现场混凝土质量检测

第十一章现场混凝土质量检测混凝土强度质量对于钢筋混凝土建筑物的结构安全性与耐久性非常重要。

第一节混凝土抗压强度

预留试块检验

现场检测

实体上得到的混凝土强度值，更具有代表性适用于缺乏试块检验条件(如老建筑物)的情况超声波法钻芯法射钉法《水工混凝土试验规程》（SL352一2006）《回弹法检测混凝土抗压强度技术规程》(JGJ/T23一2001)、《超声回弹综合法检测混凝土强度技术规程》（CECS02:2005）《钻芯法检测混凝土强度技术规程》(CECS03:2007)《后装拔出法检测混凝土强度技术规程》(CECS69:94)《水工混凝土试验规程》(DL/T5150一2001)《水运工程混凝土试验规程》（JTJ270一98）现场检测常用方法现场检测规范标准回弹法超声回弹综合法拔出法回弹法为表面硬度方法，是通过混凝土表面硬度与抗压强度之间的关系来测定混凝土抗压强度值的一种无损检测方法。一、回弹法（一）原理及适用范围

原理《水工混凝土试验规程》（SL352一2006）7.1

《回弹法检测混凝土抗压强度技术规程》（JGJ/T23一2001）回弹法主要用于已建和新建结构的混凝土强度检测，适用于抗压强度10-60MPa的砼。优点：技术成熟、操作简便、测试快速、对结构无损伤、检测费用低等。测量受结构表面状况影响，如混凝土不同浇筑面、潮湿面、老建筑物表面风化及碳化较深等，都会影响到测试结果。特点及适用范围测定回弹值的仪器宜采用示值系统为指针直读式的混凝土回弹仪。回弹仪使用时的环境温度应为-4~40℃。回弹仪应按规定进行检定和保养。（二）试验方法

试验仪器根据标称动能分为中型和重型两种根据砼结构、构件厚度或Dmax选用每一结构或构件测区数不应少于10个；对某一方向尺寸小于4.5m且另一方向尺寸小于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。检测技术——一般规定测区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。测区面积不宜大于0.04m2。检测面应为混凝土表面，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。测区检测时，回弹仪的轴线应始终垂直于结构或构件的混凝土检测面，缓慢施压准确读数，快速复位。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；每一测点的回弹值读数估读至1。检测技术——回弹值测量两个测面一个测面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，余下的10个回弹值应按下式计算：回弹值计算测区平均回弹值，精确至0.1非水平方向检检测混凝土浇浇筑侧面、水水平方向检测测混凝土浇筑筑顶面或底面面时，应进行行修正：Rm=Rmx+Rax式中：Rmx—相应状态检测测时测区的平平均回弹值，，精确至0.1Rax—相应状态检测测时回弹值修修正值（查表）当检测时回弹弹仪为非水平平方向且测试试面为非混凝凝土的浇筑侧侧面时，应先先对回弹值进进行角度修正正，再对修正正后的值进行行浇筑面修正正。回弹值修正回弹值测量完完毕后，应在在有代表性的的位置上测量量碳化深度值值。测点不应应少于构件测测区数的30%，取其平均值值为该构件每每测区的碳化化深度值。当当碳化深度值值极差大于2.0mm时，应在每一一测区测量碳碳化深度值。。检测技术——碳化深度值测测量碳化深度值测测量，可采用用适当的工具具在测区表面面形成直径约约15mm的孔洞，其深深度应大于混混凝土的碳化化深度。采用用浓度为1%的酚酞酒精溶溶液滴在孔洞洞内壁的边缘缘处，当已碳碳化与未碳化化界线清楚时时，再用深度度测量工具测测量已碳化与与未碳化混凝凝土交界面到到混凝土表面面的垂直距离离。测量不应应少于3次，取其平均均值，每次读读数精确至0.5mm。测量值小于0.4mm时，按无碳化化处理。检测技术——碳化深度值测测量《回弹法检测混混凝土抗压强强度技术规程程》JGJ/T23一2001———测强曲线。《水工混凝土试试验规程》SL352一20067.1———强度公式。