一种基于材料电磁性能的混凝土强度检测方法
【技术领域】
[0001 ]本发明属于混凝±建筑材料检测技术领域，设及一种混凝±材料强度检测方法， 更具体的来说，是设及一种基于材料电磁性能的混凝±强度检测方法。
[0002] 本发明的方法主要应用于混凝±结构工程检测领域，如混凝±揽拌站，建筑施工 现场和其它试验场所对混凝±强度的检测鉴定。
【背景技术】
[0003] 混凝±强度指混凝±诱筑养护之后的实际强度，强度是混凝±材料性能的重要指 标，是钢筋混凝±工程结构设计的基本参数，混凝±结构设计是基于《混凝±结构设计规 范》提供的混凝±设计强度数据结合荷载情况进行构件的抗弯、抗剪设计验算。在实际工程 中，混凝±强度影响到拆模的时间，是影响混凝±结构安全和混凝±结构设计施工的重要 因素之一。对混凝±强度进行检测不仅关系到工程施工进程和工程施工安全，也是解决工 程质量争议的重要数据。
[0004] 目前对混凝±强度的检测方法主要包括标准养护法、同条件养护法、非破损方法 和微破损方法等。
[0005] 标准养护法是指按照规范要求制作标准试件，在标准养护条件下养护28天，然后 试压试件，按质量检验评定标准来判定运批试件所代表的批量混凝±强度是否达到了 "合 格"的要求。因为标准养护试件强度和实际结构构件的尺寸、诱筑方式、养护条件等存在明 显差异，所W，标准养护试件强度和结构构件实际的混凝±强度是有区别的，标准养护法不 能代表实际构件混凝上强度。
[0006] 同条件养护法是在施工现场抽取混凝±样品并按照规定制作标准试件，将试件放 在与实际结构构件相同的条件下养护28天，用标准实验方法测定混凝±强度。同条件养护 法的养护条件与实际结构基本相同，但在尺寸和诱筑方式方面仍存在差别，仍不能等同于 构件混凝±的实际强度。
[0007] 非破损方法主要有回弹法、超声法、超声回弹综合法等。其方法主要是通过测定混 凝±的表面硬度或混凝±内声速来推定混凝±强度，非破损方法操作简单易于推广，且对 混凝±实体无损伤，但存在较大误差（回弹法误差约为17%，超声回弹综合法的误差约为 15%)
[000引微破损方法主要有拔出法、钻忍取样法等。拔出法是通过拔出试验利用混凝±的 抗拉强度推定混凝±的抗压强度，其精度比回弹法和超声回弹综合法要高，但也存在一定 误差（约为12%)，钻忍取样法是在混凝±构件上用特制的取忍设备钻取混凝±忍样，按照 规定的方法进行抗压强度试验直接测定混凝±的强度，用钻忍取样法测定的强度目前被公 认为最接近结构构件混凝±的实际强度，但钻忍取样造成结构一定程度的破损，尤其是在 结构受力较大的关键部位不宜采用此法测定混凝±强度，其使用受到限制，不能大面积应 用。钻忍取样法需要钻取混凝±忍样，工作效率低，不宜大量检测混凝±强度。
[0009]由上可见，现有技术中混凝±强度检测所使用的方法都不能真实的反映混凝±实 际强度，且可能会对混凝±实体结构造成破损。
【发明内容】
[0010] 本发明的目的是为了克服上述现有技术存在的问题和不足，提供一种基于材料电 磁性能的混凝±强度检测方法，W准确的获得混凝±强度。
[0011] 为达到上述目的，本发明采用下述的技术方案来实现。
[0012] -种基于材料电磁性能的混凝±强度检测方法，包括如下步骤：
[0013] (1)将待测的混凝±按配合比设计进行下料揽拌或在施工现场抽取混凝±样品， 制作成具有长度L、宽度B和高度h的平板式六面体混凝±试件，采用与实际结构相同的条件 养护28天；
[0014] (2)取出步骤（1)养护好的混凝±试件，采用探地雷达对混凝±试件进行至少两次 雷达检测，所述雷达检测的方法为反射法；
