现场混凝土质量检测详解

水利水水电工工程质质量检检测人人员培培训混凝土土工程程艾红梅梅大连理理工大大学土木水水利学学院ahmei@第十一一章现现场场混凝凝土质质量检检测混凝土土强度度质量量对于钢钢筋混混凝土土建筑筑物的的结构构安全全性与与耐久久性非非常重重要。。第一节节混凝土土抗压压强度度预留试试块检检验现场检检测实体上上得到到的混混凝土土强度度值，，更具具有代代表性性适用于于缺乏乏试块块检验验条件件(如老建建筑物物)的情况况超声波波法钻芯法法射钉法法《水工混混凝土土试验验规程程》（SL352一2006）《回弹法法检测测混凝凝土抗抗压强强度技技术规规程》(JGJ/T23一2001)、《超声回回弹综综合法法检测测混凝凝土强强度技技术规规程》（CECS02:2005）《钻芯法法检测测混凝凝土强强度技技术规规程》(CECS03:2007)《后装拔拔出法法检测测混凝凝土强强度技技术规规程》(CECS69:94)《水工混混凝土土试验验规程程》(DL/T5150一2001)《水运工工程混混凝土土试验验规程程》（JTJ270一98）现场检检测常用方方法现场检检测规规范标标准回弹法法超声回回弹综综合法法拔出法法回弹法法为表表面硬硬度方方法，，是通过混混凝土土表面面硬度度与抗抗压强强度之之间的的关系系来测定定混凝凝土抗抗压强强度值值的一一种无无损检检测方方法。。一、回弹法法（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）7.1《回弹法法检测测混凝凝土抗抗压强强度技技术规规程》（JGJ/T23一2001）回弹法法主要要用于于已建建和新新建结结构的的混凝凝土强强度检检测，，适用于于抗压压强度度10-60MPa的砼。优点：：技术术成熟熟、操操作简简便、、测试试快速速、对对结构构无损损伤、、检测测费用用低等等。测量受受结构构表面面状况况影响响，如如混凝凝土不不同浇浇筑面面、潮潮湿面面、老老建筑筑物表表面风风化及及碳化化较深深等，，都会会影响响到测测试结结果。。特点及及适用用范围围测定回回弹值值的仪仪器宜宜采用用示值值系统统为指指针直直读式式的混混凝土土回弹仪仪。回弹仪仪使用用时的的环境境温度度应为为-4~40℃℃。回弹仪仪应按规规定进进行检检定和和保养养。（二））试验验方法法试验仪仪器根据标标称动动能分分为中中型和和重型型两种种根据砼砼结构构、构构件厚厚度或或Dmax选用每一结结构或或构件件测区区数不不应少少于10个；对对某一一方向向尺寸寸小于于4.5m且另一一方向向尺寸寸小于于0.3m的构件件，其其测区区数量量可适适当减减少，，但不不应少少于5个。相邻两两测区区的间间距应应控制制在2m以内，，测区区离构构件端端部或或施工工缝边边缘的的距离离不宜宜大于于0.5m，且不不宜小小于0.2m。测区应应选在在使回回弹仪仪处于于水平方方向检测混混凝土土浇筑筑侧面。当不不能满满足这这一要要求时时，可可使回回弹仪仪处于于非水水平方方向，，检测测混凝凝土浇浇筑侧侧面、、表面面或底底面。。检测技技术——一般规规定测区测区宜宜选在在构件件的两两个对对称可可测面面上，，也可可选在在一个个可测测面上上，且且应均均匀分分布。。在构构件的的重要要部位位及薄薄弱部部位必必须布布置测测区，，并应应避开开预埋埋件。。测区面面积不不宜大大于0.04m2。检测面面应为为混凝凝土表表面，，并应应清洁洁、平平整，，不应应有疏疏松层层、浮浮浆、、油垢垢、涂涂层以以及蜂蜂窝、、麻面面。必必要时时可用用砂轮轮清除除疏松松层和和杂物物，且且不应应有残残留的的粉末末或碎碎屑。。对弹击击时产产生颤颤动的的薄壁壁、小小型构构件应应进行行固定定。测区检测时时，回回弹仪仪的轴轴线应应始终终垂直直于结结构或或构件件的混混凝土土检测测面，，缓慢慢施压压准确确读数数，快快速复复位。。测点宜宜在测测区范范围内内均匀匀分布布，相相邻两两测点点的净净距不不宜小小于20mm；测点点距外外露钢钢筋、、预埋埋件的的距离离不宜宜小于于30mm；测点点不应应在气气孔或或外露露石子子上；；同一一测点点只应应弹击击一次次；每每一测测点的的回弹弹值读读数估估读至至1。