推定混凝土强强度混凝土强度换换算值可采用用以下三类测测强曲线计算算：1统一测强曲线线：由全国有有代表性的材材料、成型养养护工艺配制制的混凝土试试件，通过试试验所建立的的曲线。2地区测强曲线线：由本地区区常用的材料料、成型养护护工艺配制的的混凝土试件件，通过试验验所建立的曲曲线。3专用测测强曲曲线：：由与与结构构或构构件混混凝土土相同同的材材料、、成型型养护护工艺艺配制制的混混凝土土试件件，通通过试试验所所建立立的曲曲线。。测强曲曲线——强度换换算值值对有条条件的的地区区和部部门，，应制制定本本地区区的测测强曲曲线或或专用用测强强曲线线，经经上级级主管管部门门组织织审定定和批批准后后实施施。各检测测单位位应按按专用测测强曲曲线、、地区区测强强曲线线、统统一测测强曲曲线的次序序选用用测强强曲线线。当检测测条件件与测测强曲曲线的的适用用条件件有较较大差差异时时，可可采用用同条条件试试件或或钻取取混凝凝土芯芯样进进行修修正。。试件或或钻取取芯样样数量量不应应少于于6个。钻钻取芯芯样时时每个个部位位应钻钻取一一个芯芯样。。计算时时，测测区混混凝土土强度度换算算值应应乘以以修正系系数η。修正式中：：η———修正系系数，，精确确到0.01；fcu,i——第i个混凝凝土立立方体体试件件(边长为为150mm)的抗压压强度度值，，精确确到0.1MPa；fcor,i——第i个混凝凝土芯芯样试试件的的抗压压强度度值，，精确确到0.1MPa；fccu,i——对应于于第i个试件件或芯芯样部部位回回弹值值和碳碳化深深度值值的混混凝土土强度度换算算值；；n———试件数数。或通过混混凝土土试件件建立立强度度与回回弹值值的关关系——根据实实测的的试件件抗压压强度度、回回弹值值，以以最小小二乘乘法计计算出出曲线线的方方程式式，得得到专专用混混凝土土强度度公式式：混凝土土强度度公式式——推定的的混凝凝土强强度无专用用混凝凝土强强度公公式时时：当混凝凝土结结构或或构件件碳化化至一一定深深度时时，需需要将将推定定的混混凝土土强度度进行行修正正。碳化深深度修修正值值结构或或构件件的测测区混混凝土土强度度平均均值可可根据据各测测区的的混凝凝土强强度换换算值值计算算：混凝土土强度度的计计算mfccu——测区混混凝土土强度度换算算值的的平均均值(MPa)，精确至至0.1MPa。fccu,i——对应于于第i个试件件或芯芯样部部位强强度换换算值值。n———对于单单个检检测的的构件件，取取一个个构件件的区区数；；批量检检测的的构件件，取取被抽抽检构构件测测区数数之和和。当测区区数为为10个及以以上时时，应应计算算强度度标准准差MPa，精确确至0.01MPa结构或或构件件的混混凝土土强度度推定定值——fcu,e1.当该结结构或或构件件测区区数少少于10个时：：3.当该结结构或或构件件测区区数不不少于于10个或按按批量量检测测时：：2.当该结结构或或构件件测区区强度度值中中出现现小于于10.0MPa时：相应于于强度度换算算值总总体分分布中中保证证率不不低于于95%的结构构或构构件中中的混混凝土土抗压压强度度值。。对按批批量检检测的的构件件，当当该批批构件件混凝凝土强强度标标准差差出现现下列列情况况之一一时，，则该该批构构件应应全部部按单单个构构件检检测：：1.当该批批构件件混凝凝土强强度平平均值值小于于25MPa时：2.当该批批构件件混凝凝土强强度平平均值值不小小于25MPa时：超声波波波速速与混混凝土土材料料弹性性模量量相关关，所所以波波速与与混凝凝土强强度有有良好好的相相关关关系，，由现场场实测测超声声波波波速推推求抗抗压强强度关关系——无损检检测。。二、超声波波法（一））原理理及适适用范范围原理《水工混混凝土土试验验规程程》（SL352一2006）7.3根据各各测点点强度度的离离散性性可以以评价价建筑筑物混混凝土土的均均匀性性。不适用用于抗抗压强强度在在45MPa以上或或在超超声波波传播播方向向上钢钢筋布布置太太密的的混凝凝土。。超声波波波速速受混混凝土土中粗粗骨料料的品品种、、粒径径、用用量的的影响响很大大。目前很很少单单纯采采用超超声波波波速速推算算混凝凝土强强度，，而是是与回回弹法法相结结合，，即超超声回回弹综综合法法。