混凝土力学性能检测

4 4 混凝土力学性能检测混凝土力学性能检测 4 1 一般规定 4 1 14 1 1 混凝土力学性能现场检测可分成混凝土抗压强度 抗拉强度 抗折强度 静力受压弹性模量和表面硬度等检测项目 混凝土力学性能 抗压强度抗拉强度抗折强度静力受压 弹性模量 表面硬度 混凝土结构设计是以混凝土抗压强度 混凝土强度等级 为依据 其他的力学 性能指标如抗拉强度 抗折强度 静力受压弹性模量等是根据混凝土抗压强度 按照一定的换算关系得到的 结构性能评定过程中特别是对火灾后结构混凝土 的性能评定有时需要这些参数的实测值 混凝土抗拉强度 静力受压弹性模量 和表面硬度为新增检测项目 增加表面硬度的检测主要是为了方便评估环境作 用对结构混凝土性能的影响程度 4 1 24 1 2 混凝土力学性能的测区或取样位置应布置在构件无缺陷 无损伤且具有 代表性的部位 当发现构件存在缺陷 损伤或性能劣化现象时 应在检测报告 中予以描述 对于工程质量检测来说 当构件存在较大区域的质量缺陷时不符 合验收规范的验收规定 对于这些缺陷均应按验收规范的规定进行处理 混凝土强度非破损检测方法的测强曲线都是基于表面无损伤和无缺陷的试件建 立的 当用于表面有缺陷和损伤部位测试时 测试结果会有系统的测试不确定 性或偏差 4 1 34 1 3 当委托方有特定要求时 可对缺陷 混凝土性能劣化或损伤部位混凝土 的力学性能进行专项检测 近年来 确定缺陷或损伤等部位混凝土力学性能要 求逐渐增多 特别是确定性能劣化与损伤部位混凝土的力学性能是结构性能评 定做出处理决策的重要依据 增加性能劣化部位混凝土力学性能的测试很有必 要 为了适应现场检测的需要 本标准提供了一些缺陷 损伤及性能劣化区混 凝土力学性能的测试方法 4 2 混凝土抗压强度检测 4 2 14 2 1 混凝土抗压强度的现场检测应提供结构混凝土在检测龄期相当于 150mm 立方体抗压强度特征值的推定值 ecu f 混凝土强度等级 C 混凝土立方体抗压强度标准值 fcu k 1 标准试件 标准状态 2 具有 95 保证率 混凝土轴心抗压强度标准值 fc k fc k 0 88a1a2fcu k 混凝土设计强度 fc 混凝土推定强度 fcu e 混凝土强度等级 C 2025303540 混凝土立方体抗压强度标准值 fcu k 2025303540 棱柱体折减系数 a1 0 760 760 760 760 76 脆性系数 a2 1 001 001 001 001 00 尺寸 加载方式 养护条件折减系 数 0 880 880 880 880 88 混凝土轴心抗压强度标准值 fc k 13 416 720 123 426 8 混凝土材料分项系数 1 41 41 41 41 4 混凝土设计强度 fc 9 611 914 316 719 1 混凝土推定强度 fcu e 1 是根据样本参数对总体中具有 95 保证率的特征值的推定值 结构 ecu f 混凝土一般不具备标准养护的条件 检测时的龄期又不能正好是 28d 现场抽样检测只能提供检测龄期结构混凝土相当于 150mm 立方体试件抗 压强度具有 95 的特征值的推定值 现场检测提供结构混凝土在标养条 件下 28d 的立方体抗压强度的标准值没有实际的意义 而且会有较 kcu f 大的争议 2 芯样强度不应除以小于 1 的系数 检测时的芯样强度未必一定小于标养 试块强度 3 工程质量检测提供的 评定时可将与进行比较 判定混凝 ecu f ecu f kcu f 土主要力学性能指标是否满足设计的要求 结构性能评定时 评定机构 可依据确定构件性能评定时混凝土材料强度参数的取值 ecu f GBJ107 关于强度的评定 已知标准差 应由连续三组试件组成一个验收批 0kcu 7 0 fm cu f 质量要求 0kcu 645 1 f 验收界限 0kcu 7 0 fm cu f 抽样数量 3 n 计算过程 混凝土总体强度服从 N 2 分布 根据概率统计规律 强度均 值服从 2 nN 构造统计量 则 x 服从标准正态分布 n m x 1 0 N 3 645 1 0 m 0 0 0 645 1 3 11 645 13 645 1 kcukcu ffm 未知标准差 应由不少于 10 组试件组成一个验收批 cu cu f f Sfm 1kcu 9 0 4 2 24 2 2 混凝土抗压强度的检测可采用间接法中的回弹法 超声 回弹综合法或后 装拔出法 也可采用直接测定抗压强度的钻芯法 混凝土抗压强度的检测操作应遵守相应技术规程的规定 回弹法 超声 回弹综合法 后装拔出法和钻芯法检测混凝土抗压强度已有相应 的检测技术规程 遵守相关技术规程的操作规定是减少检测操作不确定度 操 作偏差 的有效措施 后装拔出法是依据混凝土受拉破坏的拉拔力换算混凝土抗压强度的检测方 法 也是混凝土抗压强度的间接测试方法 采用单一的钻芯法对构件损伤大 检测数据离散性较大 检测费用高 在 特定情况下可以使用 混凝土力学性能检测方法 间接法直接法 钻 芯 法 回弹 法 超 声 回 弹 综 合 法 后 装 拔 出 法 剪 压 法 4 2 34 2 3 当采用间接方法检测混凝土抗压强度时 宜采取钻芯法或同条件养护试 件进行修正 也可采取钻芯法进行验证 