检测技技术——回弹值值测量量两个测测面一个测测面计算测测区平平均回回弹值值，应应从该该测区区的16个回弹弹值中中剔除除3个最大大值和和3个最小小值，，余下下的10个回弹弹值应应按下下式计计算：：回弹值值计算算测区平平均回回弹值值，精精确至至0.1非水平平方向向检测测混凝凝土浇浇筑侧侧面、、水平平方向向检测测混凝凝土浇浇筑顶顶面或或底面面时，，应进进行修修正：：Rm=Rmx+Rax式中：：Rmx—相应状状态检检测时时测区区的平平均回回弹值值，精确至至0.1Rax—相应状状态检检测时时回弹弹值修修正值值（查表表）当检测测时回回弹仪仪为非非水平平方向向且测测试面面为非非混凝凝土的的浇筑筑侧面面时，，应先先对回回弹值值进行行角度度修正正，再再对修修正后后的值值进行行浇筑筑面修修正。。回弹值修正正回弹值测量量完毕后，，应在有代代表性的位位置上测量量碳化深度度值。测点点不应少于于构件测区区数的30%，取其平均均值为该构构件每测区区的碳化深深度值。当当碳化深度度值极差大大于2.0mm时，应在每每一测区测测量碳化深深度值。检测技术——碳化深度值值测量碳化深度值值测量，可可采用适当当的工具在在测区表面面形成直径径约15mm的孔洞，其其深度应大大于混凝土土的碳化深深度。采用用浓度为1%的酚酞酒精精溶液滴在在孔洞内壁壁的边缘处处，当已碳碳化与未碳碳化界线清清楚时，再再用深度测测量工具测测量已碳化化与未碳化化混凝土交交界面到混混凝土表面面的垂直距距离。测量量不应少于于3次，取其平平均值，每每次读数精精确至0.5mm。测量值小于于0.4mm时，按无碳碳化处理。检测技术——碳化深度值值测量《回弹法检测测混凝土抗抗压强度技技术规程》JGJ/T23一2001———测强曲线。。《水工混凝土土试验规程程》SL352一20067.1———强度公式。。推定混凝土土强度混凝土强度度换算值可可采用以下下三类测强强曲线计算算：1统一测强曲曲线：由全全国有代表表性的材料料、成型养养护工艺配配制的混凝凝土试件，，通过试验验所建立的的曲线。2地区测强曲曲线：由本本地区常用用的材料、、成型养护护工艺配制制的混凝土土试件，通通过试验所所建立的曲曲线。3专用测强曲曲线：由与与结构或构构件混凝土土相同的材材料、成型型养护工艺艺配制的混混凝土试件件，通过试试验所建立立的曲线。。测强曲线——强度换算值值对有条件的的地区和部部门，应制制定本地区区的测强曲曲线或专用用测强曲线线，经上级级主管部门门组织审定定和批准后后实施。各检测单位位应按专用测强曲曲线、地区区测强曲线线、统一测测强曲线的次序选用用测强曲线线。当检测条件件与测强曲曲线的适用用条件有较较大差异时时，可采用用同条件试试件或钻取取混凝土芯芯样进行修修正。试件或钻取取芯样数量量不应少于于6个。钻取芯芯样时每个个部位应钻钻取一个芯芯样。计算时，测测区混凝土土强度换算算值应乘以以修正系数η。修正式中：η——修正系数，，精确到0.01；fcu,i——第i个混凝土立立方体试件件(边长为150mm)的抗压强度度值，精确确到0.1MPa；fcor,i——第i个混凝土芯芯样试件的的抗压强度度值，精确确到0.1MPa；fccu,i——对应于第i个试件或芯芯样部位回回弹值和碳碳化深度值值的混凝土土强度换算算值；n——试件数。或通过混凝土土试件建立立强度与回回弹值的关关系——根据实测的的试件抗压压强度、回回弹值，以以最小二乘乘法计算出出曲线的方方程式，得得到专用混混凝土强度度公式：混凝土强度度公式——推定的混凝凝土强度无专用混凝凝土强度公公式时：当混凝土结结构或构件件碳化至一一定深度时时，需要将将推定的混混凝土强度度进行修正正。碳化深度修修正值结构或构件件的测区混混凝土强度度平均值可可根据各测测区的混凝凝土强度换换算值计算算：混凝土强度度的计算mfccu——测区混凝土土强度换算算值的平均均值(MPa)，精确至0.1MPa。fccu,i——对应于第i个试件或芯芯样部位强强度换算值值。n——对于单个检检测的构件件，取一个个构件的区区数；批量检测的的构件，取取被抽检构构件测区数数之和。当测区数为为10个及以上时时，应计算算强度标准准差MPa，精确至0.01MPa结构或构件件的混凝土土强度推定定值——fcu,e1.当该结构或或构件测区区数少于10个时：3.当该结构或或构件测区区数不少于于10个或按批量量检测时：：2.