特点点及及适适用用范范围围试验验仪仪器器非金金属属超超声声检检测测仪仪。。换能能器器。。耦合合介介质质。。（二二））试试验验方方法法试验验方方法法详见见《水工工混混凝凝土土试试验验规规程程》（SL352一2006）7.3““超声声波波测测定定混混凝凝土土抗抗压压强强度度和和均均匀匀性性””。。回弹弹法法主主要要反反映映的的是是混混凝凝土土表表面面质质量量情情况况，，而而超超声声波波可可以以探探测测到到混混凝凝土土的的内内部部质质量量，，超超声声回回弹弹综综合合法法正正是是利利用用两两种种方方法法的的各各自自优优点点，，弥弥补补单单一一方方法法的的不不足足，，以以提提高高检检测测精精度度。。超声声回回弹弹综综合合法法技技术术成成熟熟、、对对结结构构无无损损伤伤，，可可反反映映混混凝凝土土内内部部质质量量情情况况，，适适合合于于有有相相对对两两个个测测试试面面结结构构的的混混凝凝土土强强度度检检测测。。三、、超声声回回弹弹综综合合法法《超声声回回弹弹综综合合法法检检测测混混凝凝土土强强度度技技术术规规程程》（CECS02:2005）单个个构构件件检检测测:每个个构构件件上上的的测测区区数数不不应应少少于于10个。。按批批抽抽样样检检测测:构件件抽抽样样数数不不少少于于同同批批构构件件的的30%，且且不不少少于于10件，，每每个个构构件件测测区区数数不不少少于于10个。。按批批检检测测的的构构件件，，其其混混凝凝土土强强度度等等级级、、原原材材料料与与配配合合比比、、成成型型工工艺艺、、养养护护条条件件及及龄龄期期、、构构件件种种类类、、运运行行环环境境等等需需基基本本相相同同。。小构构件件:对长长度度小小于于或或等等于于2m的构构件件，，其其测测区区数数量量可可适适当当减减少少，，但但不不少少于于3个。。（一一））现现场场测测试试———抽样样测区区布布置置在在构构件件混混凝凝土土浇浇筑筑方方向向的的侧侧面面；；测区区均均匀匀分分布布，，相相邻邻两两测测区区的的间间距距不不宜宜大大于于2m；测区区避避开开钢钢筋筋密密集集区区和和预预埋埋件件；；测区区尺尺寸寸为为200mm×200mm；测试面应应清洁、、平整、、干燥，，不应有有接缝、、饰面层层、浮浆浆和油垢垢，并避避开蜂窝窝、麻面面部位，，必要时时可用砂砂轮片清清除杂物物和磨平平不平整整处，并并擦净残残留粉尘尘。（一）现现场测试试——测区要求求结构或构构件的每每一测区区，先进进行回弹弹测试，，后进行行超声测测试（如如先进行行超声波波测量，，则在测测试面上上涂抹的的黄油会会影响到到回弹测测试）。。非同一测测区内的的回弹值值及超声声声速值值，在计计算混凝凝土强度度换算值值时不能能混用。。（一）现现场测试试——测试顺序序回弹测试试、计算算及角度度与测试试面的修修正方法法同回弹弹法。同一回弹弹测区在在结构的的两相对对测试面面对称布布置，每每一面的的测区内内布置8个回弹测测点，两两面共16个测点。。超声回弹弹综合法法的强度度曲线是是以声速速、回弹弹作为主主要参数数，不考考虑碳化化深度的的影响。。（一）现现场测试试——回弹值测测量测点：超超声测点点布置在在回弹测测试的同同一测区区内。在在每个测测区内的的相对测测试面上上应各布布置3个测点，，且发射射和接收收换能器器的轴线线应在同同一轴线线上；测测点处保保证平整整，使换换能器能能与混凝凝土接触触良好；；测点应应避开与与声传播播方向平平行的钢钢筋（避避免声波波沿钢筋筋传播，，形成短短路）。。声波耦耦合：：超声声测点点上首首先涂涂抹声声波耦耦合剂剂（一一般为为黄油油）；；测试试时换换能器器将黄黄油挤挤出并并贴紧紧混凝凝土面面，使使换能能器与与混凝凝土耦耦合良良好。。声时测测读：：测试试的声声时值值精确确至0.1μs，声速速值精精确至至0.01km/s，超声声测距距的测测量误误差不不超出出士1%。（一））现场场测试试——声速值值测量量波速计计算：：v=l/tmtm=(t1+t2+t3)/3v———测区声声速值值，km/s；l———超声测测距，，mm；tm——测区平平均声声时值值，μs；t1、t2、t3——分别为为测区区中3个测点点的声声时值值。