水利工程质量检测培训溷凝土强度检测.ppt

第十二章现场混凝土质量检测南京水利科学研究院水利部基本建设工程质量检测中心2007年10月 水利水电工程质量检测培训研讨 王五平 第一节混凝土抗压强度 内容提要0现场测强的意义1回弹法2超声回弹综合法3射钉法4拔出法5钻芯法6几种强度检测方法的比较 0现场测强的意义 不能反映混凝土的施工及养护质量 仅能反映混凝土各组成材料的质量 配比及拌和质量 不能反映结构各部位混凝土强度质量 评价均匀性不全面 当无试件或对试件的制作 养护 抗压试验等条件有怀疑时 无法评价验收混凝土强度 不能反映结构老化或意外损伤后的强度 不能反映特殊工艺生产的构件混凝土强度 喷射 离心 挤压 振动模压等 不能多次试验 如观测强度发展或外界因素的影响等 采用立方体标准试件评价验收混凝土抗压强度的不足 混凝土强度换算值相当于被测结构及构件测试部位在所处条件及龄期下 边长为150mm立方体试块抗压强度 既不等于在施工现场取样 成型 与构件同条件养护试块的抗压强度 也不等于标准养护28d试块抗压强度 换算值 Conversion 立方体 Cube 推定值 Evaluation 立方体试件 Cube 芯样试件 Core 立方体抗压强度标准值 按照标准方法制作养护的边长为150mm的立方体试件 在28d龄期用标准试验方法测得的具有95 保证率的抗压强度 根据混凝土立方体抗压强度标准值划分的强度级别 称为混凝土强度等级 C10 C20 C30 1回弹法检测混凝土强度 回弹法表面硬度法的一种 使用回弹仪弹击混凝土表面 回弹仪中运动的重锤以一定冲击动能撞击顶在混凝土表面的冲击杆后 重锤回弹并带动指针滑块 得到反映回弹能量的回弹值 由回弹值及混凝土碳化深度 换算混凝土强度值 中华人民共和国行业标准回弹法检测混凝土抗压强度技术规程TechnicalSpecificationforInspectionofConcreteCompressiveStrengthbyReboundMethodJGJ T23 2001J115 20012001北京 1 1 1规程情况 1 1 2规程情况 中华人民共和国国家计量检定规程混凝土回弹仪JJG817 931993国家技术监督局 1 2仪器 中型回弹仪 标称动能2 2J 适用厚度 60cm 骨料最大粒径 40mm 重型回弹仪 标称动能29 4J 适用厚度 60cm 骨料最大粒径 40mm 数显回弹仪 1 3资料收集 1 工程信息 工程名称 建设 设计 施工 监理单位名称2 结构信息 名称 外形尺寸 数量 强度等级3 原材料情况 水泥 砂 石 配合比 外加剂4 施工情况 模板 浇筑 养护 浇筑日期5 原始记录 设计图纸 施工记录6 检测原因 1 4检测类型 逐个检测混凝土强度质量有怀疑的独立结构 单独构件 有明显质量问题的结构或构件抽样检测在相同生产工艺条件下 混凝土强度等级相同 原材料 配合比 成型工艺 养护条件基本一致且龄期相近的同类结构或构件 30 且 10件 1 5测区及测点要求 一个结构或构件一般取10个测区 不少于5个测区面积2cm测区表面清洁 平整 干燥避开气孔及外露石子受力部位及易产生缺陷部位应布置测区测区优先布置在浇筑侧面避开钢筋和预埋件 1 6碳化深度检测 使用1 酚酞酒精溶液 碳化后酚酞不变色 未碳化的混凝土呈碱性 酚酞变红色 不少于30 测区 求平均值若极差大于2 0mm 应检测每一测区碳化深度读数精确到0 5mm新结构 碳化较浅 凿出一小块检测 老结构使用电锤 1 7回弹值计算 Rm 测区平均回弹值 精确至0 1 Ri 第i个测点的回弹值 个测值 剔除3个最大值 3个最小值后 1 8回弹值修正 非水平状态回弹仪朝上 修正值为负 朝下 修正值为正 测试面修正浇筑表面 修正值为正 浇筑底面 修正值为负 1 9混凝土强度换算值 测区混凝土强度换算值 