混凝土强度现场检测结果的不确定性 偏差 有三个因素 1 检测操作的不确定性 2 检测方法的不确定性 系统偏差 3 样本不完备性造成的不确定性 本条提出的直接方法修正是减小系统不确定性的有效措施 回弹法 超声 回弹综合法或后装拔出法的换算曲线均无明确的理论公式 是通过试块回归得到的 结构实体中的混凝土千差万别 换算曲线的可靠度无法 保证 本条中的修正指的是根据直接测试数据和对应部位间接测试数据的关系对 间接测试数据进行修正 本条中的验证指的是根据直接测试数据的结果对间接 测试数据的准确性进行确认 为避免同条件试件作假行为干扰检测结果 验证 不用同条件试件 4 2 44 2 4 混凝土抗压强度的修正 宜采用修正量的方法 建筑结构检测技术标准 GB T50344 对混凝土抗压强度的修正方法有详细的 规定 概要如下 修正方法 修正量法修正系数法 一一对应 修正系数法 对应样本 修正系数法 对应样本 修正量 总体 修正量 钻芯修正时可采取修正量的方法也可采取修正系数的方法 修正量的方法 是在非破损检测方法推定值的基础上加修正量 修正系数的方法是在非破损检 测方法推定值的基础上乘以修正系数 两者的差别在于 修正量法对被修正样 本的标准差 s 没有影响 修正系数法不仅对被修正样本的均值予以修正 也对 样本的标准差 s 予以了修正 总体修正量的方法是用被修正样本全部推定数值的均值与修正用样本 芯样试 件换算抗压强度 均值与进行比较确定修正量 当采取总体修正量法时 对芯 样试件换算立方体抗压强度的样本均值提出相应的要求 对应样本修正量用两个样本均值之差值作为修正量 两个样本的容量相同 测 试位置对应 对应样本修正系数是用两个样本均值的比值作为修正系数 对于 样本的要求与对应样本修正量的要求相同 一一对应修正系数的方法可参见 回弹法检测混凝土抗压强度技术规程 的相关规定 1 混凝土抗压强度检测时 直接法检测和间接法检测是两个独立的随机 事件 一一对应修正系数法采用了两个独立随机事件的个体进行比较 缺乏必要的理论依据 一一对应修正系数的值波动大 2 当采用小直径芯样试件时 由于其抗压强度样本的标准差增大 芯样 试件的数量宜相应增加 3 修正用芯样数量宜与混凝土标准差建立联系 4 2 54 2 5 测定单个构件混凝土抗压强度时 可按相关检测技术规程的规定进行检 测和推定 相关检测技术规程有详细的规定 4 2 64 2 6 检验批量构件混凝土抗压强度时 可根据情况采取下列抽样方案 1 1 无需推定检验批中单个构件混凝土抗压强度特征值时 采用计量抽样方案 计量抽样方案的检验批样本容量 为测区总数或取样的总数 n 2 2 需要推定检验批中单个构件混凝土强度特征值时 采取计量与计数混合抽样 的方案 计量与计数抽样方案的样本容量 为测区总数或取样的总数 也可为抽n 检构件的总数 l ne 不同的混凝土构件可以采用同一批次的混凝土进行浇筑 无需推定检验批中单 个构件混凝土抗压强度特征值时应把测区尽量布置在较多的构件上 使检测结 果更具有代表性 此时每个构件上的测区数量可不受相关检测技术规程的限制 4 2 74 2 7 计量抽样方案的检验批样本容量 和推定区间相关参数可按下列方法估计 n 1 1 预估检验批混凝土立方体抗压强度的均值或用作为的预估 evm cu f kcu f evm cu f 值 2 2 依据所采用检测方法的特点 按0 10 0 15 预测检测结果样本的变异系数 ev 3 3 按式 4 2 7 1 估计样本的标准差 ev s 4 4 2 2 7 7 1 1 evm cu evev fs 式中 估计的样本变异系数 ev 估计的样本算术平均值 mevcu f 4 4 按表 3 4 63 4 6 确定样本容量及特征值 0 05 分位数 推定区间限值系数n 和 1 k 2 k 5 5 按式 4 2 7 24 2 7 2 计算特征值 0 05 分位数 的推定区间 evz 4 4 2 2 7 7 2 2 ev skk 12evz 6 6 将与 5MPa 和 0 1两者中的较小值比较 调整及相应的系数 evz evm cu f n 和 直至满足小于 5MPa 和 0 1两者中的较小值 1 k 2 k evz evm cu f 7 7 采用单一钻芯法时 尚应大于 钻芯法检测混凝土强度强度技术规程 n CECS03 最小取样数量 计量抽样方案检测结果的准确性与标准差和样本容量密切相关 检测结果的准确 性通过控制推定区间的大小来保证 推定区间控制的准则为小于 5MPa 和 evz 0 1两者中的较小值 采用两者中的较小值是为了避免检测时样本容量过 evm cu f 小 同时 对强度等级较高的混凝土 C50 要求更严 估计样本平均值和变异系 数是为了估计样本的标准差 当缺乏经验时可采用作为均值预估值 s kcu f evm cu f 根据经验 超声 回弹综合法和回弹法检测结果的变异系数大概在0 05 0 08 之 间 拔出法和钻芯法变异系数明显增大 在0 08 0 15 之间 变异系数的估计 需要靠检测机构的工程经验 一般情况下取0 15 对于回弹法 超声回弹综合 法和后装拔出法 为测区总数 单一钻芯法的 为芯样的数量 nn 4 4 2 2 8 8 计量与计数混合抽样方案宜按下列方法中最不利的情况确定抽检构件的 