水利工程质量检测培训-混凝土强度检测

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水利工程质量检测培训——混凝土强度检测第一节混凝土抗压强度水利工程质量检测培训——混凝土强度检测内容提要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水利工程质量检测培训——混凝土强度检测0现场测强的意义水利工程质量检测培训——混凝土强度检测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水利工程质量检测培训——混凝土强度检测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)水利工程质量检测培训——混凝土强度检测推定值(Evaluation)立方体试件(Cube)芯样试件(Core)水利工程质量检测培训——混凝土强度检测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…水利工程质量检测培训——混凝土强度检测1回弹法检测混凝土强度水利工程质量检测培训——混凝土强度检测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。方便、成本低优点间接指标，受表面状况、碳化、湿度等影响缺点水利工程质量检测培训——混凝土强度检测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TechnicalSpecificationforInspectionofConcreteCompressiveStrengthbyReboundMethodJGJ/T23-2001J115-20012001北京1.1.1规程情况水利工程质量检测培训——混凝土强度检测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JJG817-931993国家技术监督局水利工程质量检测培训——混凝土强度检测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数显回弹仪水利工程质量检测培训——混凝土强度检测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.检测原因水利工程质量检测培训——混凝土强度检测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。水利工程质量检测培训——混凝土强度检测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<400cm2每一测区弹击16点，有两个测面时，每面弹击8点。相邻测区间距小于2m，测区内测点间距>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水利工程质量检测培训——混凝土强度检测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。水利工程质量检测培训——混凝土强度检测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。１６个测值，剔除3个最大值，3个最小值后水利工程质量检测培训——混凝土强度检测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，修正值为负水利工程质量检测培训——混凝土强度检测1.9混凝土强度换算值Rm测区回弹平均值平均碳化深度值dm测区混凝土强度换算值强度换算值平均值强度换算值标准差水利工程质量检测培训——混凝土强度检测水工混凝土试验规程（SL352-2006）中型回弹仪重型回弹仪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/T23-2001）制成表格供查取，与SL352-2006中型回弹仪强度曲线一致水利工程质量检测培训——混凝土强度检测1.10回弹法测强曲线统一曲线地区曲线专用曲线定义由全国有代表性的材料、成型、养护工艺配制的混凝土试块，通过大量的破损和非破损试验所建立的曲线由本地区常用的材料、成型、养护工艺配制的混凝土试块，通过较多的破损和非破损试验所建立的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块，通过一定数量的破损和非破损试验所建立的曲线适用条件适用于无地区曲线或专用曲线时检测符合规定条件的构件或结构混凝土强度适用于无专用曲线或专用曲线时检测符合规定条件的构件或结构混凝土强度适用于检测与该结构或构件相同条件的混凝土强度水利工程质量检测培训——混凝土强度检测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》（GB50204-2002）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14～1000d；抗压强度为10～60MPa。水利工程质量检测培训——混凝土强度检测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(15×15×15cm3)混凝土芯样试件(φ10cm×10cm)水利工程质量检测培训——混凝土强度检测1.13强度推定值计算测区<10个<10MPa测区>10个，批量检测水利工程质量检测培训——混凝土强度检测1.14按批检测计算的条件出现下列情形时，应按单个构件计算水利工程质量检测培训——混凝土强度检测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碳化深度值(mm)抗压强度值(MPa)0.0、0.5、1.0(MPa)≤40.045.050.055.0～60.0K(MPa)+4.5+3.0+1.50.01.5、2.0(MPa)≤30.035.055.0～60.0K(MPa)+3.0+1.50.0水利工程质量检测培训——混凝土强度检测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检测结果表构件混凝土抗压强度换算值（MPa）现龄期混凝土强度推定值(MPa)备注名称编号平均值标准差最小值水利工程质量检测培训——混凝土强度检测测区项目12345678910回弹值测区平均值44.144.843.545.045.345.345.345.444.644.8角度修正值-3.8-3.8-3.8-3.8-3.8-3.8-3.8-3.8-3.8-3.8角度修正后40.341.039.741.241.541.541.541.640.841.0浇灌面修正值-1.0-0.9-1.0-0.9-0.8-0.8-0.8-0.8-0.9-0.9浇灌面修正后39.340.138.740.340.740.740.740.839.940.1平均碳化深度值md(mm)1.01.01.01.01.01.01.01.01.01.0测区强度值(MPa)37.238.436.238.839.639.639.639.838.238.4泵送混凝土测区强度修正值+4.5+4.5+4.5+4.5+4.5+4.5+4.5+4.5+4.5+4.5泵送混凝土修正后测区强度值41.742.940.743.344.144.144.144.342.742.9强度计算(MPa)n=101.17回弹法检测混凝土强度工程实例向上检测、测试面为底面，泵送混凝土水利工程质量检测培训——混凝土强度检测2超声回弹综合法检测混凝土强度水利工程质量检测培训——混凝土强度检测超声回弹综合法

