现场混凝土质量检测详解

水利水电工程质量检测人员培训混凝土工程艾红梅大连理工大学土木水利学院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非水平方向检测混凝土浇筑侧面、水平方向检测混凝土浇筑顶面或底面时，应进行修正：Rm=Rmx+Rax式中：Rmx—相应状态检测时测区的平均回弹值，精确至0.1Rax—相应状态检测时回弹值修正值（查表）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，应先对回弹值进行角度修正，再对修正后的值进行浇筑面修正。回弹值修正回弹值测量完毕后，应在有代表性的位置上测量碳化深度值。测点不应少于构件测区数的30%，取其平均值为该构件每测区的碳化深度值。当碳化深度值极差大于2.0mm时，应在每一测区测量碳化深度值。检测技术——碳化深度值测量碳化深度值测量，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。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楚时，再用深度测量工具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0.5mm。测量值小于0.4mm时，按无碳化处理。检测技术——碳化深度值测量《回弹法检测混凝土抗压强度技术规程》JGJ/T23一2001——测强曲线。

《水工混凝土试验规程》SL352一20067.1——强度公式。推定混凝土强度混凝土强度换算值可采用以下三类测强曲线计算：1统一测强曲线：由全国有代表性的材料、成型养护工艺配制的混凝土试件，通过试验所建立的曲线。2地区测强曲线：由本地区常用的材料、成型养护工艺配制的混凝土试件，通过试验所建立的曲线。3专用测强曲线：由与结构或构件混凝土相同的材料、成型养护工艺配制的混凝土试件，通过试验所建立的曲线。

测强曲线——强度换算值对有条件的地区和部门，应制定本地区的测强曲线或专用测强曲线，经上级主管部门组织审定和批准后实施。各检测单位应按专用测强曲线、地区测强曲线、统一测强曲线的次序选用测强曲线。当检测条件与测强曲线的适用条件有较大差异时，可采用同条件试件或钻取混凝土芯样进行修正。试件或钻取芯样数量不应少于6个。钻取芯样时每个部位应钻取一个芯样。计算时，测区混凝土强度换算值应乘以修正系数η。修正式中：η——修正系数，精确到0.01；fcu,i——第i个混凝土立方体试件(边长为150mm)的抗压强度值，精确到0.1MPa；fcor,i——第i个混凝土芯样试件的抗压强度值，精确到0.1MPa；fccu,i——对应于第i个试件或芯样部位回弹值和碳化深度值的混凝土强度换算值；n——试件数。或通过混凝土试件建立强度与回弹值的关系——根据实测的试件抗压强度、回弹值，以最小二乘法计算出曲线的方程式，得到专用混凝土强度公式：混凝土强度公式——推定的混凝土强度无专三用混三凝土三强度三公式三时：当混三凝土三结构三或构三件碳三化至三一定三深度三时，三需要三将推三定的三混凝三土强三度进三行修三正。碳化三深度三修正三值结构三或构三件的三测区三混凝三土强三度平三均值三可根三据各三测区三的混三凝土三强度三换算三值计三算：混凝三土强三度的三计算mfccu——测区三混凝三土强三度换三算值三的平三均值(M三Pa三)，精确三至0.三1M三Pa。fccu三,i——对应三于第i个试三件或三芯样三部位三强度三换算三值。n—三—对于三单个三检测三的构三件，三取一三个构三件的三区数三；批量三检测三的构三件，三取被三抽检三构件三测区三数之三和。当测三区数三为10个及三以上三时，三应计三算强三度标三准差MP三a，精三确至0.三01三MP三a结构三或构三件的三混凝三土强三度推三定值——fcu三,e1.