冲击弹性波理论与应用
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1 绪论

1.1 引言

混凝土在水利、工业与民用建筑、道路桥梁、港口等基础设施建设中应用范围最广、使用量最大的建筑材料,其质量好坏往往关系着整个工程的安全。因此,对混凝土质量的控制至关重要。

混凝土质量控制可以分为两个阶段:施工期检查和运行期维护。在施工期检查中,在混凝土生产和浇筑中随机抽取新鲜拌和物,制备试样送养护室养护至规定龄期后,在试验室内依据相应规范进行抗压、抗渗、抗冻、收缩、徐变及抗冲磨等性能的标准试验,根据试验结果来评定混凝土质量。这种方法虽然最直观,但是由于取样数量有限,而且试件的成型方法与现场浇筑情况有一定差异。因此,有时并不能真实、全面地反映工程的实际施工质量。在这种情况下,往往需要对已建结构进行有损和无损检测来更全面、准确地评价整个工程的质量。有损检测一般指的就是取芯,通过钻取芯样加工成圆柱体试件,进行抗压试验来测试已建结构混凝土的实际强度。取芯检测不但费工费时,而且还会对结构造成一定程度的损伤,同时很难修复。拉拔法等少损方法也属于强度检测,检测效率介于准确的取芯方法和快速的无损检测方法之间。而真正适合大范围开展的是无损检测。在施工期,混凝土无损检测注重于强度,检测方法主要是回弹法和超声回弹综合法。

混凝土结构在服役过程中,由于受荷载的作用和外界环境因素(冻融循环、干湿交替、碳化、温度变化、溶蚀、碱骨料反应、化学侵蚀等)的影响,可能会产生结构损伤和混凝土耐久性劣化。如不及时发现这些问题并采取科学有效措施进行防护,将会导致建筑物破坏逐步积累,发展到一定程度时会使结构不能满足原设计的要求,令业主和管理方不得不再次投入大量资金进行修复加固,这将既提高了结构运行的成本,又降低了运营效益。因此,在结构运行期对结构损伤和混凝土耐久性劣化的范围、程度和发展趋势做出及时、准确的判断,具有非常重要的意义。然而在我国水利和其他土木工程行业,相比施工期检查,混凝土结构的运行期维护存在较大欠缺。首先,对在役结构的定期检测和安全评估没有系统性的规划,对结构混凝土质量现状的检测在很多情况下都是应急性的,比如在运行过程中忽然发现一些小问题越来越严重,又比如管理单位正好有申请立项的机会等。再者,运行期混凝土质量检测主要是依靠无损方法,但总体来讲和施工期相比并没有很大的区别,一般情况下还是采用回弹、超声波等比较常规的检测手段,技术水平不高,检测结果往往并不能反映结构混凝土的真实状况,而且检测的参数基本仍以强度为主,忽略了耐久性劣化因素对混凝土性能造成的影响。

为保证混凝土结构的安全,需要对施工期和运行期内的混凝土实行严格的质量控制。无损检测是实现这一目标最有效的技术手段,正确选择和使用合理的无损检测方法是从事混凝土结构检测和安全评估的工程技术人员应具备的一项能力。