1 9 1两部规范回弹强度换算值比较 回弹法检测混凝土抗强度技术规程 JGJ T23 2001 制成表格供查取 与SL352 2006中型回弹仪强度曲线一致 1 10回弹法测强曲线 1 11统一测强曲线的适用范围 普通混凝土采用的材料 拌和水符合现行国家有关标准 不掺外加剂或仅掺非引气型外加剂 采用普通成型工艺 采用符合现行国家标准 混凝土结构工程施工质量验收规范 GB50204 2002 规定的钢模 木模及其他材料制作的模板 自然养护或蒸汽养护出池后经自然养护7d以上 且混凝土表层为干燥状态 龄期为14 1000d 抗压强度为10 60MPa 1 12强度换算值修正 所检结构与测强曲线材料有较大差异时 应对强度换算值修正 用于修正的立方体试块或芯样试件 6个 同条件立方试块 15 15 15cm3 混凝土芯样试件 10cm 10cm 1 13强度推定值计算 测区 10个 10MPa 测区 10个 批量检测 1 14按批检测计算的条件 出现下列情形时 应按单个构件计算 1 15泵送混凝土强度换算值修正 泵送混凝土流动性大 粗骨料粒径较小 砂率增加 混凝土的砂浆包裹层偏厚 表面硬度较低 实际测得的回弹值偏低 1 16回弹法检测混凝土抗压强度报告 1基本信息工程信息 委托单位 设计单位 监理单位 监督单位 工程名称 结构或构件名称 施工日期 混凝土生产单位 输送方式 检测原因检测信息 检测环境 检测依据 回弹仪生产厂 回弹仪编号 回弹仪检测证号 检测日期2检测结果表 1 17回弹法检测混凝土强度工程实例 向上检测 测试面为底面 泵送混凝土 2超声回弹综合法检测混凝土强度 超声回弹综合法建立在超声波传播速度和回弹值同混凝土抗压强度之间相互关系的基础上 以声速和回弹值综合反映混凝土的抗压强度 2 1仪器设备 超声仪声时范围0 9999us 精度0 1us换能器50 100kHz 中型回弹仪 标称动能2 207J 中国工程建设标准化委员会标准超声回弹综合法检测混凝土强度技术规程Technicalspecificationfordetectingstrengthofconcretebyultrasonic reboundcombinedmethodCECS02 2005中国计划出版社 2 2规程情况 1 工程信息2 结构信息3 原材料情况4 施工情况5 原始记录6 存在的质量问题 2 3资料收集 2 4 1测试方式 2 4 2测区数量 单个构件每个构件测区数 10按批抽样强度等级相同 原材料 配合比 成型工艺 养护条件及龄期基本相同 构件种类相同 施工阶段所处状态相同 抽检数量 30 且 10件 每一构件测区数 10 2 4 3测区要求 对测与角测测区200mm 200mm 平测测区400mm 400mm平测超声测距350mm 450mm 换能器连线与钢筋夹角40 50 浇注侧面测区均匀分布 相邻测区间距 2m 2 5回弹测试 对测与角测时 在超声波发射及接收面测区内各弹击8点平测时 在超声波发射及接收点之间弹击16点 2 6超声声时测试 布置在回弹测试的同一测区内每个测区的对应测试面 各布置3个测点测点磨平 换能器与混凝土耦合良好优先采用对测或角测 2 7 1超声声速计算 对测 tm 测区声时3点平均值 精确到0 1us l 超声测距 误差小于 1 v 测区声速值 精确到0 01km s 2 7 2声速计算 角测 2 7 3声速计算 平测 声速修正系数 vd 对测声速 vp 平测声速 直接测vd 时 距法求斜率得vd 2 8超声声速修正 顶面及底面对测或角测 1 034顶面平测 1 05底面平测 0 95 2 9 1强度换算值计算 粗骨料为卵石 粗骨料为碎石 混凝土用水泥符合现行国家有关标准 混凝土用砂 石骨料符合现行国家有关标准 掺或不掺减水剂或早强剂 人工或一般机械搅拌 成型 