数量 1 1 按委托方的要求确定检验批中抽检构件的数量 2 2 按表 3 3 4 4 4 4 确定检验批中抽检构件的数量 3 3 按第 4 4 2 2 7 7 条确定检验批中抽检构件的数量 4 4 2 2 8 8 回弹法 超声回弹综合法和后装拔出法采用百分比抽样 百分比抽样未 考虑标准差和样本容量的关系 存在小批松 大批严等问题 当单位样本为构 件时 检验批总的容量就是构件总数 鉴于一般情况下计数抽样的样本容量大 于计量抽样的样本容量 因此 可以按表3 3 4 4 4 4 确定检验批中抽检构件的数量 按第 4 4 2 2 7 7 条确定检验批中抽检构件的数量以抽检构件数量时 样本个体 el n 抗压强度的代表值应取单个构件所有测区抗压强度换算值的算术平均值 按照 统计学的规律 样本的标准差相应减小 约为 以抽检构件数量 z nss el 作为检验批样本的容量 按表 3 4 6 确定对应的推定区间限值系数和 l ne n 1 k 2 k 按本标准正文中式 4 2 7 2 估算推定区间 按不大于 5 0MPa 和 0 1 evz evz 两者中的较小值调整抽检构件的数量或单个构件上的测区数量 evm cu f le n z n 计量抽样和计量与计数混合抽样总的测区数量应该基本相当 参见表 4 2 8 表 4 2 8 计量抽样和计量与计数混合抽样总的测区数量 强度平均值 2030354045505560 测区强度标准差 2 40 3 60 4 20 4 80 5 40 6 00 6 60 7 20 每个构件 10 个测区 0 76 1 14 1 33 1 52 1 71 1 90 2 09 2 28 构件强度 标准差每个构 5 个测区 1 07 1 61 1 88 2 15 2 41 2 68 2 95 3 22 测区数 6060606060606060 每个构件 10 个测区 8 80 8 80 8 80 8 80 8 80 8 80 8 80 8 80 构件数 每个构 5 个测区 14 70 14 70 14 70 14 70 14 70 14 70 14 70 14 70 变异系数 取 0 12 构件数括号内数据为对应的测区数 4 4 2 2 9 9 工程质量检测推定批量混凝土抗压强度特征值时 检测工作与检测参数的 计算应遵守下列规定 1 1 将混凝土类别相同的同类型构件划为一个检验批 2 2 按估算的样本容量 将测区或取样点均匀布置在检验批的构件上 采用计量n 与计数混合抽样方案时 确定抽样构件 其总数不少于 在每个构件上布置le n 相同的测区 z n 3 3 按相关检测技术规程的规定进行测试并确定测区或取样点抗压强度的换算值 或修正后的换算值 以取得换算强度的测区或取样点总数作为样本容量 cu i fn 以为样本的个体 计算样本换算抗压强度的算数平均值和样本标准差 cu i f mcu f cu s 4 4 当采用计量与计数混合抽样方案时 尚应计算每个构件上全部测区换算强度 或修正后强度的算术平均值 并以抽检构件总数作为样本的容量 以 elcu i fle n 为样本的个体 计算样本换算抗压强度的算数平均值和样本标准差 elcu i f mcu f cu s 5 5 按表 3 4 6 依据样本容量 确定推定区间限值系数和 当采用计量与计n 1 k 2 k 数混合抽样方案时尚应依据确定推定区间限值系数和 le n 1 k 2 k 6 6 按式 4 2 9 计算推定区间上限与下限差值 z 4 2 9 cu12 skk z 式中 样本标准差 当采取计量与计数混合抽样时 为以和为个体 cu s cu i f elcu i f 两种情况计算的标准差 4 4 2 2 1 10 0 工程质量检测 检验批混凝土抗压强度的推定值应按下列规定确定 1 1 当推定区间小于 5 0MPa 和 0 1两者之间的较大值时 fcu e可按式 z mcu f 4 2 10 1 确定 4 2 10 1 cu1mcu ecu skff 2 2 采用计量与计数混合抽样方案时 两种方法推定区间评定之一满足第1 款的 要求 即可按式 4 2 10 1 提供评定结果 3 3 推定区间大于 5 0MPa 和 0 1两者之间的较大值且有关当事方无异议 z mcu f 时 fcu e可按式 4 2 10 2 确定 4 2 10 2 cumcu ecu 645 1 sff 4 4 推定区间大于 5 0MPa 和 0 1两者之间的较大值且有关当事方对式 z mcu f 4 2 10 2 提出的推定值有异议时 可采取下列处理措施 1 按附录 A 建议的方法对检测结果可接受性进行评价 2 重新划分检验批 适当增加样本容量 3 对单个构件进行检测 式 4 2 10 2 的推定值是假定构件混凝土抗压强度符合正态分布 具有95 保 证率特征值的推定值 从理论上讲该值的错判概率为0 05 漏判概率为0 05 结构混凝土的抗压强度并不完全符合正态分布的规律 具有上界和下界 理想 的正态分布是无界的 采取式 4 2 10 2 的推定会使实际的错判概率增大 使 生产方的权益受到影响 采用式 4 2 10 1 的推定使理论上的错判概率为 0 05 并使推定值与检验批混凝土真正的特征值更为接近 