当该三结构三或构三件测三区数三少于10个时三：3.当该三结构三或构三件测三区数三不少三于10个或三按批三量检三测时三：2.当该三结构三或构三件测三区强三度值三中出三现小三于10三.0三MP三a时：相应三于强三度换三算值三总体三分布三中保三证率三不低三于95三%的结三构或三构件三中的三混凝三土抗三压强三度值三。对按三批量三检测三的构三件，三当该三批构三件混三凝土三强度三标准三差出三现下三列情三况之三一时三，则三该批三构件三应全三部按三单个三构件三检测三：1.当该三批构三件混三凝土三强度三平均三值小三于25三MP三a时：2.当该三批构三件混三凝土三强度三平均三值不三小于25三MP三a时：超声三波波三速与三混凝三土材三料弹三性模三量相三关，三所以三波速三与混三凝土三强度三有良三好的三相关三关系三，由现三场实三测超三声波三波速三推求三抗压三强度三关系——无损三检测三。二、超声三波法（一三）原三理及三适用三范围原理《水工三混凝三土试三验规三程》（SL三35三2一20三06）7.三3根据三各测三点强三度的三离散三性可三以评三价建三筑物三混凝三土的三均匀三性。不适三用于三抗压三强度三在45三MP三a以上三或在三超声三波传三播方三向上三钢筋三布置三太密三的混三凝土三。超声三波波三速受三混凝三土中三粗骨三料的三品种三、粒三径、三用量三的影三响很三大。目前三很少三单纯三采用三超声三波波三速推三算混三凝土三强度三，而三是与三回弹三法相三结合三，即三超声三回弹三综合三法。特点三及适三用范三围试验三仪器非金三属超三声检三测仪三。换能三器。耦合三介质三。（二三）试三验方三法试验三方法详见《水工三混凝三土试三验规三程》（SL三35三2一20三06）7.三3“超声三波测三定混三凝土三抗压三强度三和均三匀性三”三。回弹三法主三要反三映的三超声回弹综合法技术成熟、对结构无损伤，可反映混凝土内部质量情况，适合于有相对两个测试面结构的混凝土强度检测。

三、超声三回弹三综合三法《超声三回弹三综合三法检三测混三凝土三强度三技术三规程》（CE三CS三02三:2三00三5）单个三构件三检测:每个三构件三上的三测区三数不三应少三于10个。按批三抽样三检测:构件三抽样三数不三少于三同批三构件三的30三%，且三不少三于10件，三每个三构件三测区三数不三少于10个。按批三检测三的构三件，三其混三凝土三强度三等级三、原三材料三与配三合比三、成三型工三艺、三养护三条件三及龄三期、三构件三种类三、运三行环三境等三需基三本相三同。小构三件:对长三度小三于或三等于2m的构三件，三其测三区数三量可三适当三减少三，但三不少三于3个。（一三）现三场测三试——抽样测区三布置三在构三件混三凝土三浇筑三方向三的侧三面；测区三均匀三分布三，相三邻两三测区三的间三距不三宜大三于2m；测区三避开三钢筋三密集三区和三预埋三件；测区三尺寸三为20三0m三m×三20三0m三m；测试三面应三清洁三、平三整、三干燥三，不三应有三接缝三、饰三面层三、浮三浆和三油垢三，并三避开三蜂窝三、麻三面部三位，三必要三时可三用砂三轮片三清除三杂物三和磨三平不三平整三处，三并擦三净残三留粉三尘。（一三）现三场测三试——测区三要求结构三或构三件的三每一三测区三，先三进行三回弹三测试三，后三进行三超声三测试三（如三先进三行超三声波三测量三，则三在测三试面三上涂三抹的三黄油三会影三响到三回弹三测试三）。非同三一测三区内三的回三弹值三及超三声声三速值三，在三计算三混凝三土强三度换三算值三时不三能混三用。（一三）现三场测三试——测试三顺序回弹三测试三、计三算及三角度三与测三试面三的修三正方三法同三回弹三法。同一三回弹三测区三在结三构的三两相三对测三试面三对称三布置三，每一三面的三测区三内布三置8个回三弹测三点，三两面三共16个测三点。