本發(fā)明屬于評價腐蝕梯度損傷與性能演變技術(shù)領(lǐng)域，具體說是一種測試受腐蝕后混凝土各梯度損傷層的彈性模量的方法。

背景技術(shù)：

現(xiàn)階段對混凝土腐蝕層梯度損傷與性能演變并沒有一套切實可行的判別方法，各大高校與研究所采取最多的方式為壓汞法(MIP)和電鏡掃描法(SEM)來對混凝土進(jìn)行腐蝕與性能的大致判定，不能充分準(zhǔn)確的得出混凝土腐蝕層的梯度損傷與性能演變。

現(xiàn)階段基礎(chǔ)上，無機非金屬材料的大多數(shù)力學(xué)性能如拉伸強度、彎曲強度、彈性模量等能夠運用實驗室常規(guī)力學(xué)性能測試方法得到，而且已經(jīng)制定了標(biāo)準(zhǔn)。但在很多特殊環(huán)境下，如太空環(huán)境，高溫環(huán)境，海底環(huán)境等條件下的力學(xué)性能的評價與表征是非常困難的，尚且不夠成熟，例如，在高溫環(huán)境服役的材料或構(gòu)件力學(xué)性能測試和評價，包括高溫彎曲強度、斷裂韌性、彈性模量和硬度等測試，可以采用實驗室的高溫爐等設(shè)備對試樣進(jìn)行測量，但對試樣和試驗設(shè)備的要求較高，測試的結(jié)果不能完全反映材料或構(gòu)件在當(dāng)時服役條件下的力學(xué)性能；對于膜層材料，由于其尺寸效應(yīng)的影響，其力學(xué)性能很難甚至無法采用常規(guī)的試驗室方法進(jìn)行測試和評價。若稍有不慎，設(shè)計數(shù)據(jù)常常會產(chǎn)生錯誤，影響使用壽命和浪費資源，甚至危及安全。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，本發(fā)明一種測試受腐蝕后混凝土各梯度損傷層的彈性模量的方法，該方法不受試樣形狀、規(guī)格和環(huán)境的限制，不僅可以達(dá)到無損，絲毫不破壞原件，而且可以在各種特殊、惡劣環(huán)境下進(jìn)行檢測。

為實現(xiàn)上述目的，本申請采用的技術(shù)方案是：測試受腐蝕后混凝土各梯度損傷層的彈性模量的方法，具體步驟如下：

步驟一：首先測得腐蝕后混凝土的復(fù)合體彈性模量E_q1；

步驟二：磨去厚度為h的第一層腐蝕層后，再測得混凝土的基體彈性模量E_s1；

步驟三：通過材料力學(xué)撓度計算出腐蝕后混凝土的腐蝕層彈性模量與基體彈性模量之比α；

步驟四：進(jìn)而得出第一層腐蝕層彈性模量E_C1；

步驟五：測量第二層腐蝕層彈性模量E_c2時，將計算上一腐蝕層時測得的基體彈性模量E_s1作為第二層混凝土的復(fù)合體彈性模量E_q2，然后按上述步驟二到四，得出第二層腐蝕層彈性模量E_c2；

