[发明专利]一种用于混凝土高温损伤的红外检测方法

摘要

本发明公开了一种用于混凝土高温损伤的红外检测方法。包括（1）准备试件；（2）模拟火灾试验；（3）红外检测和抗压强度检测；（4）数据处理步骤。本发明主要针对普通民用建筑和工程中使用的C30混凝土，通过红外检测方法测试出混凝土的红外温升与受火温度和混凝土抗压强度损失的无损检测模型，得出了适用于普通建筑工程的混凝土抗压强度损失、受火温度和红外温升的相关公式，通过红外温升来反映混凝土的受火温度和抗压强度损失两个指标，同时对于建筑行业技术进步以及社会经济发展具有重要意义。

主权项

一种用于混凝土高温损伤的红外检测方法，其特征在于包括以下步骤：(1)准备试件：①准备原料：混凝土采用与工程中相同的原材料，混凝土和易性根据施工工艺要求确定：水泥：选取普通硅酸盐水泥P.O 42.5级水泥；骨料：粗骨料为粒径5～20mm的石灰石碎石，粗石为10‑20mm，细石为5‑10mm；砂为细度模数2.8、级配良好的豆罗砂；矿物掺合料：粉煤灰为磨细粉煤灰Ⅰ级，细度为8.2％，需水量为95％，28d活性指数为71.1％；粒化高炉矿渣粉采用S95级矿渣微粉，流动度比为124％，7d活性指数为82.97％，28d活性指数为104.16％；外加剂：采用聚羧酸高效减水剂；拌合水：符合《混凝土用水标准》JGJ 63‑2006规定；②制备试件：试件采用C30标准混凝土立方体试块，尺寸为150mm×150mm×150mm，内置热电偶；③养护：试件在养护室中进行标准养护28天，然后移出养护室，暴露在空气中，室温下存放至少2天；(2)模拟火灾试验：试件采用电阻炉加热：加热温度分别为100℃、200℃、300℃、400℃、500℃、600℃、700℃、800℃、900℃，共9个温度等级，模拟T＝345lg(8t+1)+T0升温曲线，达到目标温度后恒温至内置热电偶显示温度与目标温度一致，并延长20min，然后关闭电源，炉内冷却至约400℃以下时取出试块，在空气中自然冷却冷至常温，同时有一组未加热，即20℃的试块作为对比；共得到10个不同温度下的试块；(3)检测：①红外检测：采用红外热像仪摄取不同受热温度下试块的红外热图；所述不同受热温度选取20℃、100℃、200℃、300℃、400℃、500℃、600℃、700℃和800℃和900℃；检测时，通过CAL功能键校正环境温度；混凝土的辐射率设置为0.92；自动设置焦距、温度水平和灵敏度；热激励为被动式。采集图像后，分析处理数据，得出试块平均温升值；②抗压强度检测：依据普通混凝土力学性能试验方法标准GB/T 50081‑2002进行抗压强度检测；(4)数据处理根据肖维勒准则和格拉布斯准则处理数据。建立红外热像参数与受火温度及强度损伤的关系模型：通过拟合，红外热像平均温升与混凝土受火温度的线性关系为：T＝1025.1x‑1454.7 20≤T≤900         (1)线性相关系数r＝0.933；式中，T为混凝土的受火温度，℃；x为混凝土的红外热像平均温升，℃；由此关系式可以由红外热像平均温升得到混凝土表面的受火温度；红外热像平均温升与混凝土强度损伤的线性关系为：fcut/fcu＝‑1.1641x+2.822620≤T≤900           (2)线性相关系数r＝0.984；式中，fcut为混凝土在t温度下的抗压强度，fcu为常温20℃下混凝土的抗压强度，fcut/fcu为混凝土的强度损失，即高温后的混凝土强度与常温下的混凝土强度的比值；通过混凝土的红外热像平均温升可推断混凝土的强度损失。