混凝土用热轧钢筋拉伸、冷弯试验

混凝土用热轧钢筋拉伸 冷弯试验混凝土用热轧钢筋拉伸 冷弯试验 一 钢筋拉伸试验 1 混凝土用热轧光圆钢筋及带肋钢筋牌号及公称直径 横截面面积 1 钢筋的牌号及其含义 类别牌号牌号构成英文字母含义 HPB235热轧光圆 钢筋HPB300 由 HPB 屈服强度 特征值构成 HPB 热轧光圆钢筋的英文 Hot rolled Plain Bars 缩写 HRB335 HRB400 普通热轧 带肋钢筋 HRB500 由 HRB 屈服强度 特征值构成 HRB 热轧带肋钢筋的英文 Hot rolled Ribbed Bars 缩写 HRBF335 HRBF400 细晶粒热 轧带肋钢 筋HRBF500 由 HRBF 屈服强 度特征值构成 HRBF 热轧带肋钢筋的英文缩写后加 细的 英文 Fine 首位字母 2 钢筋的公称直径 横截面面积 类别公称直径 mm公称横截面面积 mm2 公称直径 mm公称横截面面积 mm2 5 523 7614153 9 6 533 1816201 1 850 2718254 5 1078 5420314 2 热轧光圆 钢筋 12113 1 628 2722380 1 850 2725490 9 1078 5428615 8 12113 132804 2 14153 9361018 16201 1401257 18254 5501964 热轧带肋 钢筋 20314 2 注 理论重量按密度为 7 85 g cm3计算 2 组批规则和取样方法 1 组批规则 钢筋应按批进行检查和验收 每批由同一牌号 同一炉罐号 同一规格的钢筋组成 每批重量通常不大于 60t 超过 60 t 的部分 每增加 40t 或不足 40 t 的余数 增加一个拉伸试验 试样和一个弯曲试验试样 允许由同一牌号 同一冶炼方法 同一浇注方法的不同炉罐号组成混合批 各炉罐号含碳量之差不大 于 0 02 含锰量之差不大于 0 15 混合批的重量不大于 60t 2 取样方法 每批钢筋的检验项目 取样方法和试验方法应符合下表的规定 每组试件数量 钢筋种类 拉伸试验弯曲试验 热轧带肋钢筋2 根2 根 热轧光圆钢筋2 根2 根 取样方法为任选两根钢筋切取 3 试件要求 拉伸试件的长度 L 分别按下式计算后截取 拉伸试件 10 22hhLL 式中 L 分别为拉伸试件和冷弯试件的长度 mm w L L0 拉伸试件的标距 mm h h1 分别为夹具长度和预留长度 mm h1 0 5 1 a a 钢筋的公称直径 mm 对于光圆钢筋一般要求夹具之间的最小自由长度不小于 350mm 对于带肋钢筋 夹具之间的最小自由长度一般要求 时 不小于 350mm 时 25 d3225 d 不小于 400mm 时 不小于 500mm 5032 d 2 主要仪器设备 1 万能材料试验机 示值误差不大于 1 量程的选择 试验时达到最大荷载时 指针最好在 第三象限 180 270 内 或者数显破坏荷载在量程的 50 75 之间 2 钢筋打点机或划线机 游标卡尺 精度为 0 1mm 等 3 试样制备 拉伸试验用钢筋试件不得进行车削加工 可以用两个或一系列等分小冲点或细划线标出试件原始 标距 测量标距长度 L0 精确至 0 1mm 见图 1 根据钢筋的公称直径选取公称横截面积 mm2 图 1 钢筋拉伸试验试件 a 试样原始直径 L0 标距长度 h1 取 0 5 1 a h 夹具长度 4 试验步骤 将试件上端固定在试验机上夹具内 调整试验机零点 装好描绘器 纸 笔等 再用下夹具固 定试件下端 开动试验机进行拉伸 拉伸速度为 屈服前应力增加速度为 10MPa s 屈服后试验机活动夹头 在荷载下移动速度不大于 0 5Lc min 直至试件拉断 拉伸过程中 测力度盘指针停止转动时的恒定荷载 或第一次回转时的最小荷载 即为屈服荷 载 Fs N 向试件继续加荷直至试件拉断 读出最大荷载 Fb N 测量试件拉断后的标距长度 L1 将已拉断的试件两端在断裂处对齐 尽量使其轴线位于同一条 直线上 如拉断处距离邻近标距端点大于 L0 3 时 可用游标卡尺直接量出 L1 如拉断处距离邻近标距端点 小于或等于 L0 3 时 可按下述移位法确定 L1 在长段上自断点起 取等于短段格数得 B 点 再取等于 长段所余格数 偶数如图 2a 之半得 C 点 或者取所余格数 奇数如图 2b 减 1 与加 1 之半得 C 与 C1点 则移位后的 L1分别为 AB 2BC 或 AB BC BC1 BCABL2 1 11 BCBCABL 图 2 用移位法计算标距 如果直接测量所求得的伸长率能达到技术条件要求的规定值 则可不采用移位法 5 结果评定 钢筋的屈服点和抗拉强度按下式计算 s b A Fs s A Fb b 式中 分别为钢筋的屈服点和抗拉强度 MPa s b 分别为钢筋的屈服荷载和最大荷载 N s F b F A 试件的公称横截面积 mm2 当 大于 1000MPa 时 应计算至 10MPa 按 四舍六入五单双法 修约 为 s b 200 1000MPa 时 计算至 5MPa 按 二五进位法 修约 小于 200MPa 时 计算至 1MPa 小数点 数字按 四舍六入五单双法 处理 钢筋的伸长率或按下式计算 5 10 100 0 01 105 L LL 或 式中 分别为或时的伸长率 精确至 1 5 