当该结构或或构件测区区强度值中中出现小于于10.0MPa时：相应于强度度换算值总总体分布中中保证率不不低于95%的结构或构构件中的混混凝土抗压压强度值。。对按批量检检测的构件件，当该批批构件混凝凝土强度标标准差出现现下列情况况之一时，，则该批构构件应全部部按单个构构件检测：：1.当该批构件件混凝土强强度平均值值小于25MPa时：2.当该批构件件混凝土强强度平均值值不小于25MPa时：超声波波速速与混凝土土材料弹性性模量相关关，所以波波速与混凝凝土强度有有良好的相相关关系，，由现场实测测超声波波波速推求抗抗压强度关关系——无损检测。。二、超声波法（一）原理理及适用范范围原理《水工混凝土土试验规程程》（SL352一2006）7.3根据各测点点强度的离离散性可以以评价建筑筑物混凝土土的均匀性性。不适用于抗抗压强度在在45MPa以上或在超超声波传播播方向上钢钢筋布置太太密的混凝凝土。超声波波速速受混凝土土中粗骨料料的品种、、粒径、用用量的影响响很大。目前很少单单纯采用超超声波波速速推算混凝凝土强度，，而是与回回弹法相结结合，即超超声回弹综综合法。特点及适用用范围试验仪器非金属超声声检测仪。。换能器。耦合介质。。（二）试验验方法试验方法详见《水工混凝土土试验规程程》（SL352一2006）7.3“超声波测定定混凝土抗抗压强度和和均匀性””。回弹法主要要反映的是是混凝土表表面质量情情况，而超超声波可以以探测到混混凝土的内内部质量，，超声回弹弹综合法正正是利用两两种方法的的各自优点点，弥补单单一方法的的不足，以以提高检测测精度。超声回弹综综合法技术术成熟、对对结构无损损伤，可反反映混凝土土内部质量量情况，适适合于有相相对两个测测试面结构构的混凝土土强度检测测。三、超声回弹综综合法《超声回弹综综合法检测测混凝土强强度技术规规程》（CECS02:2005）单个构件检检测:每个构件上上的测区数数不应少于于10个。按批抽样检检测:构件抽样数数不少于同同批构件的的30%，且不少于于10件，每个构构件测区数数不少于10个。按批检测的的构件，其其混凝土强强度等级、、原材料与与配合比、、成型工艺艺、养护条条件及龄期期、构件种种类、运行行环境等需需基本相同同。小构件:对长度小于于或等于2m的构件，其其测区数量量可适当减减少，但不不少于3个。（一）现场场测试——抽样测区布置在在构件混凝凝土浇筑方方向的侧面面；测区均匀分分布，相邻邻两测区的的间距不宜宜大于2m；测区避开钢钢筋密集区区和预埋件件；测区尺寸为为200mm×200mm；测试面应清清洁、平整整、干燥，，不应有接接缝、饰面面层、浮浆浆和油垢，，并避开蜂蜂窝、麻面面部位，必必要时可用用砂轮片清清除杂物和和磨平不平平整处，并并擦净残留留粉尘。（一）现场场测试——测区要求结构或构件件的每一测测区，先进进行回弹测测试，后进进行超声测测试（如先先进行超声声波测量，，则在测试试面上涂抹抹的黄油会会影响到回回弹测试））。非同一测区区内的回弹弹值及超声声声速值，，在计算混混凝土强度度换算值时时不能混用用。（一）现场场测试——测试顺序回弹测试、、计算及角角度与测试试面的修正正方法同回回弹法。同一回弹测测区在结构构的两相对对测试面对对称布置，，每一面的测测区内布置置8个回弹测点点，两面共共16个测点。超声回弹综综合法的强强度曲线是是以声速、、回弹作为为主要参数数，不考虑虑碳化深度度的影响。。（一）现场场测试——回弹值测量量测点：超声声测点布置置在回弹测测试的同一一测区内。。在每个测测区内的相相对测试面面上应各布布置3个测点，且且发射和接接收换能器器的轴线应应在同一轴轴线上；测测点处保证证平整，使使换能器能能与混凝土土接触良好好；测点应应避开与声声传播方向向平行的钢钢筋（避免免声波沿钢钢筋传播，，形成短路路）。声波耦合：：超声测点点上首先涂涂抹声波耦耦合剂（一一般为黄油油）；测试试时换能器器将黄油挤挤出并贴紧紧混凝土面面，使换能能器与混凝凝土耦合良良好。声时测读：：测试的声声时值精确确至0.1μs，声速值精精确至0.01km/s，超声测距距的测量误误差不超出出士1%。（一）现场场测试——声速值测量量波速计算：：v=l/tmtm=(t1+t2+t3)/3v——测区声速值值，km/s；l——超声测距，，mm；tm——测区平均声声时值，μs；t1、t2、t3——分别为测区区中3个测点的声声时值。