步驟六：以此類推，重復(fù)上述步驟逐層確定各梯度腐蝕層的彈性模量。

進(jìn)一步的，步驟三中的腐蝕層彈性模量與基體彈性模量之比α具體為：

式中：其中H為混凝土基體厚度，h為混凝土腐蝕層厚度；

其中，f₀為腐蝕后混凝土基體的撓度，f₁為腐蝕后混凝土復(fù)合體的撓度。

進(jìn)一步的，令A(yù)＝4R²+6R+4-F，C＝4R²(F-1)簡化公式α后，可得

進(jìn)而可得第一層腐蝕層彈性模量E_C1具體為：

進(jìn)一步的，第二層腐蝕層的彈性模量E_c2具體為：

其中，A＝4R²+6R+4-F；C＝4R²(F-1)。

進(jìn)一步的，第三層腐蝕層的彈性模量E_c3具體為：

其中，A＝4R²+6R+4-F；C＝4R²(F-1)。

本發(fā)明由于采用以上技術(shù)方案，能夠取得如下的技術(shù)效果：本發(fā)明操作上簡單易行，可獲得通過實驗無法直接測試的受腐蝕后混凝土各梯度損傷層的彈性模量，進(jìn)而用于評價混凝土內(nèi)部損傷及性能演變規(guī)律研究。該測試方法不受試樣形狀、規(guī)格和環(huán)境的限制，不僅可以達(dá)到無損，絲毫不破壞原件，而且可以在各種特殊、惡劣環(huán)境下進(jìn)行檢測，減少了不必要的浪費，節(jié)省了人力物力財力。

附圖說明

本發(fā)明共有附圖2幅：

圖1為混凝土腐蝕面示意圖；

圖2為腐蝕后混凝土內(nèi)部動彈性模量逐層測試圖。

具體實施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述。

如圖1所示，H為混凝土基體的厚度，h為每層腐蝕層的厚度。

設(shè)基體的彈性模量是Es，腐蝕層的彈性模量E_c，復(fù)合體的彈性模量是E_q。腐蝕層的彈性模量與基體的彈性模量比為

如果α和Es的值已知，則腐蝕層的彈性模量也就確定了。

實施例1

本實施例提供一種測試受腐蝕后混凝土各梯度損傷層的彈性模量的方法，具體步驟如下：

步驟一：首先測得腐蝕后混凝土的復(fù)合體彈性模量E_q1；

步驟二：采用磨削機磨去厚度為h的第一層腐蝕層后，再測得混凝土的基體彈性模量E_s1；

步驟三：通過材料力學(xué)撓度計算出腐蝕后混凝土的腐蝕層彈性模量與基體彈性模量之比α；

式中：其中H為混凝土基體厚度，h為混凝土腐蝕層厚度；

其中，f₀為腐蝕后混凝土基體的撓度，f₁為腐蝕后混凝土復(fù)合體的撓度；

令A(yù)＝4R²+6R+4-F，C＝4R²(F-1)簡化公式α后，可得

步驟四：進(jìn)而得出第一層腐蝕層彈性模量E_C1；

步驟五：測量第二層腐蝕層彈性模量E_c2時，將計算上一腐蝕層時測得的基體彈性模量E_s1作為第二層混凝土的復(fù)合體彈性模量E_q2，然后按上述步驟二到四，得出第二層腐蝕層彈性模量E_c2；

其中，A＝4R²+6R+4-F；C＝4R²(F-1)；

步驟六：測量第三層腐蝕層彈性模量E_c3時，將計算上一腐蝕層時測得的基體彈性模量E_s2作為第三層混凝土的復(fù)合體彈性模量E_q3，然后按上述步驟二到四，得出第三層腐蝕層彈性模量E_c3；

其中，A＝4R²+6R+4-F；C＝4R²(F-1)。

步驟七：以此類推，重復(fù)上述步驟逐層確定各梯度腐蝕層的彈性模量。

步驟一中的復(fù)合體彈性模量E_q1和步驟二基體彈性模量E_s1的測試方法參照GB/T 50082-2009《普通混凝土長期性能和耐久性能試驗方法標(biāo)準(zhǔn)》中動彈性模量試驗測得。

如果已知標(biāo)準(zhǔn)試樣的彈性模量和硬度等材料力學(xué)性能，通過測試和比較，很容易無損評價任意同類材料或構(gòu)件的彈性模量和硬度等相應(yīng)參數(shù)是高于還是低于標(biāo)準(zhǔn)試樣。除了簡單易行之外，這種相對測試方法不受試樣形狀、規(guī)格和環(huán)境的限制，不僅可以達(dá)到無損，絲毫不破壞原件，而且可以各種特殊、惡劣環(huán)境下進(jìn)行檢測。

以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實施方式，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明披露的技術(shù)范圍內(nèi)，根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案及其發(fā)明構(gòu)思加以等同替換或改變，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。