10 aL5 0 aL10 0 L0 原标距长度 5a 或 10a mm L1 试件拉断后直接量出或按移位法的标距长度 mm 精确至 0 1mm 如试件在标距端点上或标距外断裂 则试验结果无效 应重做试验 附 GB1499 1 2008 及 GB1499 2 2007 规定 允许用下述方法测量钢筋在最大力下总伸长率 方法如 下 1 原始标距的标记和测量 在试样自由长度范围内 均匀划分为 10mm 或 5mm 的等间距标记 标记的划分和测量应符合 GB T 228 的有关要求 2 拉伸试验 按 GB T228 规定进行拉伸试验 直至试样断裂 3 断裂后的测量 选择 Y 和 V 两个标记 这两个标记之间的距离在拉伸试验之前至少应为 100mm 两个标记都应 当位于夹具离断裂点最远的一侧 两个标记离开夹具的距离都应不小于 20mm 或钢筋公称直径 d 取二 者之较大者 两个标记与断裂点之间的距离应不小于 50mm 或 2d 取二者之较大者 见图 A1 图 A1 断裂后的测量 在最大力作用下试样总伸长率 Agt 可按式 A1 计算 Agt 100 E R L LL m0 式中 L 图 A1 所示断裂后的距离 单位为毫米 mm L0 试验前同样标记间的距离 单位为毫米 mm Rm 抗拉强度 单位为兆帕 MPa E 弹性模量 其值可取为 2 105 单位为兆帕 MPa 二 冷弯试验 冷弯是桥梁钢材的重要工艺性能 用以检验钢材在常温下承受规定弯曲程度的弯曲变形能力 并 显示其缺陷 工程中经常需对钢材进行冷弯加工 冷弯试验就是模拟钢材弯曲加工而确定的 通过冷弯试验不 仅能检验钢材适应冷加工的能力和显示钢材内部缺陷 如起层 非金属夹渣等 状况 而且由于冷弯 时试件中部受弯部位受到冲头挤压以及弯曲和剪切的复杂作用 因此也是考察钢材在复杂应力状态下 发展塑性变形能力的一项指标 所以 冷弯试验对钢材质量是一种较严格的检验 1 试样 试样的长度应根据试样厚度和所使用的试验设备确定 当采用支辊式弯曲装置时 可以按照下式 确定 140 5 0mmadL 式中 圆周率 其值取 3 14 d 弯曲压头或弯心直径 试验直径 a 2 试验原理及试验设备 钢筋冷弯试验是以钢筋试样经受弯曲塑性变形 不改变加力方向 直至达到规定的弯曲角度 然 后卸除试验力 检查试样承受变形性能 通常检查试样弯曲部分的外面 里面和侧面 若弯曲处无裂 纹 起层或断裂现象 即可认为冷弯性能合格 冷弯试验可在压力机或万能试验机上进行 压力机或万能试验机上应配备弯曲装置 常用弯曲装 置有支辊式 V 形模具式 虎钳式 翻板式等四种 上述四种弯曲装置的弯曲压头 或弯心 应具有 足够的硬度 支辊式的支辊和翻板式的滑块也应具有足够的硬度 3 试验步骤 a 冷弯试件和支座 b 弯曲 180 c 弯曲 90 图 3 钢筋冷弯试验装置示意图 以采用支辊式弯曲装置为例介绍试验步骤与要求 1 试样放置于两个支点上 将一定直径的弯心在试样两个支点中间施加压力 使试样弯曲到规 定的角度 或出现裂纹 裂缝 断裂为止 2 试样在两个支点上按一定弯心直径弯曲至两臂平行时 可一次完成试验 也可先按 1 弯 曲至 90 然后放置在试验机平板之间继续施加压力 压至试样两臂平行 3 试验时应在平稳压力作用下 缓慢施加试验力 4 弯心直径必须符合相关产品标准中的规定 弯心宽度必须大于试样的宽度或直径 两支辊间 距离为 d 3a 0 5amm 并且在试验过程中不允许有变化 5 试验应在 10 35 下进行 在控制条件下 试验在 23 2 下进行 6 卸除试验力以后 按有关规定进行检查并进行结果评定 4 冷弯角度和弯心直径 品种强度等级公称直径 mm 弯心直径 钢筋直径 d a 光圆钢筋HPB2358 22180o ad 8 25180o ad3 HRB335 28 50180o ad4 8 25180o ad4 HRB400 28 40180o ad5 10 25180o ad6 螺 纹 钢 筋 HRB500 28 32180o ad7 钢筋焊接接头拉伸 弯曲试验钢筋焊接接头拉伸 弯曲试验 一 名次解释 1 钢筋闪光对焊 将两钢筋安放成对接形式 利用电阻热使接触点金属熔化 产生强烈飞溅 形成闪光 迅速施加 顶锻力完成的一种压焊方法 2 钢筋电弧焊 以焊条作为一极 钢筋为另一极 利用焊接电流通过产生的电弧热进行焊接的一种熔焊方法 3 热影响区 焊接或热切割过程中 钢筋母材因受热的影响 但未熔化 使金属组织和力学性能发生变化的 区域 4 延性断裂 伴随明显塑性变形而形成延性断口 断裂面与拉应力垂直或倾斜 其上具有细小的凹凸 呈纤维 状 的断裂 5 脆性断裂 几乎不伴随塑性变形而形成脆性断口 断裂面通常与拉应力垂直 宏观上由具有光泽的亮面组成 的断裂 二 焊接外观质量检验 焊接接头外观检查时 首先应由焊工对所焊接头或制品进行自检 然后由施工单位专业质量检查 员检验 监理 建设 单位进行验收记录 纵向受力钢筋焊接接头外观检查时 每一检验批中应随机抽取 10 的焊接接头 检查结果 当外观质量各小项不合格数均小于或等于抽检数的 10 则该批焊接接头外观质量评 为合格 当某一小项不合格数超过抽检数的 10 时 应对该批焊接接头该小项逐个进行复检 并剔出不合 格接头 对外观检查不合格接头采取修整或焊补措施后 可提交二次验收 一 钢筋闪光对焊接头 