水利工程质量检测培训溷凝土强度检测.ppt

第十二章 现场混凝土质量检测 南京水利科学研究院 水利部基本建设工程质量检测中心 2007年10月,水利水电工程质量检测培训研讨,王五平,第一节 混凝土抗压强度,内容提要 0 现场测强的意义 1 回弹法 2 超声回弹综合法 3 射钉法 4 拔出法 5 钻芯法 6 几种强度检测方法的比较,0 现场测强的意义,不能反映混凝土的施工及养护质量，仅能反映混凝土各组成材料的质量、配比及拌和质量； 不能反映结构各部位混凝土强度质量，评价均匀性不全面； 当无试件或对试件的制作、养护、抗压试验等条件有怀疑时，无法评价验收混凝土强度； 不能反映结构老化或意外损伤后的强度； 不能反映特殊工艺生产的构件混凝土强度（喷射、离心、挤压、振动模压等）； 不能多次试验（如观测强度发展或外界因素的影响等）。,采用立方体标准试件评价验收混凝土抗压强度的不足,混凝土强度换算值 相当于被测结构及构件测试部位在所处条件及龄期下，边长为150mm立方体试块抗压强度，既不等于在施工现场取样、成型、与构件同条件养护试块的抗压强度，也不等于标准养护28d试块抗压强度。,换算值(Conversion),立方体(Cube),推定值(Evaluation),立方体试件(Cube),芯样试件(Core),立方体抗压强度标准值,按照标准方法制作养护的边长为150mm的立方体试件，在28d龄期用标准试验方法测得的具有95%保证率的抗压强度。,根据混凝土立方体抗压强度标准值划分的强度级别，称为混凝土强度等级。C10、C20、C30,1 回弹法检测混凝土强度,回弹法 表面硬度法的一种，使用回弹仪弹击混凝土表面，回弹仪中运动的重锤以一定冲击动能撞击顶在混凝土表面的冲击杆后，重锤回弹并带动指针滑块，得到反映回弹能量的回弹值。由回弹值及混凝土碳化深度，换算混凝土强度值。,中华人民共和国行业标准 回弹法检测混凝土抗压 强度技术规程 Technical Specification for Inspection of Concrete Compressive Strength by Rebound Method JGJ/T 23-2001 J 115-2001 2001 北京,1.1.1 规程情况,1.1.2 规程情况,中华人民共和国国家计量检定规程 混凝土回弹仪 JJG 817-93 1993 国家技术监督局,1.2 仪器,中型回弹仪（标称动能2.2J） 适用厚度60cm，骨料最大粒径40mm,重型回弹仪（标称动能29.4J） 适用厚度60cm，骨料最大粒径40mm,数显回弹仪,1.3 资料收集,1. 工程信息工程名称，建设、设计、施 工、监理单位名称 2. 结构信息名称、外形尺寸、数量、强度等级 3. 原材料情况水泥、砂、石，配合比，外加剂 4. 施工情况模板、浇筑、养护、浇筑日期 5. 原始记录设计图纸、施工记录 6. 检测原因,1.4 检测类型,逐个检测 混凝土强度质量有怀疑的独立结构、单独构件，有明显质量问题的结构或构件 抽样检测 在相同生产工艺条件下，混凝土强度等级相同、原材料、配合比、成型工艺、养护条件基本一致且龄期相近的同类结构或构件。30%且10件。,1.5 测区及测点要求,一个结构或构件一般取10个测区，不少于5个 测区面积2cm 测区表面清洁、平整、干燥 避开气孔及外露石子 受力部位及易产生缺陷部位应布置测区 测区优先布置在浇筑侧面 避开钢筋和预埋件,1.6 碳化深度检测,使用1%酚酞酒精溶液，碳化后酚酞不变色,未碳化的混凝土呈碱性，酚酞变红色。,不少于30%测区，求平均值 若极差大于2.0mm，应检测每一测区碳化深度 读数精确到0.5mm 新结构，碳化较浅，凿出一小块检测，老结构使用电锤。,1.7 回弹值计算,Rm测区平均回弹值，精确至0.1； Ri第i个测点的回弹值。