现行混凝土结构设计规范是以混凝土抗压强度的均值为基准 用材料强度 分项系数校准相应的可靠性指标 即使按照 4 2 10 1 得到的推定值有时可能略 高于结构混凝土真正的特征值 也不会对设计或规范要求的可靠性指标或分项 系 数的实际效应构成影响 也就是说不会对真正使用方的权益构成影响 本标准要求对推定区间进行限值的目的是 采用式 4 2 10 1 提供推定值时 使推定值可能高于结构混凝土真正的特征值的幅度受到控制 避免检测机构承 担不必要的风险 4 4 2 2 1 11 1 结构性能检测 可将混凝土强度相近的构件划为一个检验批 按第4 2 9 条的规定进行检测和参数的计算 并按第4 2 10 条的规定提供混凝土抗压强度 的推定值或进行补测 4 4 2 2 1 12 2 结构性能检测 当推定区间不满足相应要求且不具备补测条件时 在取 得委托方的同意后 也可提供推定区间上限和下限值供评定机构选用 4 3 混凝土抗拉强度检测 4 3 14 3 1 结构混凝土的劈裂抗拉强度可采用取样方法或取样结合拔出法测定 当 需要确定新旧混凝土界面粘结强度时宜采用拉剥试验法检测 4 3 24 3 2 取样测定结构混凝土劈裂抗拉强度的工作应遵守下列规定 1 1 从混凝土构件上钻取直径不小于 100mm 且大于骨料最大粒径 3 倍的芯样 d 芯样长度大于直径的 2 倍 2 2 将芯样端面进行处理 使芯样试件的长度 满足 2d 0 05d的要求 l 3 3 在芯样试件上标出两条承压线 这两条承压线彼此相对并应位于同一轴向 平面 两线的末端在芯样试件的端面相连 4 4 对承压线表面进行加工 形成承压线平面度公差不超过的劈裂芯样l0005 0 试件 5 5 按照 普通混凝土力学性能试验方法标准 GB T50081 规定进行劈裂试验 确定芯样试件的破坏荷载 i F 6 6 按照式 4 3 2 计算单个芯样试件的劈裂抗拉强度 cor ict f 4 3 2 iicor ict 637 0 AFf 式中 芯样试件破坏荷载 N i F 芯样试件劈裂面面积 mm2 i AldA i 4 3 34 3 3当需要确定劈裂抗拉强度的混凝土数量较少时 可按下列规则确定结构 混凝土在检测龄期劈裂抗拉强度特征值的推定值 ect f 1 1 取样总数不少于 6 个 2 2 在每个构件上的取样数量为 1 2 个 3 3 按第 4 3 2 条的规定测定每个芯样试件的劈裂抗拉强度 cor ict f 4 4 取芯样试件抗拉强度最小值作为劈裂抗拉强度特征值的推定值 mincor ct f ect f 4 3 44 3 4 当需要确定抗拉强度的混凝土数量较多时 确定检验批混凝土劈裂抗拉 强度特征值的推定值时宜采用取样结合拔出法的方法 4 3 54 3 5 取样结合拔出法芯样试件抗拉强度的测定工作应符合下列规定 1 1 按第 4 3 3 条的规定取样 取样数量不少于 6 个 测定芯样试件的劈裂抗 拉强度 cor ict f 2 2 计算芯样试件劈裂抗拉强度的算术平均值 mcor ct f 4 3 64 3 6 取样结合拔出法拔出法测区劈裂抗拉强度参考值的工作应符合下列规定 1 1 在同一个测区布置 3 个拔出法测点 2 2 按 后装拔出法检测混凝土抗压强度技术规程 CECS69 的规定 安装拉拔 件 并测定拉拔件实际的埋置深度和拔出破坏力 jb h jb F 3 3 按式 4 3 64 3 6 计算单个测点混凝土劈裂抗拉强度的参考值 bjct f 4 3 6 5 13 5 1 jb jb bjct hFf 4 4 以该测区 3 个测点的劈裂抗拉强度参考值的算术平均值作为该测区劈 c f bict 裂抗拉强度的参考值 4 3 74 3 7 取样结合拔出法检验批中拔出法测区的数量可按下列方法确定 1 1 把混凝土品种相同的构件划为一个检验批 2 2 按第 4 3 54 3 5 条的规定测定或估计 mcor ct f mcor ct f 3 3 以混凝土劈裂抗拉强度的变异系数为 0 10 0 15 和估算样本的标准 mcor ct f 差 ct s 4 4 以特征值推定区间范围为控制目标 按表 3 4 8 中特征值 mcor ct 15 0fz 推定区间上限值与下限值系数调整测区数量 以调整后作为最小样本容量 nn 4 3 84 3 8 取样结合拔出法中拔出法测区的布置及测试参数的计算应符合下列规定 1 1 在检验批每个受检构件上布置 1 个或等数量的拔出法测区 在钻取芯样的 构件上 拔出法的测区布置在取芯点的附近 2 2 按第 4 3 64 3 6 条的规定测定并计算各测区劈裂抗拉强度参考值 计算拔 c f bict 出法样本的标准差 bct s 3 3 计算与芯样试件对应测区劈裂抗拉强度参考值的算术平均值 bmct f 4 4 按式 4 3 8 1 计算修正量 ct 4 3 8 1 4 3 8 1 bmct mct cor ct ff 5 5 按式 4 3 8 2 对拔出法全部劈裂抗拉强度参考值进行修正 4 3 8 24 3 8 2 ctbict bict c ff 式中 第 测区修正后劈裂抗拉强度换算值 bict fi 6 6 计算全部测区修正后抗拉强度换算值的算术平均值 并以该值作为取 mct f 