闪光对焊接头的质量检验 应分批进行外观检查和力学性能检验 并应按下列规定作为一个检验 批 1 在同一台班内 由同一焊工完成的 300 个同牌号 同直径钢筋焊接接头应作为一批 当同一台 班内焊接的接头数量较少 可在一周之内累计计算 累计仍不足 300 个接头时 应按一批计算 2 力学性能检验时 应从每批接头中随机切取 6 个接头 其中 3 个做拉伸试验 3 个做弯曲试验 3 封闭环式箍筋闪光对焊接头 以 600 个同牌号 同规格的接头作为一批 只做拉伸试验 闪光对焊接头外观检查结果 应符合下列要求 1 接头处不得有横向裂纹 2 与电极接触处的钢筋表面不得有明显烧伤 3 接头处的弯折角不得大于 3 4 接头处的轴线偏移不得大于钢筋直径的 0 1 倍 且不得大于 2mm 当模拟试件试验结果不符合要求时 应进行复验 复验应从现场焊接接头中切取 其数量和要求 与初始试验相同 二 钢筋电弧焊接头 电弧焊接头的质量检验 应分批进行外观检查和力学性能检验 并应按下列规定作为一个检验批 1 在现浇混凝土结构中 应以 300 个同牌号钢筋 同型式接头作为一批 每批随机切取 3 个接头 做拉伸试验 2 在装配式结构中 可按生产条件制作模拟试件 每批 3 个 做拉伸试验 3 钢筋与钢板电弧搭接焊接头可只进行外观检查 注 在同一批中若有几种不同直径的钢筋焊接接头 应在最大直径钢筋接头中切取 3 个试件 电弧焊接头外观检查结果 应符合下列要求 1 焊缝表面应平整 不得有凹陷或焊瘤 2 焊接接头区域不得有肉眼可见的裂纹 3 咬边深度 气孔 夹渣等缺陷允许值及接头尺寸的允许偏差 应符合下表的规定 钢筋电弧焊接头尺寸偏差及缺陷允许值 接 头 型 式 名 称 单 位帮条焊搭接焊 坡口焊及熔槽 帮条焊 帮条沿接头中心线的纵向偏移mm0 3d 接头处的弯折 O 333 接头处钢筋轴线的偏移mm0 1d0 1d0 1d 焊缝厚度mm 0 05d 0 0 05d 0 焊缝宽度mm 0 1d 0 0 1d 0 焊缝长度mm 0 3d 0 3d 横向咬边深度mm0 50 5 0 5 在长 2d 的焊缝 表面上 个 mm2 2 6 2 6 焊缝气孔及夹 渣的数量和大 小在全部焊缝上 个 mm2 2 6 4 坡口焊 熔槽帮条焊和窄间隙焊接头的焊缝余高不得大于 3mm 当模拟试件试验结果不符合要求时 应进行复验 复验应从现场焊接接头中切取 其数量和要求 与初始试验时相同 三 力学性能试验 钢筋闪光对焊接头通常进行拉伸试验和弯曲试验 应从每批成品中切取 6 个试件 3 个进行拉伸 试验 3 个进行弯曲试验 钢筋电弧焊接头通常只做拉伸试验 试验应在 10 35 室温下进行 1 拉伸试验 用静拉伸力对试样轴向拉伸时应连续而平稳 加载速率宜为 10 30MPa s 将试样拉至断裂 或出现缩颈 可从测力盘上读取最大力 或从拉伸曲线图上确定试验过程中的最 大力 试验中 当试验设备发生故障或操作不当而影响试验数据时 试验结果应视为无效 当在试样断口上发现气孔 夹渣 未焊透 烧伤等焊接缺陷时 应在试验记录中注明 抗拉强度应按下式计算 钢筋闪光对焊接头 电弧焊接头拉伸试验结果均应符合下列要求 1 3 个热轧钢筋接头试件的抗拉强度均不得小于该牌号钢筋规定的抗拉强度 HRB400 钢筋接 头试件的抗拉强度均不得小于 570N mm2 2 至少应有 2 个试件断于焊缝之外 并应呈延性断裂 当达到上述 2 顶要求时 应评定该批 接头为抗拉强度合格 当试验结果有 2 个试件抗拉强度小于钢筋规定的抗拉强度 或 3 个试件均在焊缝或热影响区发生 脆性断裂时 则一次判定该批接头为不合格品 当试验结果有 1 个试件的抗拉强度小于规定值 或 2 个试件在焊缝或热影响区发生脆性断裂 其 抗拉强度均小于钢筋规定抗拉强度的 1 10 倍时 应进行复验 复验时 应再切取 6 个试作 复验结果 当仍有 1 个试件的抗拉强度小于规定值 或有 3 个试件 断于焊缝或热影响区呈脆性断裂 其抗拉强度小于钢筋规定抗拉强度的 1 10 倍时 应判定该批接头为 不合格品 注 当接头试件虽断于焊缝或热影响区 呈脆性断裂 但其抗拉强度大于或等于钢筋规定抗拉强 度的 1 10 倍时 可按断于焊缝或热影响区之外 称延性断裂同等对待 2 弯曲试验 钢筋闪光对焊接头弯曲试验应符合下列规定 1 试样的长度宜为两支辊内侧距离另加 150mm 2 应将试样受压面的金属毛刺和镦粗变形部分去除至与母材外表齐平 3 弯曲试验可在压力机或万能试验机上进行 4 进行弯曲试验时 试样应放在两支点上 并应使焊缝中心与压头中心线一致 5 应缓慢地对试样施加弯曲力 直至达到规定的弯曲角度或出现裂纹 破断为止 6 压头弯心直径和弯曲角度应按下表的规定确定 钢筋闪光对焊接头弯曲试验指标 钢筋牌号弯心直径弯曲角 HPB2352d90 HRB3354d90 HRB4005d90 HRB5007d90 注 1 d 为钢筋直径 mm 2 直径大于 25mm 的钢筋焊接接头 弯心直径应增加 1 倍钢筋直径 当试验结果 弯至 90 有 2 个或 3 个试件外侧 含焊缝和热影响区 未发生破裂 应评定该批 接头弯曲试验合格 当 3 个试件均发生破裂 则一次判定该批接头为不合格品 当有 2 个试件试佯发生破裂 应进行复验 复验时 应再切取 6 个试伴 复验结果 当有 3 个试件发生破裂财 