混凝土强度对声发射性能的影响

强度是混凝土最重要的力学性能指标。它表明混凝土材料抵抗破坏的能力。同时,也是混凝土材料的一项综合指标。因此,强度也是混凝土材料声发射性能的重要影响因素。前面分析的各个方面(包括龄期、配合比、骨料性能、水灰比等)对于声发射的影响都可以归结为强度的影响。同样,强度对声发射的影响又具体体现在各个不同方面。

根据受力条件的不同,混凝土强度分为抗压强度、抗拉强度、抗剪强度以及单轴强度和多轴强度。根据龄期的不同则又分为7天强度、14天强度和28天强度。由于试块形状、尺寸大小的不同,混凝土的强度又分为立方体强度、棱柱体强度、圆柱体强度等等。实验结果表明,混凝土材料在不同受力条件下的强度相差很大。同时,强度又是一个反映材料内部结构的综合指标。混凝土材料的强度不仅受到混凝土材料自身结构的影响,比如配合比、骨料粒径大小及其性质、水灰比等,而且还与养护条件及硬化时间有关。因此。混凝土的强度是一个综合的性能指标。正因如此,有关混凝土材料强度对声发射性能影响的研究也就涉及各个方面。

图3-7为利用50mm×50mm×50mm砂浆试块在28d时在单轴压缩条件下测得的声发射计数曲线同强度之间的关系[6]。实验所用的试块配合比为:水泥:砂:水=1:2.75:0.6.可以看出,当砂浆试块的强度增高时,声发射事件总数也相应增大,二者之间可近似认为有线性关系。

图3-8为利用两种不同强度的混凝土试块测得的声发射振铃计数同相对应力水平之间的关系曲线[6]。

该图表明,强度高的混凝土试块在加载初期声发射活性较弱,在达到极限荷载的70%左右时,声发射活性急剧增强。而对低强度的混凝土试块,在加载初期便有声发射产生,声发射活性急剧增加的点为极限荷载的60%左右。这一点较高强度混凝土有明显前移。所以,从声发射性能来讲,高强度混凝土的破坏要比低强度混凝土“显得更脆”。

然而,必须指出,前面所分析的这些研究只是问题的一个方面。就材料的声发射性能而言,强度本身还与声发射波源的特性、声发射波的传播、反射、衰减、吸收等因素有关。要定量描述强度对声发射性能的影响,还必须同时分析声发射信号的波幅、波频等特征参数与强度的关系,以及不同声波(包括纵波、瑞利波和拉姆波)的传播特性与混凝土强度(包括配合比、龄期、试件尺寸等因素)之间的关系。

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