样结合拔出法样本的算术平均值 以作为取样结合拔出法样本的标准差 bct s 4 3 94 3 9 取样结合拔出法劈裂抗拉强度特征值的推定值可按下列原则推定 1 1 当特征值的推定区间小于和相应强度等级混凝土抗拉强度差 mct 15 0 fz 值的两者较大值时 特征值的推定值按推定区间上限值确定 2 2 当推定区间不能满足上述要求时 特征值的推定值按式 4 3 9 确定 4 3 94 3 9 bct mct ect 645 1 sff 式中 检测龄期混凝土抗拉强度特征值的推定值 ect f 4 3 104 3 10 按上述方法测定的劈裂抗拉强度特征值可作为混凝土性能评定的参数 但不宜作为混凝土强度等级合格评定的依据 4 44 4 混凝土抗折强度检测混凝土抗折强度检测 4 4 14 4 1 结构混凝土的抗折强度可采用取样方法测定 批量检测时可采用取样结 合拔出法测定 4 4 24 4 2 取样法测定结构混凝土抗折强度的取样及强度测试工作应遵守下列规定 1 1 从混凝土构件上钻取公称直径不小于 150mm 的芯样 芯样的长度大于公n 称直径的 4 倍 2 2 选择长向中部 1 3 区段无缺陷的芯样加工成截面为 100mm 100mm 正方形的 试件 试件中不应含有纵向钢筋 3 3 当现场条件允许时 可从结构中切割混凝土试样 选择长向中部 1 3 区段 无缺陷的试样加工成截面为 100mm 100mm 正方形的试件 试件中不应含有纵向 钢筋 4 4 按 普通混凝土力学性能试验方法标准 GB T50081 的规定进行 3 分点抗 折试验 测定试件抗折破坏荷载 i F 5 5 当试件的下边缘断裂位置处于两个集中荷载作用线之间时 按式 4 4 2 计算试件的抗折强度 if f 4 4 2 2 i f 85 0 bh lF f 式中 支座间跨度 mm l 试件截面宽度 mm b 试件截面高度 mm h 4 4 34 4 3 当需要确定抗折强度的混凝土数量较少时 可按下列规则确定结构混凝 土在检测龄期抗折强度算术平均值和特征值的推定值 mf f ef f 1 1 取样总数不少于 6 个 2 2 在每个构件上的取样数量为 1 2 个 3 3 按第 4 4 2 条的规定测定试件的抗折强度 if f 4 4 取所有有效数据的算术平均值为 mf f 5 5 取ff min作为特征值的推定值 ef f 4 4 44 4 4 当需要确定抗折强度的混凝土数量较多时 确定检验批混凝土抗折强度 特征值的推定值宜采用取样结合拔出法 其检测操作可按第 4 3 节相关方法 ef f 进行 4 4 54 4 5 当现场无法取得抗折强度试件时 可按第 4 3 节检测混凝土劈裂抗拉强 度后 按劈裂抗拉强度与抗折强度关系曲线得到抗折强度换算值 4 4 64 4 6 按上述方法测定的抗折特征值可作为混凝土性能评定的参数 但不宜作 为混凝土强度等级合格评定的依据 4 5 混凝土静力受压弹性模量检测 4 5 14 5 1 结构混凝土在检测龄期的静力受压弹性模量可采用取样法测定 4 5 24 5 2 测定结构混凝土静力受压弹性模量的取样及试验操作应按下列规定进行 1 1 把混凝土类别相同的构件划为一个检验批 2 2 在检验批的构件上随机钻取不少于 6 个公称直径不小于 100mm 且大于骨d 料最大粒径 3 倍的芯样 芯样的高度与公称直径之比大于 2 d 3 3 对芯样的端面进行处理 形成高度满足 端面的平面度公差不dd05 0 2 大于 0 1mm 且端面与侧面垂直度为的芯样试件 oo 190 4 4 按 普通混凝土力学性能试验方法标准 GB T50081 规定的圆柱体试件试 验方法测定每个试件的静力受压弹性模量 icor E 5 5 同时剔除最大值和最小值 6 6 计算余下全部试件静力受压弹性模量测定值的算术平均值 mcor E 4 5 34 5 3 结构性能检测可将作为结构混凝土在检测龄期静力受压弹性模量的 mcor E 推定值 ec E 4 6 混凝土表面硬度检测 4 6 14 6 1 结构混凝土在检测龄期的表面硬度可采用里式硬度计测定 也可采用普 通混凝土回弹仪测试硬度的估计值 4 6 24 6 2 里式硬度计测定混凝土表面硬度的检测可按本标准附录 C 中的方法进行 测定 4 6 34 6 3 普通混凝土回弹仪测定结构混凝土表面硬度相对值的操作应符合下列规 定 1 1测定所用仪器为 普通混凝土回弹仪 中冲击能量为 2 205J 的回弹仪 2 2在构件表面布置回弹测区 测区面积不小于 0 1m2 3 3清除测区表面的附着物 4 4将回弹仪垂直于测区表面进行回弹值的测试 每个测区的回弹测点为 10 16 个 测点应避开小的孔洞和钢筋 5 5计算该测区的回弹平均值 精确至 0 1 当该测区为 16 个测点时 c a R 舍弃最大 3 个和最小 3 个回弹值 6 6以作为该测区表面硬度的相对值 c a R 4 6 44 6 4 混凝土表面洛氏硬度的估计值可按式 4 6 4 确定 c c R 4 6 4 75 0 c c RRR c a 式中 测区混凝土在检测龄期表面洛氏硬度估计值 精确至 0 1 c c R 测区回弹代表值 c a R 弹击角度修正量 采取比对的方法确定 也可按表 4 6 4 的计算值R 确定 表 