,个测值，剔除3个最大值，3个最小值后,1.8 回弹值修正,非水平状态 回弹仪朝上，修正值为负，朝下，修正值为正,测试面修正 浇筑表面，修正值为正，浇筑底面，修正值为负,1.9 混凝土强度换算值,测区混凝土强度换算值,1.9.1 两部规范回弹强度换算值比较,回弹法检测混凝土抗强度技术规程（JGJ/T 23-2001） 制成表格供查取，与SL352-2006中型回弹仪强度曲线一致,1.10 回弹法测强曲线,1.11 统一测强曲线的适用范围,普通混凝土采用的材料、拌和水符合现行国家有关标准； 不掺外加剂或仅掺非引气型外加剂； 采用普通成型工艺； 采用符合现行国家标准混凝土结构工程施工质量验收规范（GB 50204-2002）规定的钢模、木模及其他材料制作的模板； 自然养护或蒸汽养护出池后经自然养护7d以上，且混凝土表层为干燥状态； 龄期为141000d； 抗压强度为1060MPa。,1.12 强度换算值修正,所检结构与测强曲线材料有较大差异时，应对强度换算值修正。 用于修正的立方体试块或芯样试件6个,同条件立方试块 (151515cm3),混凝土芯样试件 (10cm10cm),1.13 强度推定值计算,测区10个,10MPa,测区10个，批量检测,1.14 按批检测计算的条件,出现下列情形时，应按单个构件计算,1.15 泵送混凝土强度换算值修正,泵送混凝土流动性大，粗骨料粒径较小，砂率增加，混凝土的砂浆包裹层偏厚，表面硬度较低，实际测得的回弹值偏低,1.16 回弹法检测混凝土抗压强度报告,1 基本信息 工程信息委托单位、设计单位、监理单位、监督单位、工程名称、结构或构件名称、施工日期、混凝土生产单位、输送方式、检测原因 检测信息检测环境、检测依据、回弹仪生产厂、回弹仪编号、回弹仪检测证号、检测日期 2 检测结果表,1.17 回弹法检测混凝土强度工程实例,向上检测、测试面为底面，泵送混凝土,2 超声回弹综合法检测混凝土强度,超声回弹综合法 建立在超声波传播速度和回弹值同混凝土抗压强度之间相互关系的基础上，以声速和回弹值综合反映混凝土的抗压强度。,2.1 仪器设备,超声仪 声时范围09999us,精度0.1us 换能器 50100kHz,中型回弹仪，标称动能2.207J,中国工程建设标准化委员会标准 超声回弹综合法 检测混凝土强度技术规程 Technical specification for detecting strength of concrete by ultrasonic-rebound combined method CECS 02:2005 中国计划出版社,2.2 规程情况,1. 工程信息 2. 结构信息 3. 原材料情况 4. 施工情况 5. 原始记录 6. 存在的质量问题,2.3 资料收集,2.4.1 测试方式,2.4.2 测区数量,单个构件 每个构件测区数10 按批抽样 强度等级相同，原材料、配合比、成型工艺、养护条件及龄期基本相同，构件种类相同；施工阶段所处状态相同。抽检数量30%且10件，每一构件测区数10。,2.4.3 测区要求,对测与角测测区200mm200mm，平测测区400mm400mm 平测超声测距350mm450mm，换能器连线与钢筋夹角4050 浇注侧面 测区均匀分布，相邻测区间距2m,2.5 回弹测试,对测与角测时，在超声波发射及接收面测区内各弹击8点 平测时，在超声波发射及接收点之间弹击16点,2.6 超声声时测试,布置在回弹测试的同一测区内 每个测区的对应测试面，各布置3个测点 测点磨平，换能器与混凝土耦合良好 优先采用对测或角测,2.7.1 超声声速计算（对测）,tm测区声时3点平均值，精确到0.1us； l超声测距，误差小于1%； v测区声速值，精确到0.01km/s。,2.7.2 声速计算（角测）,2.7.3 声速计算（平测）,声速修正系数； vd 对测声速； vp平测声速。,直接测vd,时距法求斜率得vd,2.8 超声声速修正,顶面及底面对测或角测， =1.034 顶面平测，=1.05 底面平测，=0.95,2.9.1 强度换算值计算,粗骨料为卵石,粗骨料为碎石,混凝土用水泥符合现行国家有关标准； 混凝土用砂、石骨料符合现行国家有关标准； 掺或不掺减水剂或早强剂； 人工或一般机械搅拌、成型； 采用符合现行国家标准混凝土结构工程施工质量验收规范（GB 50204-2002）规定的钢模、木模； 自然养护； 龄期为7730d，超过，可取芯修正； 混凝土强度等级C10C50。