超声三回弹三综合三法的三强度三曲线三是以三声速三、回三弹作三为主三要参三数，三不考三虑碳三化深三度的三影响三。（一三）现三场测三试——回弹三值测三量测点三：超三声测三点布三置在三回弹三测试三的同三一测三区内三。在三每个三测区三内的三相对三测试三面上三应各三布置3个测三点，三且发三射和三接收三换能三器的三轴线三应在三同一三轴线三上；三测点三处保三证平三整，三使换三能器三能与三混凝三土接三触良三好；三测点三应避三开与三声传三播方三向平三行的三钢筋三（避三免声三波沿三钢筋三传播三，形三成短三路）三。声波三耦合三：超三声测三点上三首先三涂抹三声波三耦合三剂（三一般三为黄三油）三；测三试时三换能三器将三黄油三挤出三并贴三紧混三凝土三面，三使换三能器三与混三凝土三耦合三良好三。声时三测读三：测三试的三声时三值精三确至0.三1μs，声三速值三精确三至0.三01三km三/s，超三声测三距的三测量三误差三不超三出士1%。（一三）现三场测三试——声速三值测三量波速三计算三：v=三l/三tmtm=(三t1+t2+t3)/三3v—三—测区三声速三值，km三/s；l—三—超声三测距三，mm；tm——测区三平均三声时三值，μs；t1、t2、t3——分别三为测三区中3个测三点的三声时三值。（二三）数三据处三理——声速三值计三算回弹三值的三计算三、修三正同三回弹三法关于三零声三时：超三声仪三上测三读到三的声三时包三括了三两部三分：三一是三声波三通过三混凝三土的三时间三，二三是声三波通三过仪三器（三包括三导线三、换三能器三等）三的时三间。三在计三算混三凝土三的波三速时三应该三减去三声波三在混三凝土三以外三的传三播时三间值三，而三得到三的实三际传三播时三间t0。t0值的三标定：平三面换三能器t0值的三标定三可采三用标三准棒三法或三长短三测距三法，三在精三度要三求不三高的三情况三下，三也可三以采三用直三接相三对法三。零声三时波速三值修三正：三当在三混凝三土浇三灌的三顶面三与底三面测三试时三，测三区声三速值三应进三行修三正。va=β·vva——修正三后的三测区三声时三值，km三/s；β—三—超声三测试三面修三正系三数。三在混三凝土三浇灌三顶面三及底三面测三试时三，β=三1.三03三4；在三混凝三土侧三面测三试时三，β=三1。（二三）数三据处三理——声速三值计三算构件三第i个测三区的三混凝三土强三度换三算值fccu三,i，应三根据三规定三的修三正后三的测三区回三弹值Rai及修三正后三的测三区声三速值vai，优三先采三用专三用或三地区三测强三曲线三推定三。当三无该三类测三强曲三线时三，可三按公三式计三算：1.粗骨三料为三卵石三时fccu三,i=0三.0三05三6三vai1.三43三9Rai1.三76三92.粗骨三料为三碎石三时fccu三,i=0三.0三16三2三vai1.三65三6Rai1.三41三0（三三）混三凝土三强度三的推三定经过三计算三得到三的混三凝土三测区三强度三值，三还需三要根三据钻三芯试三验对三其进三行修三正，三钻芯三数量三不少三于3个，三钻芯三位置三应在三回弹三、超三声测三区上三。（三三）混三凝土三强度三的推三定——修正取芯三法是三一种半破三损的混三凝土三强度三检测三方法三，它三通过三在结三构物三上钻三取芯三样并三在压三力试三验机三测得三被测三结构三的混三凝土三强度三值。该方三法结三果准三确、三直观三，但对三结构三有局三部损三坏。四、取芯三法《钻芯三法检三测混三凝土三强度三技术三规程》(三CE三CS三03三:2三00三7)《水工三混凝三土试三验规三程》（SL三35三2一20三06）7.三7《水工三混凝三土试三验规三程》（SL三35三2一20三06）7.三7试验三步骤《水工三混凝三土试三验规三程》（SL三35三2一20三06）7.三7《水工三混凝三土试三验规三程》（SL三35三2一20三06）7.三7试验三结果三处理《水工三混凝三土试三验规三程》（SL三35三2一20三06）7.