（二））数据据处理理——声速值值计算算回弹值值的计计算、、修正正同回回弹法法关于零零声时时：超声声仪上上测读读到的的声时时包括括了两两部分分：一一是声声波通通过混混凝土土的时时间，，二是是声波波通过过仪器器（包包括导导线、、换能能器等等）的的时间间。在在计算算混凝凝土的的波速速时应应该减减去声声波在在混凝凝土以以外的的传播播时间间值，，而得得到的的实际际传播播时间间t0。t0值的标标定：平面面换能能器t0值的标标定可可采用用标准准棒法法或长长短测测距法法，在在精度度要求求不高高的情情况下下，也也可以以采用用直接接相对对法。。零声时时波速值值修正正：当当在混混凝土土浇灌灌的顶顶面与与底面面测试试时，，测区区声速速值应应进行行修正正。va=β·vva——修正后后的测测区声声时值值，km/s；β———超声测测试面面修正正系数数。在在混凝凝土浇浇灌顶顶面及及底面面测试试时，，β=1.034；在混混凝土土侧面面测试试时，，β=1。（二））数据据处理理——声速值值计算算构件第第i个测区区的混混凝土土强度度换算算值fccu,i，应根根据规规定的的修正正后的的测区区回弹弹值Rai及修正正后的的测区区声速速值vai，优先先采用用专用用或地地区测测强曲曲线推推定。。当无无该类类测强强曲线线时，，可按按公式式计算算：1.粗骨料料为卵卵石时时fccu,i=0.0056vai1.439Rai1.7692.粗骨料料为碎碎石时时fccu,i=0.0162vai1.656Rai1.410（三））混凝凝土强强度的的推定定经过计计算得得到的的混凝凝土测测区强强度值值，还还需要要根据据钻芯芯试验验对其其进行行修正正，钻钻芯数数量不不少于于3个，钻钻芯位位置应应在回回弹、、超声声测区区上。。（三））混凝凝土强强度的的推定定——修正取芯法法是一一种半破损损的混凝凝土强强度检检测方方法，，它通通过在在结构构物上上钻取取芯样样并在在压力力试验验机测测得被被测结结构的的混凝凝土强强度值值。该方法法结果果准确确、直直观，，但对结结构有有局部部损坏坏。四、取芯法法《钻芯法法检测测混凝凝土强强度技技术规规程》(CECS03:2007)《水工混混凝土土试验验规程程》（SL352一2006）7.7《水工混混凝土土试验验规程程》（SL352一2006）7.7试验步步骤《水工混混凝土土试验验规程程》（SL352一2006）7.7《水工混混凝土土试验验规程程》（SL352一2006）7.7试验结结果处处理《水工混混凝土土试验验规程程》（SL352一2006）7.7《水工混混凝土土试验验规程程》（SL352一2006）7.7《水工混混凝土土试验验规程程》（SL352一2006）7.7射钉法法是通通过射射钉仪仪以规规定能能量的的火药药将一一特制制钢钉钉（射射钉））射入入混凝凝土。。当射射钉长长度和和直径径一定定时，，射钉钉外露露长度度与混混凝土土强度度有着着良好好的相相关性性，通通过试试验建建立两两者关关系曲曲线，，推算算辑凝凝土强强度。。射钉法是非非破损检测测方法，受受表面状况况影响因素素小、方便便灵活、检检测速度快快、费用低低，在老建建筑物及大大体积混凝凝土的质量量检测中应应用较多。。五、射钉法法《水工混凝土土试验规程程》（SL352一2006）7.2拔出法通过过在混凝土土一定深度度埋入一锚锚固件，由由液压拔出出仪向外拉拉拔锚固头头，直至混混凝土破坏坏后锚固件件拔出。此此时读出拔拔出仪上的的拔出力，，由混凝土土抗拔力与与强度之间间的关系换换算得到被被检测结构构的混凝土土强度值。。优点：拔出出法试验的的混凝土破破坏机理与与其力学性性能有关，，因而拔出出力与混凝凝土抗压强强度有着较较好的相关关性；锚固固件埋入混混凝土有一一定的深度度，所以试试验受混凝凝土表面状状况的影响响较小。六、拔出法法《后装拔出法法检测混凝凝土强度技技术规程》(CECS69:94)第二节混凝土内部部缺陷检测测《水工混凝土土试验规程程》（SL352-2006）7.6超声波检测测混凝土内内部缺陷一、缺陷检检测原理假设混凝土土中有一处处缺陷，用用超声法检检测时，由由于正常混混凝土是连连续体，超超声波在其其中正常传传播。当换换能器正对对着缺陷时时，由于混混凝土连续续性中断，，缺陷区与与混凝土之之间出现界界面（空气气与混凝土土）。