,2.9.2 强度换算公式的适用范围,2.10 强度换算值修正,所检结构与测强曲线材料有较大差异时，应对强度换算值修正。 用于修正的立方体试块或芯样试件3个,同条件立方试块 (151515cm3),混凝土芯样试件 (10cm10cm),2.11.1 强度推定值计算,测区10个,10MPa,2.11.2 按批抽样强度推定值计算,标准差出现下列条件之一，不能按批，应按单个构件,2.12 超声回弹综合法强度检测工程实例,350mm350mm混凝土柱，设计强度等级C30,3 射钉法检测混凝土强度,射钉法（Penetration Probe，又称贯入阻力法，国外也称为穿透探针法或Windsor Probe 试验） 使用射钉枪将特制钢钉射入混凝土一定深度，根据钉的外露长度作为混凝土贯入阻力的度量并以此推算混凝土强度 射钉枪发射出的钢钉初动能固定，钢钉的力学性能、尺寸、形状不变，因此钢钉贯入混凝土中的深度取决于混凝土的力学性质,射钉法优缺点,美国材料试验协会标准 （ASTM C803-82）,3.1.1 规程情况,3.1.2 规程情况,7 现场混凝土质量检测 7.2 射钉法检测混凝土强度,中华人民共和国水利行业标准 水工混凝土试验规程 Test code for hydraulic concrete SL 352-2006 华人民共和国水利部,3.2.1 射钉法仪器,3.2.2 射钉法仪器,射钉枪 子弹 长18mm，直径6.8mm 射钉 淬火的合金钢制成，长75mm，直径47mm 基准板 厚10mm中间开孔的不锈钢圆板，以此板为基准测量射钉外露长度 游标卡尺 测量范围0100mm，精度0.02mm,1. 工程信息 2. 结构信息 3. 原材料情况 4. 施工情况 5. 原始记录 6. 存在的质量问题,3.3 资料收集,3.4 射钉法操作步骤,从发射管口装入钢钉，用送钉器将其推至底部； 拉出送弹器，装上子弹再推回原位； 发射枪对准射击点，解除保险，扣动扳机，将钢钉射入混凝土； 基准板套在钢钉上，测量钢钉外露长度； 检查钢钉嵌入混凝土中情况，舍弃嵌入不牢的钢钉，并补射。,3.5 适用条件,强度等级C10C0 龄期7d 所测结构混凝土厚度150mm,3.6 测区及测点要求,每个构件测区数3 每个测区3个测点，布置在边长为200mm的等边三角形内 每2个射钉之间距离140mm 射钉距构件边缘100mm,3.7 外露长度数据处理,3个测值极差超过右表值？,N,N,Y,Y,3.8 强度换算值,混凝土强度换算值； L射钉外露长度； a、b测强公式回归系数。,3.9.1 专用测强曲线的建立,目的：建立贯入阻力与混凝土强度的关系式,标定试验要求 在边长为40cm的立方体试块上进行射钉试验； 射击点间距不小于140mm，距边缘不小于100mm； 混凝土强度范围：540MPa； 试验组数不少于30对（每组包括5点射钉及3个试块）。,采用最小二乘法回归，强度变异系数15%,3.9.2 专用测强曲线的适用性,一台射钉枪、一种型号射钉及子弹对应一条标定曲线 粗骨料品种、强度、粒径、干湿状态存在较大诧异，应重建 采用钻芯法校正,4 拔出法检测混凝土强度,4.1.1 拔出法分类,预埋拔出法 在混凝土表层面以下一定距离预先埋入一个钢制锚固件，混凝土硬化以后，通过锚固件施加拔出力,4.1.2 拔出法分类,后装拔出法 在已硬化的混凝土表面钻孔、磨槽、嵌入锚固件并安装拔出仪进行拔出试验，测定极限拔出力，根据预先建立的拔出力与混凝土强度之间的相关关系推算混凝土强度,4.1.3 拔出法分类,拉剥试验 将一个圆形钢制拉剥盘，用环氧树脂粘接剂，粘到混凝土表面，待粘接剂硬化后，施加拉拔力，剥离混凝土。