采用符合现行国家标准 混凝土结构工程施工质量验收规范 GB50204 2002 规定的钢模 木模 自然养护 龄期为7 730d 超过 可取芯修正 混凝土强度等级C10 C50 2 9 2强度换算公式的适用范围 2 10强度换算值修正 所检结构与测强曲线材料有较大差异时 应对强度换算值修正 用于修正的立方体试块或芯样试件 3个 同条件立方试块 15 15 15cm3 混凝土芯样试件 10cm 10cm 2 11 1强度推定值计算 测区 10个 10MPa 2 11 2按批抽样强度推定值计算 标准差出现下列条件之一 不能按批 应按单个构件 2 12超声回弹综合法强度检测工程实例 350mm 350mm混凝土柱 设计强度等级C30 3射钉法检测混凝土强度 射钉法 PenetrationProbe 又称贯入阻力法 国外也称为穿透探针法或WindsorProbe试验 使用射钉枪将特制钢钉射入混凝土一定深度 根据钉的外露长度作为混凝土贯入阻力的度量并以此推算混凝土强度射钉枪发射出的钢钉初动能固定 钢钉的力学性能 尺寸 形状不变 因此钢钉贯入混凝土中的深度取决于混凝土的力学性质 射钉法优缺点 美国材料试验协会标准 ASTMC803 82 3 1 1规程情况 3 1 2规程情况 7现场混凝土质量检测7 2射钉法检测混凝土强度 中华人民共和国水利行业标准水工混凝土试验规程TestcodeforhydraulicconcreteSL352 2006华人民共和国水利部 3 2 1射钉法仪器 3 2 2射钉法仪器 射钉枪子弹长18mm 直径6 8mm射钉淬火的合金钢制成 长75mm 直径4 7mm基准板厚10mm中间开孔的不锈钢圆板 以此板为基准测量射钉外露长度游标卡尺测量范围0 100mm 精度0 02mm 1 工程信息2 结构信息3 原材料情况4 施工情况5 原始记录6 存在的质量问题 3 3资料收集 3 4射钉法操作步骤 从发射管口装入钢钉 用送钉器将其推至底部 拉出送弹器 装上子弹再推回原位 发射枪对准射击点 解除保险 扣动扳机 将钢钉射入混凝土 基准板套在钢钉上 测量钢钉外露长度 检查钢钉嵌入混凝土中情况 舍弃嵌入不牢的钢钉 并补射 3 5适用条件 强度等级C10 C 0龄期 7d所测结构混凝土厚度 150mm 3 6测区及测点要求 每个构件测区数 3每个测区3个测点 布置在边长为200mm的等边三角形内每2个射钉之间距离 140mm射钉距构件边缘 100mm 3 7外露长度数据处理 3个测值极差超过右表值 N N Y Y 3 8强度换算值 混凝土强度换算值 L 射钉外露长度 a b 测强公式回归系数 3 9 1专用测强曲线的建立 目的 建立贯入阻力与混凝土强度的关系式 标定试验要求在边长为40cm的立方体试块上进行射钉试验 射击点间距不小于140mm 距边缘不小于100mm 混凝土强度范围 5 40MPa 试验组数不少于30对 每组包括5点射钉及3个试块 采用最小二乘法回归 强度变异系数 15 3 9 2专用测强曲线的适用性 一台射钉枪 一种型号射钉及子弹对应一条标定曲线粗骨料品种 强度 粒径 干湿状态存在较大诧异 应重建采用钻芯法校正 4拔出法检测混凝土强度 4 1 1拔出法分类 预埋拔出法在混凝土表层面以下一定距离预先埋入一个钢制锚固件 混凝土硬化以后 通过锚固件施加拔出力 4 1 2拔出法分类 后装拔出法在已硬化的混凝土表面钻孔 磨槽 嵌入锚固件并安装拔出仪进行拔出试验 测定极限拔出力 根据预先建立的拔出力与混凝土强度之间的相关关系推算混凝土强度 4 1 3拔出法分类 拉剥试验将一个圆形钢制拉剥盘 用环氧树脂粘接剂 粘到混凝土表面 待粘接剂硬化后 施加拉拔力 剥离混凝土 中国工程建设标准化委员会标准后装拔出法检测混凝土强度技术规程CECS69 941994北京 4 2规程情况 4 3 1设备 4 3 