测点2和3的超声波波速;将电阻测量仪的两个探针分别固定在碳纤维混凝土标准试件的 预埋电极材料上,在对碳纤维混凝土超声波测量的同时,测试碳纤维混凝土试件的电阻;具 体为:分别在碳纤维混凝土标准试件所受载荷为P〇(P〇 = 〇)、Pi......Pn时,对碳纤 维混凝土标准试件的各个测点进行超声波检测,并记录相应载荷下混凝土标准件的测点1、 2、3处的超声波波速分别为CQ1、CQ2、CQ3, Cn、C12、C13......Cnl、Q、C n3,计算出相应载 荷下混凝土标准件的超声波波速的平均值分别为CpCi......Cn ;同时测量碳纤维混 凝土标准件的电阻RpRi......Rn;其中,Pn< 〇 *S,〇为碳纤维混凝土材料配合比 设计强度,S为混凝土标准件承载面面积,二者均为已知数值;η = 0,1,2......; (4) 碳纤维混凝土损伤-电阻率关联关系测量:将得到的不同载荷作用下碳纤维混凝 土标准件的超声波波速的平均值CpCi......Cn,代入到混凝土损伤表达式Dk = 1 - (k = 0, 1, 2.......η)中,其中,D为碳纤维混凝土损伤值;将得到的不同载荷作 用下碳纤维混凝土标准件的电阻&、札.......Rn,代入到电阻率表达式% = ¥, 其中,k = 0, 1,2......n,L为碳纤维混凝土两电极之间的距离;以电阻率值αι、 α2....... η为横坐标,以相应应力状态下所对应的损伤值Dp Di......Dn为 纵坐标,得D = f ( α )函数的三次B样条光滑曲线,即为碳纤维混凝土试件在载荷作用下的 损伤-电阻率关联关系。
2. 根据权利要求1所述的一种碳纤维混凝土损伤-电阻率关联关系测量方法,其特征 在于:步骤(1)中,碳纤维混凝土标准试件的尺寸为150_X150_X 150mm;预埋电极材料 的尺寸为150mmX175mm,每块预埋电极材料距离最近的平行的平面距离为25mm,两块预埋 电极材料的间距为100mm ;预埋电极材料的材质为不锈钢网或者不锈钢片或碳纤维布。
【文档编号】G01N33/38GK104297458SQ201410594818
【公开日】2015年1月21日 申请日期:2014年10月29日 优先权日:2014年10月29日
【发明者】褚洪岩, 孙伟, 蒋金洋 申请人:东南大学
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