,中国工程建设标准化委员会标准 后装拔出法检测混凝土强度 技 术 规 程 CECS 69:94 1994 北京,4.2 规程情况,4.3.1 设备,4.3.2 设备,三点式 反力支承内径120mm，适用于粗骨料最大粒径40mm 圆环式 反力支承内径55mm，适用于粗骨料最大粒径40mm,4.3.3 设备,拔出仪应具备以下技术性能 额定拔出力大于测试范围内的最大拔出力； 三点式拔出试验装置其工作行程6mm； 允许示值误差为2%F.S.； 测力装置应具有峰值保持功能。,单个构件检测时，均匀布置3个测点，3个拔出力中最大或最小值与中间值之差大于中间值的15%，在最小力附近加测2点； 按批检测，30%且10件，每个构件3点； 测点优先布置在浇筑侧面； 测点布置在构件受力较大及薄弱部位； 相邻测点间距10h，测点距边缘4h； 测区表面清洁、干燥，清除饰面层、浮浆，磨平； 避开接缝、蜂窝、麻面、表层钢筋、预埋件； 避开钢筋和预埋件,4.4 测点要求,4.5 操作步骤,钻孔,磨槽,锚固,拔出,4.6.1 强度换算值计算,混凝土强度换算值，精确至 0.1MPa； F拔出力，精确至0.1kN； A、B测强公式回归系数。,6个强度等级 每一强度等级6组 每组包括1个拔出试件和3个立方体试块 每一拔出试件做3点拔出试验，取平均值为拔出力 3个立方体试块的强度代表值：平均值；中间值（其一15%）；舍弃（均15%） 拔出力及立方体试块抗压强度值回归,4.6.2 测强曲线,4.7 强度换算值修正,n3,4.8 单个构件强度推定,1 拔出力F 3个拔出力中最大和最小值与中间值之差均小于中间值的15%，取最小值； 3个拔出力中最大或最小值与中间值之差大于中间值的15%，加测的2个拔出力与最小值取平均值，并与前一次中间值比较，取小值,2 换算值 平均拔出力计算强度换算值，乘以修正系数,3 推定值,4.9 按批构件强度推定,1 换算值 每个拔出力计算强度换算值，乘以修正系数,2 推定值,取两者中的较大值作为该批构件混凝土强度推定值,4.10 按批检测计算的条件,出现下列情形时，应按单个构件计算,4.11.1 新老混凝土粘接强度检测,属于拉剥试验 钻芯超过新老混凝土结合面，将拉剥盘粘到混凝土表面，待粘接剂硬化后，施加拉拔力，剥离混凝土。,4.11.2 新老混凝土粘接强度检测,5 钻芯法检测混凝土强度,钻芯法 利用钻机和人造金刚石空心薄壁钻头，从结构混凝土中钻取芯样以检测混凝土强度和检查混凝土内部缺陷的方法,5.1.1 钻芯法,对试块抗压强度测试结果有怀疑（很高或不足）； 材料、施工或养护不良，出现质量问题； 遭受冻害、火灾、化学侵蚀或其他损害（针对回弹法）； 旧结构； 对其他无损检测方法修正； 不适用C10混凝土。,5.1.2 钻芯法应用对象,5.2 设备,中华人民共和国水利行业标准 水工混凝土试验规程（SL 352-2006） 中国工程建设标准化委员会标准 钻芯法检测混凝土强度技术规程（CECS 03:88）,5.3 规程情况,5.4 资料收集,1. 工程信息工程名称，建设、设计、施 工、监理单位名称 2. 结构信息名称、外形尺寸、数量、强度等级 3. 原材料情况水泥、砂、石，配合比，外加剂 4. 施工情况模板、浇筑、养护、浇筑日期 5. 原始记录设计图纸、施工记录 6. 检测原因,5.5 芯样钻取位置,受力较小部位 具有代表性的部位 便于钻芯机安装与操作 避开钢筋、预埋件、管线位置 对非破损法修正时，两者在同一测区,5.6 芯样数量与直径,芯样数量 单个构件检测，每个构件不少于3个芯样,芯样直径 不宜小于3倍骨料最大粒径 不得小于2倍骨料最大粒径,5.7 对芯样要求,直径为100mm或150mm； 高径比12，并修正试压结果； 芯样高度精确至1mm； 芯样直径在中部相互垂直的两个位置上测两次，取平均值，精确至1mm； 不得有钢筋,5.8.1 芯样加工及检验要求,采用锯切机加工芯样试件 芯样垂直度 方法：游标量角器测量两个端面与母线的夹角，精确到0.1 要求：不垂直度2 芯样平整度 方法：钢板尺紧靠在芯样端面，转动钢转尺，用塞尺测量间隙 要求：端面100mm长度内0.1mm,5.8.2 芯样端面加工,芯样不满足平整度及垂直度要求时 在磨平机上磨平