刘子睿

(重庆交通大学河海学院 重庆 400074)

随着无损检测技术的发展，超声检测在检测混凝土损伤方面的应用越来越多。区别于依靠声速，幅值等宏观参数来表征材料损伤的传统超声检测技术，非线性超声检测技术得到的非线性系数对混凝土在早期形成的微损伤的检测更为敏感[1-3]。在水利工程中，施工单位常在水工混凝土中掺入硅粉或纤维，提升砼的抗冲磨性能。因此，本文对复掺硅粉及纤维后对混凝土超声非线性系数的影响做了相关试验研究，为水工混凝土质量检测提供一定的理论依据。

一、超声非线性系数

根据现有的研究，材料的超声非线性系数与传播时超声波基波幅值以及二次谐波幅值有关，具体公式如下，

可用此参数来描述材料的非线性声学特性，式中，A2为二次谐波幅值，A1为基波幅值，x为超声波传播距离，k与材料特性有关。

二、试验概况

(一)试块制备

本试验中，我们在各组试块中添加纤维或硅粉，具体纤维种类为聚丙烯纤维，掺量为0.05%(体积比)[4]，即0.45kg/m3。硅粉掺量为胶凝材料用量的10%，并在拌和时添加减水剂，掺量为胶凝材料用量的1%。试验共设4组配合比，各组掺入外加剂情况如下表所示。

表1 各组试块掺入外加剂情况

混凝土强度按C30设计, 水泥种类为普通硅酸盐水泥，强度等级为32.5，细骨料为中砂，粗骨料为5～20mm粒径碎石，拌和用水取自实验室自来水。水∶水泥∶细骨料∶粗骨料的比例为0.38∶1∶1.41∶1.71，试块尺寸为100mm立方体，浇筑完毕脱模后置于养护箱中28d，每3个试块为一组。……