4 6 4 弹击角度修正量 4 6 54 6 5 当需要根据表面硬度对混凝土性能进行评价时 可将表面硬度参考值之 差不大于 2 的测区归为同一表面硬度类别 4 7 缺陷与性能劣化区混凝土的力学性能检测 4 4 7 7 1 1 缺陷与性能劣化区混凝土力学性能的测试可分成表面力学性能 表层力学 性能和酥松区域力学性能 测试项目可为硬度 抗压强度 抗拉强度等 4 4 7 7 2 2 缺陷与劣化区混凝土力学性能的测试可提供单一测区或测点的测试值 也可提供若干测点或测区测试值的平均值 4 4 7 7 3 3 当需要测定起砂或火灾 化学物质侵蚀对构件混凝土表面力学性能影响程 度时 可进行混凝土表面硬度或硬度降低情况的测试 4 4 7 7 4 4 缺陷或性能劣化区混凝土表面硬度 可按第4 6 3 条 第 4 6 5 条的方法 测试 提供相关测区表面硬度的测试值 c ic R 4 4 7 7 5 5 当需要确定缺陷等对表面硬度影响情况时 可采取比对的方法 比对区硬 度基准值可按下列步骤测定 1 1 在同品种且强度等级相同的构件上布置硬度比对测区域 比对区域的测区数 量为 5 6 个 测区无缺陷且无性能劣化迹象 2 2 测定比对区域测区的回弹值 计算回弹硬度和所有测区硬度算术平均值 mc R 以作为比对基准值 mc R 3 3 按式 4 7 5 1 计算性能劣化等测区表面硬度下降量 4 7 5 1 c ic mc c RRR 式中 缺陷或性能劣化区混凝土表面硬度估计值 可为单个测区之值 也可为 c R ic 若干数值相近测区的平均值 4 4 当大于零时 表面硬度降低幅度可用表示 按式 4 7 5 2 计 c R R R 算 4 7 5 2 mc CR RR 4 4 7 7 6 6 缺陷或性能劣化区表面混凝土抗压强度 可按本标准附录B 建议的方法测 试 4 4 7 7 7 7 当按本标准附录C 或附录 D 判断混凝土力学性能受影响层的深度超过10mm 时 可按本标准附录E建议的方法测试混凝土表层抗压强度和相关参数 4 7 84 7 8 当委托方有需要时 可用拔出法结合取样法测试构件表层混凝土抗拉强 度和参数 该方法测试缺陷或性能劣化区域表层混凝土抗拉强度与参数的工作 可按下列步骤进行 1 1 在缺陷或性能劣化的测试区域布置若干拔出法测区 按第 4 3 6 条的规定 测定各个测区混凝土抗拉强度参考值 c bict f 2 2 在与测试区域同品种且强度等级相同的区域设置比对校准区域 布置拔出 法测区不少于 6 个 钻取芯样不少于 3 个 3 3 按第 4 3 54 3 5 条的规定取得芯样试件劈裂抗拉强度的算术平均值 ymct f 4 4 按第 4 3 84 3 8 条的方法测试比对校准区域拔出法测区抗拉强度参考值 c bict f 计算与芯样试件对应测区抗拉强度参考值的算术平均值 计算修正量 c bmct f 并对比对校准区拔出法抗拉强度参考值进行修正 以修正后抗拉强度的算 ct 术平均值作为比对校准区域的基准值 mct f 5 5 测试区域表层混凝土抗拉强度测试值按式 4 7 8 14 7 8 1 计算 4 7 8 14 7 8 1 ct c bict c ict ff 式中 测试区域第 测区表层混凝土抗拉强度测试值 c ict fi 测试区域第 测区表层混凝土抗拉强度参考值 c bict fi 修正量 ct 6 6 按式 4 7 8 24 7 8 2 计算测试区域表层混凝土抗拉强度下降量 4 7 8 24 7 8 2 t ict mct ict fff 式中 测试区域第 测区表层混凝土抗拉强度下降量 ict f i 比对校准区域表层混凝土抗拉强度的基准值 mct f 测试区域第 测区表层混凝土抗拉强度测试值 t ict fi 7 7 按式 4 7 8 34 7 8 3 计算测试区域表层混凝土抗拉强度下降幅度 4 7 8 34 7 8 3 mct ict ict ff 式中 测试区域第 测区表层混凝土抗拉强度下降幅度 ict i 8 8 在计算测试区域表层混凝土抗拉强度测试值 下降量和下降幅度时 可将 测试值接近的测区进行合并 4 7 94 7 9 混凝土疏松区的抗压强度 抗拉强度可采取取样的方法测试 取样的直 径不宜小于 70mm70mm 芯样试件的加工水平宜基本符合相关检测技术规程或试验方 法的要求 按相关标准测试相应的强度值 4 7 104 7 10 当需要确定疏松区混凝土强度下降量等参数时 可采取在无疏松区取样 比对的方法 4 34 3 混凝土抗拉强度检测混凝土抗拉强度检测 4 3 14 3 1 混凝土构件抗剪承载力模型使用混凝土抗拉强度参数 混凝土结构设 计规范 GB50010 提供的抗拉强度是从立方体抗压强度换算得到的 而不同品 种混凝土的抗拉强度与抗压强度的换算关系有较大的差异 确定结构混凝土的 抗拉强度对于结构性能评定十分重要 拔出法虽然与 后装拔出法检测混凝土强度技术规程 CECS69 的仪器设备 一致 但换算强度的计算与该规程不同 为显示区别 将其称为拔出法 拉剥试验法是将一圆形钢制拉剥盘粘结在处于试验条件下的混凝土表面上 通过测定破坏时的拉力直接得到混凝土的轴向抗拉强度 4 3 24 3 2 取样检测混凝土抗拉强度的试验方法与 普通混凝土力学性能试验方法 