測試的意義：
在各種混凝土結(jié)構(gòu)中，混凝土質(zhì)量是非常重要的，直接影響到預(yù)應(yīng)力梁的耐久性和安全性。然而，預(yù)應(yīng)力梁體積龐大，形狀也較為復(fù)雜。目前，通常利用混凝土試件（150×150×300 的棱形試件）進行壓載試驗，以便測試混凝土的壓縮強度和彈性模量。但是，試件與構(gòu)件在澆筑、振搗、養(yǎng)護等方面均有不小的區(qū)別，因此僅僅根據(jù)試件的測試結(jié)果并不能保證梁構(gòu)件的質(zhì)量。同時，對于既有混凝土結(jié)構(gòu)，采用鉆孔取樣的方法顯然存在諸多局限。長期以來，基于超聲波的測試方法得到了一定的應(yīng)用，然而，其局限性（如測試范圍窄、功能單一等）也日益顯著，在測試裂縫深度、混凝土模量等方面的精度也因理論方面的缺陷而一直得不到提高。為此，自90 年代以來，基于沖擊彈性波（超聲波為其一特例）的測試技術(shù)得到了飛速的發(fā)展，最廣為人知的當(dāng)為PIT（基樁完整性測試）方法。近年來，將沖擊彈性波推廣并應(yīng)用于混凝土結(jié)構(gòu)物的材質(zhì)（強度、模量）、缺陷（裂縫、剝離、內(nèi)部空洞、蜂窩等）以及幾何尺寸（厚度、埋深等）的無損檢測和評價已成為國際熱門的研究方向，而且逐步進入工程實際應(yīng)用。例如，美國材料學(xué)會標(biāo)準(zhǔn)ASTM-C1383-98 就規(guī)定了利用彈性波測試混凝土厚度和波速的測試方法。在日本土木學(xué)會也基于沖擊彈性波波速，對混凝土結(jié)構(gòu)和試樣彈性模量以及強度進行了標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)范化。我們開發(fā)的預(yù)應(yīng)力混凝土梁的無損檢測系統(tǒng)SPE-MATS 中也包括了針對混凝土質(zhì)量的測試技術(shù)。其中，能夠準(zhǔn)確、快速地測試混凝土的彈性模量是重要的特點。
混凝土質(zhì)量測試方法和原理：
評價混凝土質(zhì)量的指標(biāo)有很多，但最重要的指標(biāo)是其軸心抗壓強度C S 和彈性模量C E 。其中，軸心抗壓強度C S 一般采用立方體標(biāo)準(zhǔn)試件測得，概念明確，試件的測試方法較為簡單，目前的應(yīng)用最為廣泛。但對于實體結(jié)構(gòu)，難以直接測試其強度?；炷恋膹椥阅Ａ繘Q定了結(jié)構(gòu)的變形特性，而且與強度、耐久性均有非常密切的關(guān)系。特別是可以通過無損檢測的方法測得，因此具有廣闊的應(yīng)用前景。
混凝土的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系具有非線性，其彈性模量有多種定義方法：
1） 切線彈性模量
2） 割線彈性模量
3） 卸載重加載彈性模量
另一方面，規(guī)范中定義了混凝土彈性模量c E ，其測試方法如圖3-2-1 所示，其值與i E 基本相同，為卸載重加載彈性模量。彈性模量c E 僅與混凝土的材料特性有關(guān)，當(dāng)混凝土承受了卸載、重加載的循環(huán)荷載后（大部分在役混凝土結(jié)構(gòu)都屬于此類狀況），測試得到的彈性模量均可以認(rèn)為是該模量。
彈性模量無損檢測的基本原理：
在本系統(tǒng)中，采用沖擊彈性波作為測試媒介，通過測試彈性波的波速，據(jù)此計算材料的動切線彈性模量和推算相應(yīng)的混凝土彈性模量c E ，進而根據(jù)c E 與抗壓強度的相關(guān)關(guān)系推算混凝土的抗壓強度、應(yīng)力水平。其核心在于精確地測試混凝土材料的彈性模量C E 。
混凝土的彈性模量C E 不僅影響到結(jié)構(gòu)的變形，而且也是反映混凝土質(zhì)量、耐久性的重要指標(biāo)：
1） 可以反映材料的剛性特性，在結(jié)構(gòu)的變形計算中是重要的參數(shù)。特別是對于高強度混凝土，簡單地采用抗壓強度反推彈模的方法往往具有較大的誤差；
2） 混凝土材料的老化往往先從彈模的降低開始，而新建結(jié)構(gòu)的施工不良也會在彈模方面有所顯現(xiàn)。為此，在高鐵梁的施工中，不僅要求控制抗壓強度（通常為C50），也要求控制彈模
C E 在34.5GPa 以上。