[0015] (3)反射法检测时，在混凝±试件底部放置一块面积大于混凝±试件的底面积金 属平板，由探地雷达电磁波发射装置向混凝±试件发射电磁波，电磁波进入混凝±试件内 部，电磁波传播到达混凝±试件底部时遇到金属平板表面，电磁波在金属平板表面发生全 反射，由探地雷达电磁波接收装置接收反射回波，并将混凝±试件雷达检测数据进行记录 和存储；
[0016] (4)采用探地雷达数据分析软件打开步骤(3)记录存储的混凝±试件雷达检测数 据，在分析软件中读出电磁波在混凝±试件中的双程传播时间t;
[0017] (5)将电磁波在混凝±试件中的双程传播时间t代入W下计算公式
[001 引 h = vXt/2 (1)
[0019] 式中，t是电磁波在混凝±试件中的双程传播时间，单位为ns，h为混凝±试件的高 度，单位为m，v是电磁波在混凝±中的传播速度，通过式（1)计算得到电磁波在混凝±中的 传播速度V;
[0020] (6)将电磁波在混凝±中的传播速度V代入W下计算公式
(2)
[0022] 式中，C为电磁波在真空中的传播速度，C = 0.3m/ns，Er为混凝±材料的相对介电 常数;通过式(2)计算得到混凝±材料的相对介电常数Er;
[0023] (7)将读出电磁波在混凝±试件中的双程传播时间t按式（1)和式(2)计算出每次 检测的混凝±材料相对介电常数，取多次检测计算结果的平均值，得到多次检测混凝±材 料相对介电常数的平均值；
[0024] (8)由步骤(7)计算得到的混凝±材料相对介电常数平均值，代入实验建立的相对 介电常数与混凝±强度的相关关系曲线模型，得到混凝±强度。
[0025] 上述所述的雷达检测方法还包括透射法。
[0026] 上述所述的混凝±试件的长度L为探地雷达电磁波发射和接收装置长度的2~3 倍;宽度B为不小于探地雷达电磁波发射和接收装置宽度;高度h为不大于探地雷达的有效 检测深度h/。
[0027] 上述所述的六面体混凝±试件为长方体或正方体。
[0028] 上述所述的金属平板为钢板或铁板。
[0029] 本发明的混凝±材料强度检测方法，考虑到试件边界对电磁波检测的影响，设计 的混凝±试件长度是探地雷达电磁波发射和接收装置长度的2~3倍，设计的混凝±试件尺 寸宽度不小于探地雷达电磁波发射和接收装置宽度。考虑到电磁波的衰减和探地雷达的有 效检测深度，设计的混凝±试件高度h不大于探地雷达的有效检测深度
[0030] 本发明的混凝±材料强度检测方法，所述的混凝±试件底部的金属平板为钢板或 铁板等金属材料制成，具有一定的刚度，在混凝±试件和探地雷达重量作用下，不会发生竖 向变形。金属平板放置在地面或桌面等平面，金属平板有连续的支承条件，金属平板不会与 混凝±底面脱离。
[0031] 本发明的工作原理是:将待测的混凝±按配合比设计进行下料揽拌诱筑成型或在 施工现场抽取混凝±样品，制作成等厚度的平板式试件，采用与实际结构相同的条件养护 28天。由于测试试件和实际结构的混凝±采用相同的配合比设计和相同的养护条件，故两 者具有相同的电磁性能。采用探地雷达对混凝±试件进行雷达检测，按照反射法或透射法 进行混凝±试件的检测，进行多次检测获得混凝±试件的相对介电常数平均值。在一定的 混凝±诱筑单位体积用水量条件下，混凝±材料相对介电常数与混凝±材料强度之间存在 相关关系，通过实验建立混凝±相对介电常数和混凝±强度的相关关系曲线模型，由被测 试件的相对介电常数代入实验建立的混凝±相对介电常数和混凝±强度的相关关系曲线 模型得到混凝上强度。
[0032] 本发明的特点是：（1)采用