十一、现场混凝土质量检测 培训辅导

水利水电工程质量培训 主讲人 曾力 武汉大学 二O一O年三月 十一 现场混凝土质量检测1 混凝土抗压强度2 混凝土内部缺陷检测3 混凝土裂缝深度检测4 碾压混凝土现场相对压实度检测5 碾压混凝土层间允许间隔时间的测定6 碾压混凝土层间原位直剪试验 平推法 7 钢筋位置和保护层厚度检测8 混凝土中钢筋半电池电位测定9 混凝土结构荷载试验 1 混凝土抗压强度 1 回弹法 混凝土表面硬度测定混凝土强度 适合范围10 60MPa测点数 16个 舍去最大3个和最小3个非水平方向修正值 向上修正值为 向下修正值为 碳化深度修正值 fccn fccnoC 碳化越深 C值越小在推定混凝土强度时 宜优先采用专用混凝土强度公式 2 超声波法 实测超声波在混凝土中的传播速度推测混凝土强度根据各测点强度的离散性评价混凝土的均匀性不适合抗压强度45MPa以上 钢筋布置过密 3 超声回弹综合法 适合于有相对两个测试面结构的混凝土强度检测 4 取芯法 芯样要求 长径比 1 0 直径 2Dmax 3个一组换算要求 长径比 1 0时 系数取1 00 换成15cm立方体强度时 10 10取1 00试样在试验前需放置在标准养护室养护一周 5 射钉法 6 拔除法 2 混凝土内部缺陷检测 1 原理 4个声学参数 声时 波速 振幅 频率 波形 2 参数 利用声波在混凝土中传播的不连续性判断缺陷部位 3 混凝土裂缝深度检测 1 方法 钻孔 对测法 双面斜测法 平测法 碾压混凝土的表观密度试验室振实表观密度现场压实表观密度现场压实表观密度的测定测定使用设备 表面型核子水分密度计为什么规定在碾压完毕20min的碾压混凝土层面测定为什么要取不同深度三个测值的平均值 4 碾压混凝土现场相对压实度检测 碾压混凝土相对压实度按下式计算 式中 相对压实度 Dc 现场压实表现密度 kg m Dm 配合比设计理论表观密度 kg m 水工碾压混凝土施工规范 DL T5112 2000 规定建筑物的外部碾压混凝土 相对压实度不得小于98 内部碾压混凝土 相对压实度不得小于97 碾压混凝土坝存在层面层面的物理力学性能不如碾压混凝土本体随着层面间隔时间的延长 层面的物理力学性能变差层面允许间隔时间直接铺筑允许时间垫层铺筑允许时间冷缝 5 碾压混凝土坝层间允许间隔时间的测定 测定原理水泥凝胶体的凝结过程存在由凝聚结构向结晶结构转变凝结过程及其内部结构的转变可用测定惯入阻力的方法感知影响混凝土凝结硬化的因素 配合比 环境温湿度 阳光 风速等 层面允许间隔时间及相应惯入阻力值的确定可以根据水工设计对混凝土层面物理力学性能要求的不同 通过室内试验确定允许的层面间隔时间和相应的惯入阻力值 根据此惯入阻力值于现场进行层面允许间隔时间的控制 现场实时层面质量的检控方法从现场碾压混凝土拌和物中筛取砂浆试样40升在平仓后的碾压混凝土层某一预定位置挖取面积40cm 40cm 深20cm的坑 将砂浆装入坑内并刮平 表面略高出碾压混凝土表面在砂浆表面覆盖一层尼龙编织布 砂浆与碾压混凝土拌和物一起碾压 碾压后 除去覆盖编织布 与碾压混凝土暴露在相同外界环境中测定在该环境下砂浆的惯入阻力 历时曲线获得对应室内惯入阻力的时间即层面允许间隔时间注意 不同环境下的层面允许间隔时间是不同的可否在碾压混凝土层面上直接测定 试验方法适用范围用于坝体混凝土与岩体接触面 碾压混凝土自身和层间结合的原位抗剪断强度试验直剪试验 平推法 正应力和剪应力直接施加在碾压混凝土层面上当沿层面进行剪断时称抗剪断试验 剪断以后 沿前断面继续进行剪切试验称抗剪试验 又称摩擦试验 6 碾压混凝土层间原位直剪试验 平推法 试体制备试验体数量 4 5块试验体尺寸 不小于0 5m 0 5m 切割 试体间的净距 不少于1 5倍试体的最短边长待碾压混凝土强度大于10MPa后 按预定布置 人工凿除试体四周 直至试验层面在放水平千斤顶的位置 继续下挖至能放水平千斤顶为度 在试体受推方向两侧适当位置 用手风钻各钻2个直径50mm 深1 5m 2 0m的锚筋孔 用以埋设施加垂直荷载的反力锚筋在试体两侧靠近剪切面的四个角点处 用砂浆埋固好测量试体位移的标点试验体试验前试坑内冲水 使试体及其基层饱和 