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个参量，减小了回弹法受表面状况影响，超声法受骨料及粒径、水灰比等影响。优点水利工程质量检测培训——混凝土强度检测2.1仪器设备超声仪声时范围0～9999us,精度0.1us换能器

50～100kHz中型回弹仪，标称动能2.207J水利工程质量检测培训——混凝土强度检测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Technicalspecificationfordetectingstrengthofconcretebyultrasonic-reboundcombinedmethodCECS02:2005中国计划出版社2.2规程情况水利工程质量检测培训——混凝土强度检测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资料收集水利工程质量检测培训——混凝土强度检测l

对测

l1l2

角测

l

平测

2.4.1测试方式水利工程质量检测培训——混凝土强度检测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。水利工程质量检测培训——混凝土强度检测2.4.3测区要求对测与角测测区200mm×200mm，平测测区400mm×400mm平测超声测距350mm～450mm，换能器连线与钢筋夹角40～50°浇注侧面测区均匀分布，相邻测区间距≤2m水利工程质量检测培训——混凝土强度检测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点水利工程质量检测培训——混凝土强度检测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水利工程质量检测培训——混凝土强度检测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。l水利工程质量检测培训——混凝土强度检测l1l22.7.2声速计算（角测）水利工程质量检测培训——混凝土强度检测2.7.3声速计算（平测）λ——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vdl水利工程质量检测培训——混凝土强度检测2.8超声声速修正顶面及底面对测或角测，β=1.034顶面平测，β=1.05底面平测，β=0.95水利工程质量检测培训——混凝土强度检测2.9.1强度换算值计算粗骨料为卵石粗骨料为碎石水利工程质量检测培训——混凝土强度检测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》（GB50204-2002）规定的钢模、木模；自然养护；龄期为7～730d，超过，可取芯修正；混凝土强度等级C10～C50。2.9.2强度换算公式的适用范围水利工程质量检测培训——混凝土强度检测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(15×15×15cm3)混凝土芯样试件(φ10cm×10cm)水利工程质量检测培训——混凝土强度检测2.11.1强度推定值计算测区<10个<10MPa水利工程质量检测培训——混凝土强度检测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，应按单个构件水利工程质量检测培训——混凝土强度检测计算项目测区12345678910测区回弹平均值41.441.639.944.742.643.246.342.641.142.8测区声速值4.314.424.194.544.544.554.484.404.114.42测区强度修正后(MPa)32.734.132.340.536.638.042.835.533.236.0强度计算(MPa)n=10=36.1MPa=3.47MPa=30.4MPa2.12超声回弹综合法强度检测工程实例350mm×350mm混凝土柱，设计强度等级C30水利工程质量检测培训——混凝土强度检测3射钉法检测混凝土强度水利工程质量检测培训——混凝土强度检测射钉法（PenetrationProbe，又称贯入阻力法，国外也称为穿透探针法或WindsorProbe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水利工程质量检测培训——混凝土强度检测