标准 GB T50081 规定的圆柱体试件劈裂抗拉强度试验方法基本相同 主要差 异在于龄期与养护方法 当芯样长度 无法满足 2d的要求时 可采用长度为 1dl 的试件 此时 应在检测报告中特别注明 4 3 34 3 3 虽然用最小值作为特征值的推定值错判概率一般大于 5 且随着取样数 量的增加 最小值出现的概率增大 但考虑实用性和可靠性 取 6 10 个测试 数据的最小值作为特征值的推定值是检测评定中经常使用的方法 仅提供抗拉强度的算术平均值 评定机构一般不知道如何使用 因此要提 供特征值的推定值 4 3 44 3 4 样本算术平均值和标准差是确定特征值的两个重要因素 根据数理统计 理论 平均值的收敛快于标准差 通过小样本取样测试可以解决样本平均值的 不确定性问题 大样本拔出法测试可以减小标准差的不确定性 4 3 54 3 5 本条规定了修正用芯样试件抗拉强度的测定和计算 4 3 64 3 6 目前的后装拔出法只提供了拔出破坏力换算立方体抗压强度的关系 没 有破坏力与抗拉强度的关系 根据国外大量试验数据 列出破坏力与混凝土抗 拉强度的近似关系 称之为参考抗拉强度值 4 3 74 3 7 本条提供了估计检验批最小样本容量的一种方法 4 3 84 3 8 本条规定了取样结合拔出法中拔出法测区的布置及测试参数的计算方法 4 3 94 3 9 本条规定了取样结合拔出法抗拉强度特征值的推定原则 4 3 104 3 10 本条规定了抗拉强度检测结果的应用范围 针对某一混凝土类别的混凝 土 其抗拉强度和抗压强度之间的关系不能保证与 混凝土结构设计规范 GB50010 提供的换算关系一致 因此 不宜与进行比较参与混凝土强度等级 ecu f 的评定 4 44 4 混凝土抗折强度检测混凝土抗折强度检测 4 4 14 4 1 交通工程需要测定混凝土抗折强度 4 4 24 4 2 本条对混凝土抗折强度的试件及其强度测试作出规定 有效抗折数据是 指下边缘断裂位置处于两个集中荷载作用线之间试件的抗折强度测试值 4 4 34 4 3 本条规定了取样法混凝土抗折强度特征值的推定原则 4 4 44 4 4 本条规定了取样结合拔出法混凝土抗折强度特征值的推定原则 4 4 54 4 5 劈裂抗拉强度与抗折强度关系曲线可参照相关行业标准确定 4 54 5 混凝土静力受压弹性模量检测混凝土静力受压弹性模量检测 4 5 14 5 1 对损伤结构进行性能评估时 需要了解结构混凝土静力受压弹性模量实 际情况 静力受压弹性模量宜根据损伤检测结果针对不同的混凝土类别采用取 样法进行检测 4 5 24 5 2 普通混凝土力学性能试验方法标准 GB T50081 中规定的试件数量为 6 个 其中 3 个做抗压强度检验 3 个做静力受压弹性模量试验 有数据舍弃的 规定 钻芯法混凝土抗压强度检测结果离散性大 不适合采用抗压强度进行数 据舍弃的判据 本标准直接采用稳健剔除方法 即同时剔除最大值和最小值 4 5 34 5 3 工程结构可靠性设计统一标准 GB50153 规定 材料弹性模量 泊松比 等物理性能的标准值可按其概率分布的 0 5 分位值确定 因此 结构性能检测可将作为结构混凝土在检测龄期静力受压弹性模 mcor E 量的推定值 ec E 按此方法得到静力受压弹性模量值与依据计算的弹性模量和依据 mcor E ecu f 计算的弹性模量之间必然存在着较大的差异 但是更接近结构混凝土 kcu f mcor E 实际的情况 4 64 6 混凝土表面硬度检测混凝土表面硬度检测 4 6 14 6 1 4 6 54 6 5 提出了结构混凝土表面硬度的测试方法 结构性能评定时有时需要了解混凝土表面的硬度 如确定抗磨能力的参数 评估表面受影响程度等 混凝土的硬度可以采用里式硬度 洛式硬度等方法测 定 由于检测机构对于混凝土回弹仪比较熟悉 因此建议使用普通混凝土回弹 仪 4 74 7 缺陷与性能劣化区混凝土的力学性能缺陷与性能劣化区混凝土的力学性能 本节提出缺陷与性能劣化区混凝土力学性能的测试方法 主要目的是为了 定量评价缺陷与性能劣化对混凝土结构性能的影响 为混凝土结构性能鉴定提 供数据 一 混凝土强度现场检测中常见问题 结构实体中混凝土强度检测过程 检测结果采信以及诉讼质证过程中 常 常涉及到如下问题 1 实体混凝土强度是否能够准确检测 一种意见认为实体混凝土强度能够且必须准确检测 理由是各种无损检测 技术日臻完善 试验验证结果良好 考虑到传统的采用试块强度进行实体混凝 土强度评定很难反应实体混凝土强度的真实情况 也必须进行实体混凝土强度 的现场检测 另一种意见认为实体混凝土不能准确检测 原因是现场检测都是 基于抽样原理 根据统计理论 抽样检测得不到总体的真值 只能得到总体分 布参数的估计值 同时各种无损检测方法都是建立在混凝土应力应变与强度的 相关关系上的 通过某种物理量间接换算混凝土强度 2 各种无损检测方法在检测精度方面是否存在优劣 不同的无损检测方法采用不同的原理 都是通过某种物理量间接换算混凝 土强度 如回弹法采用回弹值和碳化深度值参数 超声 回弹综合法采用回弹 值和声速值参数 虽然从理论上来讲 采用多参数的换算曲线应更准确 但由 于影响实体混凝土强度的因素众多 就具体工程而言 