直至试验前抽水试验龄期按设计规定 一般为90d或180d 主要仪器设备与安装安装垂直加荷系统 水平加荷系统 荷载及变形测量系统注意 系统应提前检查与率定垂直加荷系统必须与剪切面垂直 垂直合力应通过剪切面中心水平推力应通过预定的剪切面 层面 试体两侧靠近剪切面的四个角点处 至少布置水平向和垂直向测表各1支 共8只 以便测量试体的变形 水平千斤顶安装 测表分布及安装 试验步骤垂直荷载施加方法每组4 5个试体上 分别施加不同的垂直荷载 其中最大垂直荷载 一般不小于设计应力每个试体的预定施加垂直荷载 分4 5级施加 每5min加一级 加荷后立即读取垂直位移 5min后再读一次 即可施加下一级荷载 加到预定荷载后 仍按上述规定读取垂直位移 当连续两次垂直位移读数之差不超过1 mm时 即视稳定 可以开始施加水平荷载 水平 剪切 荷载施加方法施加的荷载分级 开始应按预估最大剪切荷载的1 10分级均匀等量施加当所加荷载引起的水平位移为前一级荷载引起位移的1 5倍时 加荷分级改为1 20施加 直至剪断荷载的施加方法 5min加荷一次水平位移的测读每级荷载施加前后各测读一次水平位移 临近剪断时 应密切注视和测记压力变化与相应的水平位移 压力和位移同步观测 抗剪断试验结束后 检查 调整各项设备和仪表 用同一方法沿剪断面进行抗剪 摩擦 试验抗剪 摩擦 试验的水平荷载可参考抗剪断试验终止点稳定值进行分级试验过程中 凡碰表 调表 换表 千斤顶漏油 补压 试体松动 掉块 出现裂缝等情况均应详细记录全组试验结束 翻转试体 测量剪切面积 对剪切面的外观特征 破坏型式 胶结密实性 起伏情况 擦痕范围等 详加描述和录像反映层面破坏情况 试验要点施力方向应与试验体几何轴线一致 水平荷载通过层面施加 法向荷载垂直层面并通过原点与层面正交理论上水平荷载应沿面施加 实际操作会有困难 但是偏心距不得大于边长 剪切方向试件边长 的5 以减少附加弯矩对剪切面应力分布的影响为施加法向荷载所设置的横梁和立柱必须有足够刚度 以免影响法向荷载的施加法向荷载加荷系统必须具有调压保载功能加荷系统现场组装精度 尤其是施加法向荷载的横梁 立柱和液压千斤顶的组合 是否能保证法向荷载垂直层面且通过原点施加 对试验结果的准确性至关重要 试验结果处理按下式计算各预定垂直荷载下 作用于剪切面上的应力 式中 i 剪切面上的法向应力 MPa i 剪切面上的剪应力 MPaP 剪切面上的总垂直荷载 包括 千斤顶出力 设备质量及试体质量 NQ 剪切面上的总水平荷载 应减去滚轴排的摩擦阻力 NF 剪切面积 mm2 根据各项预定垂直荷载下的法向应力和剪应力 在坐标图上作 直线 并用最小二乘法或作图法求得公式 11 27 中的和 式中 极限抗剪强度 MPa 法向应力 MPaf 摩擦系数 MPaC 粘聚力 MPa 当波束穿过砼缺陷区时 反映为波幅提高降低中断不变 钻孔取芯法测试混凝土强度时 以下种操作符合 水工混凝土试验规程 SL352 2006的要求 截取长径比为3的试样测定轴心抗压强度 芯样在切割成符合要求的长度后 端面不需进行进一步加工处理 试样在试验前需放置在标准养护室养护一周 只能根据长径比为1的试件的抗压强度 换算成150mm 150mm 150mm立方体的抗压强度 根据 水工混凝土施工规范 DL T5144 2001 混凝土拌和生产过程中 砂子 小石的含水量每检测1次 4h8h台班天 钢筋保护层厚度检测方法主要有钻孔或剔凿等局部破损法超声波法电磁感应法雷达法 采用回弹法测强 当测区强度为30 0MPa 39 5MPa时 若碳化深度分别为1 0 2 0 3 0 4 0 5 0mm 则下面的碳化深度修正值是正确的 0 93 0 93 0 93 0 93 0 930 68 0 73 0 80 0 86 0 930 68 0 73 0 93 0 86 0 800 93 0 86 0 80 0 73 0 68 根据 水工混凝土施工规范 DL T5144 2001 混凝土拌和生产过程中 坍落度每应检测1 2次 2h4h8h台班 用超声波法判断混凝土内缺陷的基本物理量有换能器之间的直线距离声时频谱波形 关于碾压混凝土拌和物仓面贯入阻力检测 以下说法不符合 水工混凝土试验规程 SL352 200