衬砌混凝土强度检测
混凝土强度检验标准

混凝土强度检验标准混凝土是建筑工程中常用的一种材料,其强度是保证建筑物结构安全稳固的重要指标之一。
因此,对混凝土强度进行检验是非常必要的。
混凝土强度检验标准主要包括抗压强度检验、抗折强度检验和抗冻融强度检验等内容。
首先,抗压强度检验是对混凝土抗压能力的检验。
在进行抗压强度检验时,首先需要准备好试件,然后按照相关标准进行制备、养护和试验。
制备试件时,需要注意混凝土的配合比、搅拌时间和搅拌方式等因素,以保证试件的代表性和可靠性。
养护过程中,要注意控制养护条件,避免试件出现干裂或强度损失。
试验时,要按照标准要求进行加载,并记录载荷和变形的关系,最终得出混凝土的抗压强度值。
其次,抗折强度检验是对混凝土抗折能力的检验。
在进行抗折强度检验时,同样需要准备好试件,并按照标准要求进行制备、养护和试验。
制备试件时,需要注意试件的尺寸和形状,以及混凝土的配合比和搅拌方式。
养护过程中要保持试件表面的湿润,避免干裂和强度损失。
试验时,要按照标准要求进行加载,并记录载荷和变形的关系,最终得出混凝土的抗折强度值。
最后,抗冻融强度检验是对混凝土在冻融环境下的性能进行检验。
在进行抗冻融强度检验时,需要准备好试件,并按照标准要求进行制备、养护和试验。
制备试件时,需要注意试件的尺寸和形状,以及混凝土的配合比和搅拌方式。
养护过程中要模拟冻融环境,观察试件的表面和内部是否出现裂缝和强度损失。
试验时,要按照标准要求进行冻融循环,并观察试件的性能变化,最终得出混凝土的抗冻融强度值。
总的来说,混凝土强度检验标准是保证混凝土质量和工程结构安全的重要手段。
通过严格按照标准要求进行检验,可以有效地评估混凝土的强度性能,为工程质量和安全提供可靠的保障。
因此,建议在工程实践中,严格遵守混凝土强度检验标准,确保检验过程的准确性和可靠性,为建筑工程的顺利进行提供保障。
混凝土隧道衬砌施工中的质量控制要点
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混凝土隧道衬砌施工中的质量控制要点混凝土隧道衬砌施工中的质量控制要点隧道是连接两个地点的通道,是现代交通建设的重要组成部分。
隧道的施工过程中,混凝土隧道衬砌的施工是一个重要的环节,其质量控制直接关系到隧道的安全和使用效果。
本文将从混凝土材料的选择、施工工艺的控制、质量检验等多个方面探讨混凝土隧道衬砌施工中的质量控制要点。
一、混凝土材料的选择1.水泥的选择水泥是混凝土中最重要的材料之一,其品种的选择直接关系到混凝土的强度和耐久性。
在隧道衬砌施工中,应选择符合国家标准的水泥,同时应根据当地气候条件和施工要求选择适合的水泥品种。
在选用水泥时还需要考虑与其他混凝土材料配合的问题,保证混凝土的整体性。
2.骨料的选择骨料是混凝土中的主要骨架材料,其选择直接关系到混凝土的强度和耐久性。
在隧道衬砌施工中,应选择符合国家标准的骨料,同时应根据当地的地质条件和混凝土的使用要求选择适当的骨料规格。
3.掺和料的选择掺和料是混凝土中的重要组成部分,其选择直接关系到混凝土的性能和耐久性。
在隧道衬砌施工中,应选择符合国家标准的掺和料,同时应根据当地气候条件和混凝土的使用要求选择适当的掺和料种类。
掺和料的添加量应根据混凝土的使用要求和当地气候条件进行调整。
二、施工工艺的控制1.模板的搭设在混凝土隧道衬砌施工中,模板的搭设是非常重要的一个环节。
模板的质量和精度直接关系到隧道衬砌的尺寸和形状。
因此,在模板搭设时应根据设计要求和隧道实际情况进行合理的安排和调整,保证模板的精度和稳定性。
2.混凝土的浇筑混凝土的浇筑是隧道衬砌施工中的重要环节。
在混凝土的浇筑过程中,应保证混凝土的均匀性和流动性,同时应避免混凝土的分层和夹杂物的混入。
在混凝土的浇筑过程中还应注意控制温度和湿度,保证混凝土的强度和耐久性。
3.钢筋的焊接和固定在隧道衬砌施工中,钢筋的焊接和固定是非常重要的一个环节。
钢筋的焊接应符合国家标准和设计要求,同时应保证焊接的牢固性和可靠性。
混凝土强度检测方法
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混凝土强度检测方法混凝土强度是评价混凝土质量的重要指标之一,它直接关系到混凝土的使用性能和安全性。
因此,混凝土强度检测方法的准确性和可靠性对于工程质量至关重要。
下面将介绍几种常见的混凝土强度检测方法。
1. 钢筋探伤法。
钢筋探伤法是一种常用的混凝土强度检测方法,它通过对混凝土中的钢筋进行探伤,来间接推断混凝土的强度。