应判定该接头为不合格品 注 当试件外侧横向裂纹宽度达到 0 5mm 时 应认定已经破裂 泥浆性能指标试验泥浆性能指标试验 一 泥浆比重试验 1 试验仪器 泥浆比重计 2 试验方法 将要测定的泥浆装满泥浆杯 加盖并洗净从小孔溢出的泥浆 再置于支架上 移动 游码 使杠杆水平 读出游码左侧的刻度即为泥浆的相对密度 图 1 为国内常用 NB 1 型泥浆比重计 图 1 NB 1 型泥浆比重计 NB 1 型泥浆比重计是一个不等臂的天平 它的杠杆刀口搁在可固定安装在工作台的座子上 杠杆 左侧为盛泥浆的杯 容积固定不变 杠杆右侧为有刻度的游码装置 移动游码可在标尺上直接读出泥 浆重量 杠杆的平衡可由杠杆顶部的水平泡指标 二 泥浆粘度试验 1 试验仪器 标准漏斗粘度计 2 试验方法 用两端开口杯分别量取 200mL 和 500mL 的泥浆 用筛网滤去大的砂粒 再将泥浆 倒入漏斗 使泥浆从漏斗流出 流满 500mL 量杯所需的时间即为泥浆的粘度 校正方法 漏斗中加 满 700mL 的清水 流出 500mL 的时间应为 15s 如偏差超过 1s 则测定的结果应进行修正 图 2 为国内常用 1006 型泥浆粘度计 图 2 1006 型泥浆粘度计图 3 图 3 NA 1 型泥浆含砂量计 三 泥浆的含砂率试验 1 试验仪器 含砂率计 2 操作程序 把泥浆充至测管上标有 泥浆 字样的刻线处 加清水至标有 水 的刻线处 堵死管口并摇振 倾倒该混合物于滤筒中 丢以通过滤筛的液体 再加清水于测管中 摇振后再倒入滤筒中 反复 之 直至测管内清洁为止 用清水冲洗筛网上所得的砂子 剔除残留泥浆 把漏斗套进滤筒 然后慢慢翻转过来 并把漏斗插入测管内 用清水把附在筛网上的砂子全部冲 入管内 待砂子沉淀后 读出砂子的百分含量 将仪器清洗并擦干 收入箱内 图 3 为 NA 1 型泥浆含砂量计 四 泥浆胶体率试验 1 试验仪器 带刻度量杯 2 试验方法 泥浆的胶体率是泥浆中粘土水化分散程度及其悬浮状态稳定性的简易且有效的衡量 将 100mL 泥浆倒入有刻度的量筒中 静置 24h 观察泥浆析出水分的情况 如上部析水 5mL 则表明 泥浆胶体率为 95 一般要求泥浆的胶体率在 96 以上 五 泥浆失水率和泥皮厚度试验 可采用教材推荐滤纸试验方法 此外也可采用专门试验仪器测定 如 NS 1 型气压泥浆式失水量 测定器 图 4 适用于现场或实验室测量泥浆失水量 一定体积的泥浆在规定空气压力下流出的滤液 量即为失水量 图 4 NS 1 型气压泥浆式失水量测定器 图 5 ZNS 型泥浆失水量测定仪 ZNS 型泥浆失水量测定仪 图 5 该仪器使用于测量钻孔泥浆 在定压力作用下 以一定过滤面积条件下和在一定时间内 的静失 水量 同时也可测量钻井泥浆失水后所形成的泥饼厚度 六 泥浆酸碱度试验 采用 PH 试纸测定 低应变反射波法检测桩基础完整性试验低应变反射波法检测桩基础完整性试验 一 试验仪器 桩基低应变测试系统 反射波法检测系统由传感器 激振锤 一体化检测仪和打印机等组成 其 中一体化检测仪由信号采集及处理仪和相应的分析软件等组成 二 试验目的 检测桩身的完整性 推断缺陷的类型 对桩长进行校核 对桩身混凝土强度作出估计 三 准备工作 检测前首先应搜集有关技术资料 根据现场实际情况选择合适的激振设备 传感器及检测仪 检查测试系统各部分之间是否连接 良好 确认整个测试系统处于正常工作状态 桩顶应凿至新鲜混凝土面 并用打磨机将测点和激振点磨平 应测量并记录桩顶截面尺寸 混凝土灌注桩的检测宜在成桩 14d 以后进行 打入或静压式预制桩的检测应在相邻桩打完后进行 四 现场测试 1 传感器安装应符合下列规定 传感器的安装可采用石膏 黄油 橡皮泥等耦合剂 粘结应牢固 并与桩顶面垂直 对混凝土灌注桩 传感器宜安装在距桩中心 1 2 2 3 半径处 且距离桩的主筋不宜小于 50mm 当桩径不大于 1000mm 时不宜少于 2 个测点 当桩径大于 1000mm 时不宜少于 4 个测点 对混凝土预制桩 当边长不大于 600mm 时不宜少于 2 个测点 当边长大于 600mm 时不宜少于 3 个测点 对预应力混凝土管桩不应少于 2 个测点 2 激振时应符合下列规定 混凝土灌注桩 混凝土预制桩的激振点宜在桩顶中心部位 预应力混凝土管桩的激振点和传感 器安装点与桩中心连线的夹角不应小于 45 激振锤和激振参数宜通过现场对比试验选定 短桩或浅部缺陷桩的检测宜采用轻锤短脉冲激振 长桩 大直径桩成深部缺陷桩的检测宜采用重锤宽脉冲激振 也可采用不同的锤垫来调整激振脉冲宽 度 采用力棒激振时 应自由下落 采用力锤敲击时 应使其作用力方向与桩顶面垂直 3 检测工作应遵守下列规定 采样频率和最小的采样长度应根据桩长和波形分析确定 各测点的重复检测次数不应少于 3 次 且检测波形具有良好的一致性 当干扰较大时 可采用信号增强技术进行重复激振 提高信噪比 当信号一致性差时 应分析 原因 排除入为和检测仪器等干扰因素 重新检测 对存在缺陷的桩应改变检测条件重复检测 相互验证 五 实测曲线的判读及缺陷位置的计算 1 桩身完整性分析宜以时域曲线为主 辅以频域分析 并结合施工情况 岩土工程勘察资料和波 型特征等因素进行综合分析判定 2 桩身缺陷位置应按下列公式计算 x x f c ctx 2 1 2000 1 式中 x 测点至桩身缺陷之间的距离 