（二）数据据处理——声速值计算算回弹值的计计算、修正正同回弹法法关于零声声时：超声仪仪上测读读到的声声时包括括了两部部分：一一是声波波通过混混凝土的的时间，，二是声声波通过过仪器（（包括导导线、换换能器等等）的时时间。在在计算混混凝土的的波速时时应该减减去声波波在混凝凝土以外外的传播播时间值值，而得得到的实实际传播播时间t0。t0值的标定定：平面换换能器t0值的标定定可采用用标准棒棒法或长长短测距距法，在在精度要要求不高高的情况况下，也也可以采采用直接接相对法法。零声时波速值修修正：当当在混凝凝土浇灌灌的顶面面与底面面测试时时，测区区声速值值应进行行修正。。va=β·vva——修正后的的测区声声时值，，km/s；β——超声测试试面修正正系数。。在混凝凝土浇灌灌顶面及及底面测测试时，，β=1.034；在混凝凝土侧面面测试时时，β=1。（二）数数据处理理——声速值计计算构件第i个测区的的混凝土土强度换换算值fccu,i，应根据据规定的的修正后后的测区区回弹值值Rai及修正后后的测区区声速值值vai，优先采采用专用用或地区区测强曲曲线推定定。当无无该类测测强曲线线时，可可按公式式计算：：1.粗骨料为为卵石时时fccu,i=0.0056vai1.439Rai1.7692.粗骨料为为碎石时时fccu,i=0.0162vai1.656Rai1.410（三）混混凝土强强度的推推定经过计算算得到的的混凝土土测区强强度值，，还需要要根据钻钻芯试验验对其进进行修正正，钻芯芯数量不不少于3个，钻芯芯位置应应在回弹弹、超声声测区上上。（三）混混凝土强强度的推推定——修正取芯法是是一种半破损的混凝土土强度检检测方法法，它通通过在结结构物上上钻取芯芯样并在在压力试试验机测测得被测测结构的的混凝土土强度值值。该方法结结果准确确、直观观，但对结构构有局部部损坏。。四、取芯法《钻芯法检测混混凝土强度技技术规程》(CECS03:2007)《水工混凝土试试验规程》（SL352一2006）7.7《水工混凝土试试验规程》（SL352一2006）7.7试验步骤《水工混凝土试试验规程》（SL352一2006）7.7《水工混凝土试试验规程》（SL352一2006）7.7试验结果处理理《水工混凝土试试验规程》（SL352一2006）7.7《水工混凝土试试验规程》（SL352一2006）7.7《水工混凝土试试验规程》（SL352一2006）7.7射钉法是通过过射钉仪以规规定能量的火火药将一特制制钢钉（射钉钉）射入混凝凝土。当射钉钉长度和直径径一定时，射射钉外露长度度与混凝土强强度有着良好好的相关性，，通过试验建建立两者关系系曲线，推算算辑凝土强度度。射钉法是非破破损检测方法法，受表面状状况影响因素素小、方便灵灵活、检测速速度快、费用用低，在老建建筑物及大体体积混凝土的的质量检测中中应用较多。。五、射钉法《水工混凝土试试验规程》（SL352一2006）7.2拔出法通过在在混凝土一定定深度埋入一一锚固件，由由液压拔出仪仪向外拉拔锚锚固头，直至至混凝土破坏坏后锚固件拔拔出。此时读读出拔出仪上上的拔出力，，由混凝土抗抗拔力与强度度之间的关系系换算得到被被检测结构的的混凝土强度度值。优点：拔出法法试验的混凝凝土破坏机理理与其力学性性能有关，因因而拔出力与与混凝土抗压压强度有着较较好的相关性性；锚固件埋埋入混凝土有有一定的深度度，所以试验验受混凝土表表面状况的影影响较小。六、拔出法《后装拔出法检检测混凝土强强度技术规程程》(CECS69:94)第二节混凝土内部缺缺陷检测《水工混凝土试试验规程》（SL352-2006）7.6超声波检测混混凝土内部缺缺陷一、缺陷检测测原理假设混凝土中中有一处缺陷陷，用超声法法检测时，由由于正常混凝凝土是连续体体，超声波在在其中正常传传播。当换能能器正对着缺缺陷时，由于于混凝土连续续性中断，缺缺陷区与混凝凝土之间出现现界面（空气气与混凝土））。在界面上上超声波传播播发生反射、、散射与绕射射。超声波用用于混凝土缺缺陷评估的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