三7《水工三混凝三土试三验规三程》（SL三35三2一20三06）7.三7《水工三混凝三土试三验规三程》（SL三35三2一20三06）7.三7射钉三法是三通过三射钉三仪以三规定三能量三的火三药将三一特三制钢三钉（三射钉三）射三入混三凝土三。当三射钉三长度三和直三径一三定时三，射三钉外三露长三度与三混凝三土强三度有三着良三好的三相关三性，三通过三试验三建立三两者三关系三曲线三，推三算辑三凝土三强度三。射钉三法是三非破三损检三测方三法，三受表三面状三况影三响因三素小三、方三便灵三活、三检测三速度三快、三费用三低，三在老三建筑三物及三大体三积混三凝土三的质三量检三测中三应用三较多三。五、三射钉三法《水工三混凝三土试三验规三程》（SL三35三2一20三06）7.三2拔出三法通三过在三混凝三土一三定深三度埋三入一三锚固三件，三由液三压拔三出仪三向外三拉拔三锚固三头，三直至三混凝三土破三坏后三锚固三件拔三出。三此时三读出三拔出三仪上三的拔三出力三，由三混凝三土抗三拔力三与强三度之三间的三关系三换算三得到三被检三测结三构的三混凝三土强三度值三。优点三：拔三出法三试验三的混三凝土三破坏三机理三与其三力学三性能三有关三，因三而拔三出力三与混三凝土三抗压三强度三有着三较好三的相三关性三；锚三固件三埋入三混凝三土有三一定三的深三度，三所以三试验三受混三凝土三表面三状况三的影三响较三小。六、三拔出三法《后装三拔出三法检三测混三凝土三强度三技术三规程》(三CE三CS三69三:9三4)第二三节混凝三土内三部缺三陷检三测《水工三混凝三土试三验规三程》（SL三35三2-三20三06）7.三6超声三波检三测混三凝土三内部三缺陷一、三缺陷三检测三原理假设三混凝三土中三有一三处缺三陷，三用超三声法三检测三时，三由于三正常三混凝三土是三连续三体，三超声三波在三其中三正常三传播三。当三换能三器正三对着三缺陷三时，三由于三混凝三土连三续性三中断三，缺三陷区三与混三凝土三之间三出现三界面三（空三气与三混凝三土）三。在三界面三上超三声波三传播三发生三反射三、散三射与三绕射三。超三声波三用于三混凝三土缺三陷评三估的4个声三学参三数——声时三（或三波速三）、三振幅三、频三率和三波形将发三生变三化。二、三超声三波法三声学三参数三的变三化声时三（波三速）当超三声波三在传三播路三径上三遇到三缺陷三时，三超声三波的三传播三有两三种可三能：一是三直接三穿过三缺陷三介质三，缺三陷介三质可三能是三空气三、水三或夹三杂杂三质的三非正三常混三凝土三，这三些介三质的三共同三特点三是声速三低；二是三超声三波绕三过缺三陷与三正常三混凝三土的三界面三传播三。当三超声三波直三接穿三过缺三陷，三由于三缺陷三速度三较混三凝土三低，三在同三样测三距下三传播三时间三要长三，而三绕过三缺陷三的传三播路三径比三直线三传播三的路径三长。上述三两种三情况三测得三的声三时都三将比三正常三部位三长。三在计三算测三点声三速时三，总三是以三换能三器间三的直三线距三离L作为三传播三距离三，因三此有三缺陷三处的三计算声速三就减三小。波幅由于三缺陷三对声三波的三反射三或吸三收比三正常三混凝三土大三，所三以当三超声三波通三过缺三陷后三，衰三减比三正常三混凝三土大三，即三接收三波的振幅三将减三少。根三据接三收波三首波三振幅三的异三常变三化也三可以三发现三缺陷三的存三在。振幅三值虽三然与三混凝三土质三量有三相关三性，三但也三取决三于测三试距三离和三换能三器的三声学三性能三（仪三器和三换能三器灵三敏度三、自三振频三率、三频谱三特性三等）三，因三此难三以定三出一三种统三一的三指标三，只三能在三同一三仪器三设备三和测三距情三况下三作相三对比三较用三。主频三（频三谱）对接三收波三信号三的频三谱分三析表三明，三不同三质量三的混三凝土三对超三声波三中高三频分三量的三吸收三、衰三减不三同。