m 时域信号第一峰与缺陷反射波峰间的时间差 m x t 幅频曲线所对应缺陷的相邻谐振峰间的频差 Hz x f c 桩身波速 m s 无法确定时用 cm值替代 六 试验结论 根据实测曲线的判读及缺陷位置的计算结果对桩的质量作出结论 类桩 桩端反射较明显 无缺陷反射波 振幅谱线分布正常 混凝土波速处于正常范围 类桩 桩端反射较明显 但有局部缺陷所产生的反射信号 混凝土波速处于正常范围 类桩 桩端反射不明显 可见缺陷二次反射波信号 或有桩端反射但波速明显偏低 类桩 无桩端反射信号 可见因缺陷引起的多次强反射信号 或按平均波速计算的桩长明显短 于设计桩长 超声波法检测桩基础完整性试验超声波法检测桩基础完整性试验 一 适用范围 声波透射法适用于检测桩径大于 800mm 以上混凝土灌注桩的完整性 二 检测仪器与设备 1 检测仪系统应包括信号放大器 数据采集及处理存储器 径向振动换能器等 2 检测仪应具有 发双收功能 三 现场检测技术 1 预埋检测管应符合下列规定 当桩径不大于 1500mm 时 应埋没三根管 当桩径大于 1500mm 时 应埋设四根管 声测管宜采用金属管 其内径应比换能器外径大 15mm 管的连接宜采用螺纹连接 且不漏水 声测管应牢固焊接或绑扎在钢筋笼的内侧 且互相平行 定位准确 并埋设至桩底 管口宜高 出桩顶面 300mm 以上 声测管管底应封闭 管口应加盖 声测管的布置以路线前进方向的顶点为起始点 按顺时针旋转方向进行编号和分组 每两根编 为一组 2 检测前的准备应符合下列规定 被检桩的混凝土龄期应大于 14d 声测管内应灌满清水 且保证畅通 标定超声波检测仪发射至接收的系统延迟时间 t0 准确量测声测管的内 外径和两相邻声测管外壁间的距离 量测精度为 1mm 取芯孔的垂直度误差不应大于 0 5 检测前应进行孔内清洗 3 检测方法应符合下列要求 测点间距不宜大于 250mm 发射与接收换能器应以相同标高同步升降 其累计相对高差不应大 于 20mm 并随时校正 在对同一根桩的检测过程中 声波发射电压应保持不变 对于声时值和波幅值出现异常的部位 应采用水平加密 等差同步或扇形扫测等方法进行细测 结合波形分析确定桩身混凝土缺陷的位置及其严重程度 4 现场检测步骤 1 将装设有扶正器的接收及发射换能器置于检测管内 调试仪器的有关参数 直至显示出清晰的 接收波形 且使最大波幅达到显示屏的 2 3 左右为宜 2 检测宜由检测管底部开始 将发射与接收换能器置于同一标高 测取声时 波幅或频率 并进 行记录 3 发射与接收换能器应同步升降 测量点距小于或等于 250mm 各测点发射与接收换能器累计相 对高差不应大于 20mm 并应随时校正 发现读数异常时 应加密测量点距 4 一根桩有多根检测管时 按分组进行测试 四 检测数据的处理与桩身完整性判定 1 声速判据 当实测混凝土声速值低于声速临界值时应将其作为可疑缺陷区 Di vv 式中 vi 第 i 个测点声速值 km s vD 声速临界值 km s 声速临界值采用正常混凝土声速平均值与 2 倍声速标准差之差 即 vD vv 2 n i i nvv 1 1 1 2 n vv n i i v 式中 n 测点数 vi 混凝土中第 i 测点声速值 km s v 声速平均值 km s 声速标准差 v 2 波幅 衰减量 判据法 用波幅平均值减 6dB 作为波幅临界值 当实测波幅低于波幅临界值时 应将其作为可疑缺陷区 6 mD AA n i i m n A A 1 式中 AD 波幅临界值 dB Am 波幅平均值 dB Ai 第 i 个测点相对波幅值 dB n 测点数 3 PSD 判据法 采用斜率法作为辅助异常判据依据 当 PSD 值在某测点附近变化明显时 应将其作为可疑缺陷区 1 2 1 ii ii zz tt PSD 式中 和为相邻两测点的声时值 和为相邻两测点的深度 m i t 1 i ts i z 1 i z 五 桩身完整性类别判定 类桩 各声测剖面每个测点的声速 波幅均大于临界值 波形正常 类桩 某一声测剖面个别测点的声速 波幅略小于临界值 但波形基本正常 类桩 某一声测剖面连续多个测点或某一深度桩截面处的声速 波幅值小于临界值 PSD 值变 大 波形畸变 类桩 某一声测剖面连续多个测点或某一深度桩截面处的声速 波幅值明显小于临界值 PSD 值突变 波形严重畸变 金属洛氏硬度试验金属洛氏硬度试验 一 试验设备 洛氏硬度计 机 二 测试原理 洛氏硬度试验是将顶角为 120 金刚石圆锥体或直径为 1 588mm 的淬火钢球压头 在一定载荷 F 作用下压入被测金属表面 保持一定时间后卸掉载荷 根据压痕的深度 h 确定被测金属的硬度值 根 据所加的载荷和压头不同 洛氏硬度值有三种标度 HRA HRB HRC 洛氏硬度机 洛氏硬度试验是在洛氏硬度机上进行 如上图所示 实验时试样放在工作台上 按顺时针方向转 动手轮 使工作台上升至试样与压头接触 继续转动手轮 通过压头和压轴顶起杠杆 并带动指示器 表盘的指针转动 待小指针指到黑点时 试样即已加上 98N 的强载荷 随后转动指示器表盘使大指针 对准 0 测 HRB 时对准 30 按下按钮释放转盘 在砝码的作用下 顶杆在缓冲器的控制下匀缓下 降 主载荷通过杠杆 压轴和压头作用于试样上 停留规定时间后 扳动手柄 使转盘顺时针方向转 动至原来被锁住的位置 