2设备 三点式反力支承内径120mm 适用于粗骨料最大粒径 40mm圆环式反力支承内径55mm 适用于粗骨料最大粒径 40mm 4 3 3设备 拔出仪应具备以下技术性能额定拔出力大于测试范围内的最大拔出力 三点式拔出试验装置其工作行程 6mm 允许示值误差为 2 F S 测力装置应具有峰值保持功能 单个构件检测时 均匀布置3个测点 3个拔出力中最大或最小值与中间值之差大于中间值的15 在最小力附近加测2点 按批检测 30 且 10件 每个构件 3点 测点优先布置在浇筑侧面 测点布置在构件受力较大及薄弱部位 相邻测点间距 10h 测点距边缘 4h 测区表面清洁 干燥 清除饰面层 浮浆 磨平 避开接缝 蜂窝 麻面 表层钢筋 预埋件 避开钢筋和预埋件 4 4测点要求 4 5操作步骤 钻孔 磨槽 锚固 拔出 4 6 1强度换算值计算 混凝土强度换算值 精确至0 1MPa F 拔出力 精确至0 1kN A B 测强公式回归系数 6个强度等级每一强度等级 6组每组包括1个拔出试件和3个立方体试块每一拔出试件做3点拔出试验 取平均值为拔出力3个立方体试块的强度代表值 平均值 中间值 其一 15 舍弃 均 15 拔出力及立方体试块抗压强度值回归 4 6 2测强曲线 4 7强度换算值修正 n 3 4 8单个构件强度推定 1拔出力F3个拔出力中最大和最小值与中间值之差均小于中间值的15 取最小值 3个拔出力中最大或最小值与中间值之差大于中间值的15 加测的2个拔出力与最小值取平均值 并与前一次中间值比较 取小值 2换算值平均拔出力计算强度换算值 乘以修正系数 3推定值 4 9按批构件强度推定 1换算值每个拔出力计算强度换算值 乘以修正系数 2推定值 取两者中的较大值作为该批构件混凝土强度推定值 4 10按批检测计算的条件 出现下列情形时 应按单个构件计算 4 11 1新老混凝土粘接强度检测 属于拉剥试验钻芯超过新老混凝土结合面 将拉剥盘粘到混凝土表面 待粘接剂硬化后 施加拉拔力 剥离混凝土 4 11 2新老混凝土粘接强度检测 5钻芯法检测混凝土强度 钻芯法利用钻机和人造金刚石空心薄壁钻头 从结构混凝土中钻取芯样以检测混凝土强度和检查混凝土内部缺陷的方法 5 1 1钻芯法 对试块抗压强度测试结果有怀疑 很高或不足 材料 施工或养护不良 出现质量问题 遭受冻害 火灾 化学侵蚀或其他损害 针对回弹法 旧结构 对其他无损检测方法修正 不适用 C10混凝土 5 1 2钻芯法应用对象 5 2设备 中华人民共和国水利行业标准 水工混凝土试验规程 SL352 2006 中国工程建设标准化委员会标准 钻芯法检测混凝土强度技术规程 CECS03 88 5 3规程情况 5 4资料收集 1 工程信息 工程名称 建设 设计 施工 监理单位名称2 结构信息 名称 外形尺寸 数量 强度等级3 原材料情况 水泥 砂 石 配合比 外加剂4 施工情况 模板 浇筑 养护 浇筑日期5 原始记录 设计图纸 施工记录6 检测原因 5 5芯样钻取位置 受力较小部位具有代表性的部位便于钻芯机安装与操作避开钢筋 预埋件 管线位置对非破损法修正时 两者在同一测区 5 6芯样数量与直径 芯样数量单个构件检测 每个构件不少于3个芯样 芯样直径不宜小于3倍骨料最大粒径不得小于2倍骨料最大粒径 5 7对芯样要求 直径为100mm或150mm 高径比1 2 并修正试压结果 芯样高度精确至1mm 芯样直径在中部相互垂直的两个位置上测两次 取平均值 精确至1mm 不得有钢筋 5 8 1芯样加工及检验要求 采用锯切机加工芯样试件芯样垂直度方法 游标量角器测量两个端面与母线的夹角 精确到0 1 要求 不垂直度 2 芯样平整度方法 钢板尺紧靠在芯样端面 转动钢转尺 用塞尺测量间隙要求 端面100mm长度内 0 1mm 5 8 2芯样端面加工 芯样不满足平整度及垂直度要求时在磨平机