[發明專利]一種碳纖維混凝土損傷-電阻率關聯關系測量方法

有效

• 申請號: 201410594818.0
• 申請日: 2014-10-29
• 公開（公告）號: CN104297458A
• 公開（公告）日: 2015-01-21
• 發明（設計）人: 褚洪巖;孫偉;蔣金洋
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: G01N33/38
• 分類號: G01N33/38
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 沈振濤

技術領域

本發明涉及一種混凝土材料在載荷作用下損傷-電阻率關聯關系測量方法，特別涉及一種碳纖維混凝土材料在靜態載荷作用下損傷-電阻率關聯關系測量方法。

背景技術

以小劑量的碳纖維填充混凝土，可以提高混凝土材料的耐久性、抗拉強度和抗彎性能。碳纖維混凝土是一種多功能、智能化的優良材料，具有非常廣泛的應用前景。在金屬防護方面，該材料可用作陰極保護材料；在建筑結構中，該材料可用來取暖或建筑安全監控；在一些特殊道路和機場跑道上，該材料可用來融冰化雪；在軍事掩體和一些通訊設施中，該材料可以用來電磁屏蔽等。這些設施在服役的過程中，不可避免的會有損傷形成，所以有必要對這些設施的損傷進行監控，以避免災害發生。然而，目前還沒有文獻披露涉及碳纖維混凝土材料在靜態載荷作用下損傷-電阻率關聯關系測量方法。

發明內容

發明目的：為了克服上述現有技術的不足，本發明的目的在于提供一種碳纖維混凝土在受到靜態載荷情況下損傷-電阻率關聯關系測量方法。

技術方案：本發明提供的一種碳纖維混凝土損傷-電阻率關聯關系測量方法，包括以下步驟：

(1)碳纖維混凝土標準試件的制作：根據碳纖維混凝土的配合比設計制作碳纖維混凝土標準試件；同時，在任意兩相對面上分別平行插入兩塊預埋電極材料；對碳纖維混凝土標準試件進行標準養護，條件為養護溫度20±2℃，濕度95％以上，養護時間為28天；

(2)標記測量點：選擇碳纖維混凝土標準試件與插入的電極材料相平行的兩個相對平面作為測量面，在其中一個測量面的對角線上任意選擇三個測點記為測點1、2、3，在相對測量面上與測點1、2、3相對應的位置選擇三個測點記為測點1’、2’、3’；

(3)超聲波波速及電阻的測量：在非金屬超聲波檢測儀的換能器上均勻的涂抹上耦合劑，并將換能器的發射端沿與測量面垂直方向固定在測點1上，將換能器的接收端沿與相對測量面垂直方向固定在測點1’上，測得測點1的超聲波波速；采用同樣的方法依次測出測點2和3的超聲波波速；將電阻測量儀的兩個探針分別固定在碳纖維混凝土標準試件的預埋電極材料上，在對碳纖維混凝土超聲波測量的同時，測試碳纖維混凝土試件的電阻；具體為：分別在碳纖維混凝土標準試件所受載荷為p₀(p₀＝0)、p₁······p_n時，對碳纖維混凝土標準試件的各個測點進行超聲波檢測，并記錄相應載荷下混凝土標準件的測點1、2、3處的超聲波波速分別為C₀₁、C₀₂、C₀₃，C₁₁、C₁₂、C₁₃······C_n1、C_n2、C_n3，計算出相應載荷下混凝土標準件的超聲波波速的平均值分別為C₀、C₁······C_n；同時測量碳纖維混凝土標準件的電阻R₀、R₁······R_n；其中，P_n≤σ·S，σ為碳纖維混凝土材料配合比設計強度，S為混凝土標準件承載面面積，二者均為已知數值；n＝0，1，2······；

(4)碳纖維混凝土損傷-電阻率關聯關系測量：將得到的不同載荷作用下碳纖維混凝土標準件的超聲波波速的平均值C₀、C₁······C_n，代入到混凝土損傷表達式(k＝0，1，2·······n)中，其中，D為碳纖維混凝土損傷值；將得到的不同載荷作用下碳纖維混凝土標準件的電阻R₀、R₁·······R_n，代入到電阻率表達式其中，k＝0，1，2······n，L為碳纖維混凝土兩電極之間的距離；以電阻率值α₁、α₂······α_n為橫坐標，以相應應力狀態下所對應的損傷值D₀、D₁······D_n為縱坐標，得D＝f(α)函數的三次B樣條光滑曲線，即為碳纖維混凝土試件在載荷作用下的損傷-電阻率關聯關系。