由于转盘上齿轮使扇齿轮 齿条同时运动而将顶杆顶起卸掉主载荷 这时指 针所指的读数 HRC HRA 读 C 标尺 HRB 读 B 标尺 即为所求的洛氏硬度值 三 三 试验方法 试验一般在 10 25 室温进行 对于温度要求严格的试验 应控制在 23 5 之内 1 清理试样表面 并根据试样的材料 形状 选择压头 载荷和工作台 2 把试样放在工作台上 按洛氏硬度计的操作规程进行试验 前后共测三点 取其平均值为洛氏 硬度值 回弹法检测混凝土抗压强度试验回弹法检测混凝土抗压强度试验 一 检测仪器及要求 1 混凝土回弹仪 1 回弹仪除应符合 回弹仪 GB T9138 标准外 还应符合下列技术要求 水平弹击时 弹击锤脱钩瞬间 中型回弹仪的标称能量为 2 207J 重型回弹仪的标称能量为 5 5J 弹击锤与弹击杆碰撞的瞬间 弹击拉簧处于自由状态 此时弹击锤起跳点相应于指针指示刻度 尺上 0 处 在洛氏硬度 HRC 为 60 2 的钢砧上 中型回弹仪的率定值为 80 2 重型回弹仪率定值为 83 1 数字式回弹仪应带有指针直读示值系统 数字显示的回弹值与指针直读示值相差不超过 1 2 回弹仪使用时的环境温度应为 4 40 3 回弹仪率定试验应在室温为 5 35 的条件下进行 率定时 钢砧应稳固地平放在刚度 大的物体上 测定回弹值时 取连续向下弹击三次的稳定回弹平均值 弹击杆应分三次旋转 每次旋 转 90 度 弹击杆每旋转一次的率定平均值中型回弹仪应为 80 2 重型回弹仪应为 83 1 2 混凝土碳化深度测量设备 二 检测一般规定 1 混凝土强度检测宜具有下列资料 工程名称 设计单位 施工单位 构件名称 数量及混凝土类型 强度等级 水泥安定性 外加剂 掺合料品种 混凝土配合比等 施工模板 混凝土浇筑 养护情况及浇筑日期等 必要的设计图纸和施工记录 检测原因 2 混凝土强度检测可采用下列两种方式 其适用范围及构件数量应符合下列规定 单个检测 适用于单个构件的检测 批量检测 适用于混凝土强度等级 原材料 配合比相同 养护条件基本一致且龄期相近的同 类构件 按批进行检测的构件 抽检数量不得少于同批构件总数的 30 且构件数量不得少于 10 件 抽检构件时 应随机抽取并使所选构件具有代表性 3 每一构件的测区应符合下列规定 测区数不应少于 10 个 对某一方向尺寸不大于 4 5m 且另一方向尺寸不大于 0 3m 的构件 其 测区数量可适当减少 但不应少于 5 个 相邻两测区的间距应控制在 2m 以内 测区离构件端部或施工缝边缘的距离不宜大于 0 5m 且 不宜小于 0 2m 测区应选在使回弹仪处于水平方向检测混凝土浇筑侧面 当不能满足这一要求时 可选在使回 弹仪处于非水平方向检测混凝土浇筑侧面 表面或底面 测区宜选在构件的两个对称可测面上 也可选在一个可测面上 且应均匀分布 在构件的重要 部位及薄弱部位必须布置测区 并应避开预埋件 测区的面积不宜大于 0 09m2 测区表面应为混凝土原浆面 并应清洁 平整 不应有疏松层 浮浆 油垢 涂层以及蜂窝 麻面 必要时可用砂轮清除疏松层和杂物 且不应有残留的粉末或碎屑 对弹击时产生颤动的薄壁 小型构件应进行固定 4 测区应标有清晰的编号 必要时应在记录纸上描述测区布置示意图和外观质量情况 三 回弹值测量 1 检测时 回弹仪的轴线应始终垂直于混凝土检测面 缓慢施压 准确读数 快速复位 2 测点宜在测区范围内均匀分布 相邻两测点的净距不宜小于 20mm 测点距外露钢筋 预埋件 的距离不宜小于 30mm 测点不应在气孔或外露石子上 同一测点只应弹击一次 每一测区应读取 16 个回弹值 每一测点的回弹值读数至 1 四 碳化深度值测量 1 回弹值测量完毕后 应在有代表性的测区位置上测量碳化深度值 测点不应少于构件测区数的 30 取其平均值作为该构件每个测区的碳化深度值 当碳化深度值极差大于 2 0mm 时 应在每一测 区分别测量碳化深度值 2 碳化深度值的测量 可采用适当的工具在测区表面形成直径约 15mm 的孔洞 其深度应大于 混凝土的碳化深度 孔洞中的粉末和碎屑应清除 不得用水擦洗 采用浓度为 1 的酚酞酒精溶液滴 在孔洞内壁的边缘处 当已碳化与未碳化界线清晰时 用碳化深度测量仪测量已碳化与未碳化混凝土 交界面到混凝土表面的垂直距离 测量不应少于 3 次 取其平均值 每次读数精确至 0 25mm 五 回弹值的计算 1 计算测区平均回弹值 应从该测区的 16 个回弹值中剔除 3 个最大值和 3 个最小值 用余下的 10 个回弹值按下式计算 10 R R 10 1i i m 式中 Rm 测区平均回弹值 精确至 0 1 Ri 第 i 个测点的回弹值 2 非水平方向检测混凝土浇筑侧面时 应按下式修正 amm RRR 式中 非水平状态检测时测区的平均回弹值 精确至 0 1 m R 非水平状态检测时回弹值修正值 应按规程附录 B 选用 a R 3 水平方向检测混凝土浇筑表面或浇筑底面时 应按下列公式修正 t a t mm RRR b a b mm RRR 式中 水平方向检测混凝土浇筑表面 底面时 测区的平均回弹值 精确至 0 1 t m R b m R 混凝土浇筑表面 底面回弹值的修正值 应按规程附录 C 采用 t a R b a R 4 当检测时回弹仪为非水平方向且测试面为非混凝土的浇筑侧面时 应先按规程附录 D 