在界界面上超声声波传播发发生反射、、散射与绕绕射。超声声波用于混混凝土缺陷陷评估的4个声学参数——声时（或波速速）、振幅、、频率和波形形将发生变化。。二、超声波法法声学参数的的变化声时（波速））当超声波在传传播路径上遇遇到缺陷时，，超声波的传传播有两种可可能：一是直接穿过过缺陷介质，，缺陷介质可可能是空气、、水或夹杂杂杂质的非正常常混凝土，这这些介质的共共同特点是声速低；二是超声波绕绕过缺陷与正正常混凝土的的界面传播。。当超声波直直接穿过缺陷陷，由于缺陷陷速度较混凝凝土低，在同同样测距下传传播时间要长长，而绕过缺缺陷的传播路路径比直线传传播的路径长。上述两种情况况测得的声时时都将比正常常部位长。在在计算测点声声速时，总是是以换能器间间的直线距离离L作为传播距离离，因此有缺缺陷处的计算算声速就减小。。波幅由于缺陷对声声波的反射或或吸收比正常常混凝土大，，所以当超声声波通过缺陷陷后，衰减比比正常混凝土土大，即接收收波的振幅将减少。根据接收波波首波振幅的的异常变化也也可以发现缺缺陷的存在。。振幅值虽然与与混凝土质量量有相关性，，但也取决于于测试距离和和换能器的声声学性能（仪仪器和换能器器灵敏度、自自振频率、频频谱特性等）），因此难以以定出一种统统一的指标，，只能在同一一仪器设备和和测距情况下下作相对比较较用。主频（频谱））对接收波信号号的频谱分析析表明，不同同质量的混凝凝土对超声波波中高频分量量的吸收、衰衰减不同。因因此，当超声声波通过不同同质量的混凝凝土后，接收收波的频谱也也不同。有内内部缺陷的混混凝土，其接接收波中高频频分量相对减减少而低频分分量相对增大大，接收波的的主频率值下降降。频率值也只只能在同一仪仪器设备和测测距情况下作作相对比较用用。波形当超声波通过过混凝土内部部缺陷时，由由于混凝土的的连续性已被被破坏，使超超声波的传播播路径复杂化化，直达波、、绕射波等各各类波相继到到达接收换能能器。它们各各有不同的频频率和相位。。这些波的叠叠加有时会造造成波形的崎变。目前，对波波形的研究还还不够，只能能是半定性的参数数，作为判断缺缺陷的参考。。第四节碾压混凝土现现场相对压实实度检测《水工混凝土试试验规程》（SL352-2006）7.11现场碾压混凝凝土表观密度度测定碾压混凝土拌拌和物表观密密度测定分试试验表观密度度测定和现场场表观密度测测定两种。试验表观密度度测定试验按按《水工混凝土试试验规程》（SL352-2006）6.2——““碾压混凝土拌拌和物表观密密度测定”进进行。测得的两种表表观密度主要要用于计算相对压实度。相对压实度是是评价碾压混混凝土压实质量的参数。试验验研究表明，，碾压混凝土土的压实表观观密度必须压压实到配合比比设计理论容容重的97%以上，碾压混混凝土才具有有结构设计强强度。因此，，《水工碾压混凝凝土施工规范范》（DL/T5112一2000)规定，对于建建筑物的外部部碾压混凝土土，相对压实实度不得小于于98%；对于内部碾碾压混凝土，，相对压实度度不得小于97%。相对压实度相对压实度：：K=（Dc/Dm）*100相对压实度现场压实表观密度理论表观密度度第五节碾压混凝土坝坝层间允许间间隔时间的测测定《水工混凝土试试验规程》（SL352-2006）7.10碾压混凝土仓仓面贯入阻力力检测碾压混凝土为为薄层浇注，，混凝土拌和和出机后，经经运送、摊铺铺到碾压结束束形成层面，，再浇筑上层层碾压混凝土土。每个浇筑升层层碾压后的表表面为层面，，再浇筑碾压压混凝土就是是含层面碾压压混凝土。研究表明，含含层面碾压混混凝土的性能能均低于本体体，时间愈长长，性能愈差差。——存在层间铺筑允许许间隔时间/层间外露时间间随着层间铺筑筑间隔时间增增长，层面砂砂浆的贯入阻阻力增加，而而轴拉强度、、黏聚力和抗抗渗性则降低低。从设计角度，，可以提出一一个允许降低低下限，在此此限以上，层层面的各项性性能是能够被被大坝结构安安全所接受的的，以此下限限作为层面质质量控制标准准。——贯入阻力控制制值如何确定？——通过贯入阻力力控制值确定定经验统计法实际测定法贯入阻力控制制值的确定统计样本取自自工程试验资资料统计数据据。根据轴拉拉强度——历时关系曲线线、层间黏聚聚力——历时关系曲曲线