各种无损检测方法在检 测精度方面是否存在优劣尚无定论 3 地方曲线在精度方面是否一定优于统一曲线 根据各地原材料制定的地方曲线从理论上来讲 精度应高于全国统一曲线 但影响实体混凝土强度的因素远不止原材料这一方面 因此 就具体工程而言 地方曲线在精度方面未必一定优于统一曲线 4 严格按照相关检测技术标准进行检测 检测结果是否一定准确一致 检测技术标准只是规定了检测的基本原则和一般要求 不能涵盖实际工程 的所有具体情况 另外检测技术标准本身也存在不断完善的过程 从理论上分 析 抽样检测结果是样本的统计特征值的函数 不同的样本会得到不同的结果 因此 同一个工程 即使都严格按照相关检测技术标准进行检测 不同单位检 测结果不一定一致 但其中必有一个更接近真值 5 仲裁检测采信究竟依据什么原则 仲裁检测采信究原则习惯做法是优先采信更高检测单位的检测结果 这种 做法依赖于级别高的检测单位质量管理体系更加完善 检测设备精度及检测人 员素质更有保证这一假定 随着检测市场的开放和检测实验室认证 许可 管 理机制的变革 这种习惯做法往往受到质疑 二 混凝土强度检测结果产生差异的原因 混凝土强度检测结果产生差异的原因对于一项具体的工程 不同的检测单 位得到的检测结果往往不尽相同 混凝土强度检测结果产生差异的原因可以归 结为如下几个方面 1 混凝土强度现场检测均基于抽样原理 通过数理统计分析 给出正态分 布条件下具有 95 保证率的抗压强度推定值 或一定置信度条件下的推定区间 由于统计量是样本的函数 与样本存在确定的关系 样本一旦确定 统计量 也就确定 而随着样本的变化 其值是变化的 因此 在混凝土强度现场检测 中 采用不同的样本 得到的检测强度推定值是不可能完全相同的 2 回弹法和超声回弹综合法等无损检测方法都是建立在混凝土应力应变与 强度的相关关系上的 通过某种物理量间接换算混凝土强度 由于影响混凝土 强度的相关的因素很多 测强曲线不是理论公式 而是在试验基础上回归得到 的 因此 就某一具体工程而言 与测强曲线必然存在偏离 3 不同的检测方法采用不同的原理 如回弹法主要依赖混凝土的塑性性能 超声法主要依赖混凝土的弹性性能 同一种检测方法依据各地原材料等具体情 况制定的地方测强曲线也不同 因此 不同的检测方法 同一种检测方法采用 不同测强曲线得到的混凝土强度检测结果必然存在差异 4 为了提高无损检测的精度 相应检测技术规程都提出芯样修正的概念 但不同数量的芯样修正结果及不同芯样修正方法的修正结果之间存在差异 5 钻芯法通过芯样抗压强度直接推定结构构件强度 无需通过立方体试块 或其他参数等环节 具有直观 准确等优点 但钻芯法属于半破损试验法 对 结构有一定的损伤 受配筋限制 因此 不可能进行大量的取样 无法全面反 映受检单元混凝土强度的分布情况 同时 芯样的钻取 尺寸效应 切割和补 平方法对检测结果影响大 钻芯法强度检测结果离散性大 6 混凝土强度除与原材料性能和配合比有关外 还与施工环节的振捣 养 护等密切相关 甚至与构件类型及部位有关 检测时选定的样本可能不是来自 同一个总体 工程中的混凝土实际强度不一定满足正态分布条件 7 关于混凝土强度的合格评定 不同的标准提出的验评方法不同 评定方 法不同导致检测结果存在差异 8 检测人员技术素质不高与仪器设备状态不良导致检测结果偏离 9 受种种外部因素影响 检测人员主观修改或修正检测数据造成的偏离 综上所述 混凝土强度现场检测不可能得到实际混凝土强度的准确值 只 能得到混凝土实际强度推定值 对于同一个工程 不同的检测单位严格遵守相 应检测标准得到的检测结果不尽相同 是一件正常的事情 但各种检测结果之 间应具有可比性 也是一个基本的要求 三 常用混凝土强度检测方法回顾 一 回弹仪的构造与工作原理 1948 年 瑞士科学家施密特 E Schmidt 发明了回弹仪 为混凝土结构强 度的检测提供了一种操作方便 价格低廉的方法 在土木工程中得到了广泛的 应用 为了适应各种工程结构的需要 人们在多年的实践中研究和发展了很多 种回弹仪 满足了包括普通混凝土结构 水下混凝土结构 大型混凝土结构 机场路面结构等的检测需要 按冲击能量回弹仪可以分为小型 包括 L 型 P 型 中型 N 型 和大型 M 型 回弹值的指示方式 有指针式 摆式和数显式等 虽 然不同的回弹仪的具体构造有些不同 但主体结构和原理是相似的 利用回弹仪检测混凝土结构构件抗压强度的方法简称回弹法 回弹仪是一 种弹簧驱动直射锤击式仪器 通过弹击杆 弹击混凝土表面 并测出被反弹回 来的距离 回弹值大小反映了与冲击能量有关的回弹能量 回弹值 R 是重锤冲 击过程中能量损失的反映 回弹仪在弹击过程中的能量损失主要有以下三个方面 2 0 2 1 0 L kE i 2 1 2 1 1 L kE i 2 010 1 REEEE i 混凝土受冲击后产生塑性变形所吸收的能量 混凝土受冲击后产生振动所消耗的能量 回弹仪各机构之间产生的摩擦所消耗的能量 其中混凝土受冲击后产生振动所消耗的能量和回弹仪各机构之间产生的摩 擦所消耗的能量可以通过限制条件以保持统一 例如受检构件应有足够的厚度 或对较薄的受检构件予以支撑或加固 以减少振动 回弹仪应进行统一的能量 率定 使冲击能量 仪器内摩擦损耗保持不变等 因此 回弹值