三因此三，当三超声三波通三过不三同质三量的三混凝三土后三，接三收波三的频三谱也三不同三。有三内部三缺陷三的混三凝土三，其三接收三波中三高频三分量三相对三减少三而低三频分三量相三对增三大，三接收三波的主频三率值三下降。频三率值三也只三能在三同一三仪器三设备三和测三距情三况下三作相三对比三较用三。波形当超三声波三通过三混凝三土内三部缺三陷时三，由三于混三凝土三的连三续性三已被三破坏三，使三超声三波的三传播三路径三复杂三化，三直达三波、三绕射三波等三各类三波相三继到三达接三收换三能器三。它三们各三有不三同的三频率三和相三位。三这些三波的三叠加三有时三会造三成波形三的崎三变。目三前，三对波三形的三研究三还不三够，三只能三是半定三性的三参数，作三为判三断缺三陷的三参考三。第四三节碾压三混凝三土现三场相三对压三实度三检测《水工三混凝三土试三验规三程》（SL三35三2-三20三06）7.三11现场三碾压三混凝三土表三观密三度测三定碾压三混凝三土拌三和物三表观三密度三测定三分试三验表三观密三度测三定和三现场三表观三密度三测定三两种三。试验三表观三密度三测定三试验三按《水工三混凝三土试三验规三程》（SL三3三52三-2三00三6）6.三2—三—“碾压三混凝三土拌三和物三表观三密度三测定三”进三行。测得三的两三种表三观密三度主三要用三于计三算相对三压实三度。相对三压实三度是三评价三碾压三混凝三土压实三质量的参三数。三试验三研究三表明三，碾三压混三凝土三的压三实表三观密三度必三须压三实到三配合三比设三计理三论容三重的97三%以上三，碾三压混三凝土三才具三有结三构设三计强三度。三因此三，《水工三碾压三混凝三土施三工规三范》（DL三/T三5三11三2一20三00三)规定三，对三于建三筑物三的外三部碾三压混三凝土三，相三对压三实度三不得三小于98三%；对三于内三部碾三压混三凝土三，相三对压三实度三不得三小于97三%。相对三压实三度相对三压实三度：K=（Dc三/D三m）*10三0相对三压实三度现场三压实表观三密度理论三表观三密度第五三节碾压三混凝三土坝三层间三允许三间隔三时间三的测三定《水工三混凝三土试三验规三程》（SL三35三2-三20三06）7.三10碾压三混凝三土仓三面贯三入阻三力检三测碾压三混凝三土为三薄层三浇注三，混三凝土三拌和三出机三后，三经运三送、三摊铺三到碾三压结三束形三成层三面，三再浇三筑上三层碾三压混三凝土三。每个三浇筑三升层三碾压三后的三表面三为层三面，三再浇三筑碾三压混三凝土三就是三含层三面碾三压混三凝土三。研究三表明三，含三层面三碾压三混凝三土的三性能三均低三于本三体，三时间三愈长三，性三能愈三差。——存在层间三铺筑三允许三间隔三时间/层间三外露三时间随着三层间三铺筑三间隔三时间三增长三，层三面砂三浆的三贯入三阻力三增加三，而三轴拉三强度三、黏三聚力三和抗三渗性三则降三低。从设三计角三度，三可以三提出三一个三允许三降低三下限三，在三此限三以上三，层三面的三各项三性能三是能三够被三大坝三结构三安全三所接三受的三，以三此下三限作三为层三面质三量控三制标三准。——贯入三阻力三控制三值如何三确定三？——通过三贯入三阻力三控制三值确三定经验三统计三法实际三测定三法贯入三阻力三控制三值的三确定统计三样本三取自三工程三试验三资料三统计三数据三。根三据轴三拉强三度——历时三关系三曲线三、层三间黏三聚力——历时三关系三曲线三的统三计结三果，三首先三确定三各性三能降三低至三允许三程度三（例三如15三%）时三的时三间t0；再根三据统三计资三料中三工程三贯入三阻力——历时三关系三曲线三，查三出t0对应三的贯三入阻三力，三由此三确定三经验三统计三法的三贯入三阻力三控制三限值三。采用三统计三法决三定层三面直三接铺三筑允三许间三隔时三间的三方法三就是三在现三场仓三面实三测贯三入阻三力一三历时三关系三，当三贯入三