对回弹 值进行角度修正 再按规程附录 E 对修正后的值进行浇筑面修正 六 混凝土强度的计算 1 构件第 i 个测区混凝土强度换算值 由本规程附录 A 附录 B 附录 C 查表得出 2 构件的测区混凝土强度平均值应根据各测区的混凝土强度换算值计算 当测区数为 10 个及以 上时 应计算强度标准差 平均值及标准差应按下列公式计算 n f m n i 1 c icu fc cu 1 1 2 f 2 c icu f c cu c cu n mnf S n i 式中 构件测区混凝土强度换算值的平均值 MPa 精确至 0 1MPa c cu f m n 对于单个检测的构件 取一个构件的测区数 对批量检测的构件 取被抽检构件测区数之 和 结构或构件测区混凝土强度换算值的标准差 MPa 精确至 0 01MPa c cu f S 3 构件的现龄期混凝土强度推定值 fcu e 应按下列公式确定 1 当构件测区数少于 10 个时 c min cue cu ff 式中 构件中最小的测区混凝土强度换算值 c mincu f 2 当构件的测区强度值中出现小于 10 0MPa 时 fcu e 10 0MPa 3 当构件测区数不少于 10 个或按批量检测时 应按下列公式计算 c cu f ecu m f c cu f 645 1S 4 对按批量检测的构件 当该批构件混凝土强度标准差出现下列情况之一时 则该批构件应全部 按单个构件检测 1 当该批构件混凝土强度平均值小于 25MPa 时 4 5MPa c cu f S 2 当该批构件混凝土强度平均值不小于 25MPa 且不大于 60MPa 时 5 5MPa c cu f S 3 当该批构件混凝土强度平均值大于 60MPa 时 6 5MPa c cu f S 注 本节所列方法为回弹法检测混凝土抗压强度技术规程 征求意见稿 注 本节所列方法为回弹法检测混凝土抗压强度技术规程 征求意见稿 与现行规 与现行规 程不一致时 请参照现行规程 程不一致时 请参照现行规程 JGJ T23 2001JGJ T23 2001 超声回弹综合法测混凝土强度试验超声回弹综合法测混凝土强度试验 一 试验仪器 非金属超声波检测仪 混凝土回弹仪 二 一般规定 1 测试前搜集资料 工程名称和设计 施工 建设 委托单位名称 结构或构件名称 施工图纸和混凝土设计强度等级 水泥品种 强度等级和用量 砂石的品种 外加剂品种及配比等 模板类型 混凝土浇筑 养护情况和成型日期 2 检测数量 按单个构件检测时 应在构件上均匀布置测区 每个构件上测区数量不少于 10 个 同批构件按批抽样检测时 构件抽样数量不应少于同批构件的 30 且不少于 10 件 对某一方向尺寸不大于 4 5m 且另一方向尺寸不大于 0 3m 的构件 其测区数量可适当减少 但 不应少于 5 个 3 测区布置 测区优先布置在构件混凝土浇筑方向的侧面 测区可在构件的两个对应面 相邻面或同一面上布置 测区宜均匀布置 相邻测区的间距不宜大于 2m 测区应避开钢筋密集区和预埋件 测区尺寸宜为 200mm 200mm 采用平测时宜为 400mm 400mm 测试面应清洁 平整 干燥 不应有接缝 施工缝 饰面层 浮浆和油垢 并应避开蜂窝 麻 面部位 必要时 可用砂轮片清除杂物和磨平不平整处 4 其他 结构或构件上测区应编号 并记录测区位置和外观质量情况 对于结构或构件测区 应先进行回弹测试 后进行超声测试 计算混凝土抗压强度换算值时 非同一测区的回弹值和声速值不得混用 三 回弹测试及回弹值计算 1 回弹测试时 应始终保持回弹仪的轴线垂直于混凝土测试面 宜首先选择混凝土浇筑方向的侧 面进行水平方向测试 如不具备浇筑方向侧面水平测试的条件 可采用非水平状态测试 或测试混凝 土浇筑的顶面或底面 2 测量回弹值应在构件测区内超声波的发射和接收面各弹击 8 点 超声波单面平测时 可在超声 波的发射和接收测点之间弹击 16 点 每一测点的回弹值 测读精确度至 1 3 测点在测区范围内宜均匀布置 但不得布置在气孔或外露石子上 相邻两测点的间距不宜小于 30mm 测点距构件边缘或外露钢筋 铁件的距离不应小于 50mm 同一测点只允许弹击一次 4 测区回弹代表值应从该测区的 16 个回弹值中剔除 3 个较大值和 3 个较小值 根据其余 10 个有 效回弹值计算回弹平均值 R 精确至 0 1 10 1 10 1 i i RR 5 非水平状态下测得的回弹值 应按下列公式修正 aa RRR 式中 修正后的测区回弹代表值 a R 测试角度为时的测区回弹修正值 按教材表 4 15 或 CECS02 2005 表 5 2 5 的 a R 规定采用 6 在混凝土浇筑的顶面或底面测得的回弹值 应按下列公式修正 b a t aa RRRR 式中 测量混凝土浇筑顶面时的回弹修正值 按教材表 4 16 或 CECS02 2005 表 5 2 6 的 t a R 规定采用 测量混凝土浇筑底面时的回弹修正值 按教材表 4 16 或 CECS02 2005 表 5 2 6 的 b a R 规定采用 7 测试时回弹仪处于非水平状态 同时测试面又非混凝土浇筑方向的侧面 则应对测得的回弹值 先进行角度修正 然后对角度修正后的值再进行顶面或底面修正 四 超声波测试及声速值计算 1 超声测点应布置在回弹测试的同一测区内 每一测区布置 3 个测点 