射钉法优缺点仪器未标准化，发射枪影响显著国内尚无专门标准缺点测量迅速、简便射入混凝土20～70mm，受混凝土表面状况及碳化层影响较小特别适合老结构优点水利工程质量检测培训——混凝土强度检测美国材料试验协会标准（ASTMC803-82）3.1.1规程情况水利工程质量检测培训——混凝土强度检测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TestcodeforhydraulicconcreteSL352-2006华人民共和国水利部水利工程质量检测培训——混凝土强度检测3.2.1射钉法仪器水利工程质量检测培训——混凝土强度检测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4～7mm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0～100mm，精度0.02mm水利工程质量检测培训——混凝土强度检测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资料收集水利工程质量检测培训——混凝土强度检测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。水利工程质量检测培训——混凝土强度检测水利工程质量检测培训——混凝土强度检测3.5适用条件强度等级C10～C５0龄期>7d所测结构混凝土厚度>150mm水利工程质量检测培训——混凝土强度检测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水利工程质量检测培训——混凝土强度检测3.7外露长度数据处理骨料最大粒径(mm)外露长度允许极差(mm)20840118015150153个测值极差超过右表值？补射1点，超过5点？舍弃与4个测值平均值相差最大的点重新选择测区3点平均NNYY水利工程质量检测培训——混凝土强度检测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。水利工程质量检测培训——混凝土强度检测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：5～40MPa；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%水利工程质量检测培训——混凝土强度检测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水利工程质量检测培训——混凝土强度检测4拔出法检测混凝土强度水利工程质量检测培训——混凝土强度检测4.1.1拔出法分类P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简单、及时、准确、直观、费用低优点需预埋锚固件、不能随机抽检缺点水利工程质量检测培训——混凝土强度检测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P准确、直观、适应性强优点试验要求高缺点水利工程质量检测培训——混凝土强度检测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。P直接拉剥P钻芯拉剥水利工程质量检测培训——混凝土强度检测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CECS69:941994北京4.2规程情况水利工程质量检测培训——混凝土强度检测4.3.1设备水利工程质量检测培训——混凝土强度检测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水利工程质量检测培训——混凝土强度检测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。水利工程质量检测培训——混凝土强度检测单个构件检测时，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测点要求水利工程质量检测培训——混凝土强度检测4.5操作步骤钻孔磨槽锚固拔出水利工程质量检测培训——混凝土强度检测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。水利工程质量检测培训——混凝土强度检测≥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测强曲线水利工程质量检测培训——混凝土强度检测4.7强度换算值修正n≥3对应于第i个混凝土芯样试件的3个拔出力平均值的混凝土强度换算值水利工程质量检测培训——混凝土强度检测4.8单个构件强度推定1拔出力F3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η3推定值水利工程质量检测培训——混凝土强度检测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η

第j个构件强度换算值中的最小值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水利工程质量检测培训——混凝土强度检测4.10按批检测计算的条件出现下列情形时，应按单个构件计算水利工程质量检测培训——混凝土强度检测P4.11.1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。断裂面在老混凝土断裂面在结合面断裂面在新混凝土三种破坏形式水利工程质量检测培训——混凝土强度检测4.11.2新老混凝土粘接强度检测水利工程质量检测培训——混凝土强度检测5钻芯法检测混凝土强度水利工程质量检测培训——混凝土强度检测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直观、准确、代表性强优点局部破损、价格高、数量限制缺点5.1.1钻芯法水利工程质量检测培训——混凝土强度检测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钻芯法应用对象水利工程质量检测培训——混凝土强度检测5.2设备水利工程质量检测培训——混凝土强度检测中华人民共和国水利行业标准《水工混凝土试验规程》（SL352-2006）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》（CECS03:88）5.3规程情况水利工程质量检测培训——混凝土强度检测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.检测原因水利工程质量检测培训——混凝土强度检测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，两者在同一测区水利工程质量检测培训——混凝土强度检测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倍骨料最大粒径水利工程质量检测培训——混凝土强度检测5.7对芯样要求

直径为100mm或150mm；高径比1～2，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；

不得有钢筋水利工程质量检测培训——混凝土强度检测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水利工程质量检测培训——混凝土强度检测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硫磺胶泥（硫磺）补平

适用干燥状态，补平厚度<1.5mm水泥砂浆（净浆）补平

适用潮湿状态，补平厚度<5mm水利工程质量检测培训——混凝土强度检测立柱齿条底盘芯样夹具硫磺液体手轮5.8.3硫磺补平水利工程质量检测培训——混凝土强度检测h/D1.01.11.21.31.41.51.6