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无专用混凝土强度公式时：当混凝土结构或构件碳化至一定深度时，需要将推定的混凝土强度进行修正。碳化深度修正值结构或构件的测区混凝土强度平均值可根据各测区的混凝土强度换算值计算：混凝土强度的计算mfccu——测区混凝土强度换算值的平均值(MPa)，精确至0.1MPa。fccu,i——对应于第i个试件或芯样部位强度换算值。n——对于单个检测的构件，取一个构件的区数；批量检测的构件，取被抽检构件测区数之和。当测区数为10个及以上时，应计算强度标准差MPa，精确至0.01MPa结构或构件的混凝土强度推定值——fcu,e1.当该结构或构件测区数少于10个时：3.当该结构或构件测区数不少于10个或按批量检测时：2.当该结构或构件测区强度值中出现小于10.0MPa时：相应于强度换算值总体分布中保证率不低于95%的结构或构件中的混凝土抗压强度值。对按批量检测的构件，当该批构件混凝土强度标准差出现下列情况之一时，则该批构件应全部按单个构件检测：1.当该批构件混凝土强度平均值小于25MPa时：2.当该批构件混凝土强度平均值不小于25MPa时：超声波波速与混凝土材料弹性模量相关，所以波速与混凝土强度有良好的相关关系，由现场实测超声波波速推求抗压强度关系——无损检测。二、超声波法（一）原理及适用范围原理《水工混凝土试验规程》（SL352一2006）7.3根据各测点强度的离散性可以评价建筑物混凝土的均匀性。不适用于抗压强度在45MPa以上或在超声波传播方向上钢筋布置太密的混凝土。超声波波速受混凝土中粗骨料的品种、粒径、用量的影响很大。目前很少单纯采用超声波波速推算混凝土强度，而是与回弹法相结合，即超声回弹综合法。特点及适用范围试验仪器非金属超声检测仪。换能器。耦合介质。（二）试验方法试验方法详见《水工混凝土试验规程》（SL352一2006）7.3“超声波测定混凝土抗压强度和均匀性”。回弹法主要反映的是混凝土表面质量情况，而超声波可以探测到混凝土的内部质量，超声回弹综合法正是利用两种方法的各自优点，弥补单一方法的不足，以提高检测精度。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、超声回弹综合法《超声回弹综合法检测混凝土强度技术规程》（CECS02:2005）单个构件检测:每个构件上的测区数不应少于10个。按批抽样检测:构件抽样数不少于同批构件的30%，且不少于10件，每个构件测区数不少于10个。按批检测的构件，其混凝土强度等级、原材料与配合比、成型工艺、养护条件及龄期、构件种类、运行环境等需基本相同。小构件:对长度小于或等于2m的构件，其测区数量可适当减少，但不少于3个。（一）现场测试——抽样测区布置在构件混凝土浇筑方向的侧面；测区均匀分布，相邻两测区的间距不宜大于2m；测区避开钢筋密集区和预埋件；测区尺寸为200mm×200mm；测试面应清洁、平整、干燥，不应有接缝、饰面层、浮浆和油垢，并避开蜂窝、麻面部位，必要时可用砂轮片清除杂物和磨平不平整处，并擦净残留粉尘。（一）现场测试——测区要求结构或构件的每一测区，先进行回弹测试，后进行超声测试（如先进行超声波测量，则在测试面上涂抹的黄油会影响到回弹测试）。非同一测区内的回弹值及超声声速值，在计算混凝土强度换算值时不能混用。（一）现场测试——测试顺序回弹测试、计算及角度与测试面的修正方法同回弹法。同一回弹测区在结构的两相对测试面对称布置，每一面的测区内布置8个回弹测点，两面共16个测点。超声回弹综合法的强度曲线是以声速、回弹作为主要参数，不考虑碳化深度的影响。（一）现场测试——回弹值测量测点：超声测点布置在回弹测试的同一测区内。在每个测区内的相对测试面上应各布置3个测点，且发射和接收换能器的轴线应在同一轴线上；测点处保证平整，使换能器能与混凝土接触良好；测点应避开与声传播方向平行的钢筋（避免声波沿钢筋传播，形成短路）。声波耦合：超声测点上首先涂抹声波耦合剂（一般为黄油）；测试时换能器将黄油挤出并贴紧混凝土面，使换能器与混凝土耦合良好。声时测读：测试的声时值精确至0.1μs，声速值精确至0.01km/s，超声测距的测量误差不超出士1%。（一）现场测试——声速值测量波速计算：v=l/tmtm=(t1+t2+t3)/3v——测区声速值，km/s；l——超声测距，mm；tm——测区平均声时值，μs；t1、t2、t3——分别为测区中3个测点的声时值。（二）数据处理——声速值计算回弹值的计算、修正同回弹法关于零声时：超声仪上测读到的声时包括了两部分：一是声波通过混凝土的时间，二是声波通过仪器（包括导线、换能器等）的时间。在计算混凝土的波速时应该减去声波在混凝土以外的传播时间值，而得到的实际传播时间t0。t0值的标定：平面换能器t0值的标定可采用标准棒法或长短测距法，在精度要求不高的情况下，也可以采用直接相对法。零声时波速值修正：当在混凝土浇灌的顶面与底面测试时，测区声速值应进行修正。va=β·vva——修正后的测区声时值，km/s；β——超声测试面修正系数。在混凝土浇灌顶面及底面测试时，β=1.034；在混凝土侧面测试时，β=1。（二）数据处理——声速值计算构件第i个测区的混凝土强度换算值fccu,i，应根据规定的修正后的测区回弹值Rai及修正后的测区声速值vai，优先采用专用或地区测强曲线推定。当无该类测强曲线时，可按公式计算：1.粗骨料为卵石时fccu,i=0.0056vai1.439Rai1.7692.粗骨料为碎石时fccu,i=0.0162vai1.656Rai1.410（三）混凝土强度的推定经过计算得到的混凝土测区强度值，还需要根据钻芯试验对其进行修正，钻芯数量不少于3个，钻芯位置应在回弹、超声测区上。（三）混凝土强度的推定——修正取芯法是一种半破损的混凝土强度检测方法，它通过在结构物上钻取芯样并在压力试验机测得被测结构的混凝土强度值。该方法结果准确、直观，但对结构有局部损坏。四、取芯法《钻芯法检测混凝土强度技术规程》(CECS