超声测试宜优先采用对测 或角测 当被测构件不具备对测或角测条件时 可采用单面平测 CECS02 2005 附录 B 2 超声测试时 换能器辐射面应通过耦合剂与混凝土测试面良好耦合 3 声时测量应精确至 0 1 超声测距测量应精确至 l 0mm 且测量误差不应超过 l 声速计算s 应精确至 0 01km s 4 当在混凝土浇筑方向的侧面对测时 测区混凝土中声速代表值应根据该测区中 3 个测点的混凝 土中声速值 按下列公式计算 3 1 0 3 1 i i i tt l v 式中 测区混凝土中声速代表值 km s v li 第 i 个测点的超声测距 mm 角测时测距按 CECS02 2005 附录 B 第 B 1 节计算 ti 第 i 个测点的声时读数 s t0 声时初读数 s 5 当在混凝土浇筑的顶面或底面测试时 测区声速代表值应按下列公式修正 vva 式中 修正后的测区混凝土中声速代表值 km s a v 超声测试面的声速修正系数 在混凝土浇筑的顶面和底面对测或斜测时 1 034 在混 凝土浇筑的顶面或底面平测时 测区混凝土中声速代表值应按 CECS02 2005 附录 B 第 B 2 节计算和修正 五 结构混凝土强度推算 1 结构或构件中第 i 个测区的混凝土抗压强度换算值 可按修正后的测区回弹代表值和声速 ai R 代表值后 优先采用专用测强曲线或地区测强曲线换算而得 ai v 2 当无专用和地区测强曲线时 按 CECS02 2005 附录 D 通过验证后 可按 CECS02 2005 附录 C 规定的全国统一测区混凝土抗压强度换算表换算 也可按下列全国统一测区混凝土抗压强度换算公式 计算 精确至 0 1MPa 1 粗骨料为卵石时 769 1 439 1 0056 0 aiai c icu Rvf 2 粗骨料为碎石时 410 1 656 1 0162 0 aiai c icu Rvf 3 结构或构件混凝土抗压强度推定值 应按下列规定确定 ecu f 1 当结构或构件的测区抗压强度换算值中出现小于 10 0MPa 的值时 该构件的混凝土抗压强度推 定值取小于 10MPa ecu f 2 当结构或构件中测区少于 10 个时 c cuecu ff min 式中 结构或构件最小的测区混凝土抗压强度换算值 MPa 精确至 0 1MPa c cu f min 3 当结构或构件中测区数不少于 10 个或按批量检测时 c cu c cu ff ecu smf645 1 式中 结构或构件混凝土抗压强度换算值的平均值 MPa 精确至 0 1MPa c cu f m n i c icu f f n m c cu 1 1 结构或构件混凝土抗压强度换算值的标准差 MPa 精确至 0 1MPa c cu f s 1 1 22 n mnf s n i f c icu f c cu c cu n 测区数 对单个检测的构件 取一个构件的测区数 对批量检测的构件 取被抽检构件测 区数的总和 注 对按批量检测的构件 当一批构件的测区混凝土抗压强度标准差出现下列情况之一时 该批 构件应全部按单个构件进行强度推定 1 一批构件的混凝土抗压强度平均值MPa 标准差MPa 25 c cu f m50 4 c cu f s 2 一批构件的混凝土抗压强度平均值MPa 标准差MPa 0 50 0 25 c cu f m50 5 c cu f s 3 一批构件的混凝土抗压强度平均值MPa 标准差MPa 0 50 c cu f m50 6 c cu f s 未及内容可参照中国工程建设标准化协会 超声回弹综合法检测混凝土强度技术规程 CECS02 2005 执行 应变片粘贴 钢材泊松比测定应变片粘贴 钢材泊松比测定 一 目的 1 初步掌握应变片的粘贴技术 2 测定钢材的泊松比 横向变形系数 二 设备及器材 1 DH3818 静态应变仪 2 等强度梁及补偿块 3 数字万用表 4 应变片 502 快干胶 导线以及接线端子等 5 石蜡密封剂 6 工具等 三 应变片的粘贴工艺 应变片要求粘贴层薄而均匀 无气泡 充分固化 既不产生蠕滑又不脱胶 贴片技术包括试件表 面处理 贴片 固化及防潮处理 焊接导线 质量检查等技术 1 应变片的筛选 应变片的丝栅或箔栅要排列整齐无弯折 无锈蚀斑痕 底基不能有局部破损 经过筛选后底应变 片 包括工作片和补偿片 应用数字万用表逐片测量电阻值 其其电阻值相差不应超过 0 5 欧姆 2 试件表面处理 对金属试件应先将贴片处表面的锈 油污和附着物全部清除 然后用砂布先粗后细地抛光 表面 达到至光洁度 砂布打磨方向应与电阻应变片主轴方向成 45o 抛光后 用丙酮将贴片处清洗 4 5 干净 若打磨后不立即贴片 则应对贴片处进行防尘和防潮处理 对混凝土试件 在贴片处不允许有麻面 气孔和浮浆 对贴片处用砂轮打磨机或砂布进行表面磨 光 清除浮尘 然后用环氧树脂涂一层厚度为 0 05 0 2mm 的底基 待底基完全固化后 再用砂布打 磨平 然后用丙酮将贴片处表面清洗干净 3 贴片 用划针或记号笔在试件贴片处画出定位轴线 重新用丙酮清洗贴片处 在应变片基底面均匀涂一 层 502 胶水等粘结剂 然后将应变片依据定位线放在测点上 在应变片上覆盖一层玻璃纸或塑料薄膜 用手指在其上轻轻滚压 挤出多余气泡和多余胶水 再用手指按压 1 2min 待胶水初步固化后即可 松手 注意粘结剂固化前 用镊