这种方法操作简便,不需要破坏混凝土表面,对混凝土结构的影响较小。
但是,钢筋探伤法只能对混凝土中的钢筋进行检测,无法直接获取混凝土本身的强度参数。
2. 超声波法。
超声波法是一种非破坏性的混凝土强度检测方法,它通过测量超声波在混凝土中传播的速度来推断混凝土的强度。
这种方法操作简便,测试速度快,而且可以对混凝土结构的整体强度进行评估。
但是,超声波法对混凝土的密实性和含水率要求较高,且测试结果受混凝土中的裂缝和空洞等缺陷影响较大。
3. 钻芯取样法。
钻芯取样法是一种直接获取混凝土样品进行实验室检测的方法,它可以获取混凝土的实际强度参数。
这种方法测试结果准确可靠,能够全面评估混凝土的强度和密实性,适用于对混凝土质量要求较高的工程。
但是,钻芯取样法需要破坏混凝土结构,而且操作复杂,测试周期较长。
4. 压力法。
压力法是一种通过施加压力来测试混凝土强度的方法,它可以直接获取混凝土的抗压强度参数。
这种方法操作简便,测试结果准确可靠,适用于对混凝土抗压强度要求较高的工程。
但是,压力法只能测试混凝土的抗压强度,无法评估混凝土的其他强度参数。
综上所述,不同的混凝土强度检测方法各有优缺点,应根据工程实际需求和条件选择合适的方法进行检测。
在实际工程中,可以结合多种方法进行综合评估,以确保对混凝土强度的准确评估,保障工程质量和安全。
混凝土衬砌工程现场质量检验报告单
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混凝土衬砌工程现场质量检验报告单项目编号:施工单位:检验单位:检验日期:一、工程概况本次混凝土衬砌工程的施工单位为__________,项目编号为__________。
本次检验由_______单位进行。
检验日期为__________。
二、检验内容本次混凝土衬砌工程的检验内容包括但不限于以下几个方面:1.混凝土原材料的检验,包括水泥、砂、石等原材料的质量检测;2.施工现场的检查,包括施工工艺、操作规范、施工设备的使用等;3.混凝土砌块的检验,包括砌块的尺寸、表面质量、抗压强度等;4.砌缝填充材料的检验,包括填充材料的质量、粘结性等;5.工程细部的检验,包括边角部位、接缝处等。
三、检验结果与问题分析根据现场检验情况,得出以下检验结果:1.混凝土原材料的检验结果:各原材料质量合格,符合设计要求;2.施工现场的检查结果:施工工艺规范,施工设备使用正常;3.混凝土砌块的检验结果:尺寸符合要求,表面质量良好,抗压强度达到设计要求;4.砌缝填充材料的检验结果:填充材料质量合格,粘结性良好;5.工程细部的检验结果:边角部位无明显缺陷,接缝处无渗漏等问题。
根据以上检验结果,本次混凝土衬砌工程质量合格。
四、问题整改措施对于检验中发现的问题,采取以下整改措施:1.对于施工现场检查中存在的不合规范操作,施工单位将立即整改,并制定相应的施工安全规范和操作规程,确保施工质量与安全;2.对于混凝土砌块的尺寸和表面质量检验问题,施工单位将加强工人培训,提高施工质量;3.对于砌缝填充材料的粘结性检验问题,施工单位将更换填充材料并进行重新施工;4.对于工程细部的检验问题,施工单位将加强施工工人的操作培训,确保施工质量。
五、验收结论经过现场检验和问题整改措施,本次混凝土衬砌工程的质量已经符合设计要求和相关标准,并可进行下一步的施工工程。
检验单位对施工单位本次工程质量的主管部门应进行监督,确保工程质量问题的整改,以保证整个工程的施工质量和安全。
复合式衬砌质量标准及检验方法
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细部构造做法
施工缝、变形缝、穿墙管道等 细部构造做法均须符合设计要 求和现行有关标准的规定,严
禁有渗漏
观察检查和检查隐蔽工 程验收记录
1
二次衬砌渗漏水量
二次衬砌混凝土
2
二次衬砌质量
二次衬砌混凝土表面应坚实、平 整,不得有露筋、蜂窝等缺陷
3
复合式衬砌质量标准和检验方法
类 别
序 号
检查项目
质量标准
单位
检验方法及器具
主 控 项 目
1
材料质量
塑料防水板、土工复合材料和 内衬混凝土原材料必须符合设 计要求和现行有关标准的规定
检查出厂合格证质量检验 报告和现场抽样试验报告
2
混凝土抗压强度和 抗渗压力
必须符合设计要求
检查混凝土抗压抗渗 试验报告
复合式衬砌质量标准及检验方法
1
适用于混凝土初期支护与二次衬砌中间设置防水层和缓冲排水层的隧道工 程复合式衬砌。
2
主控项目
1)混凝土原材料、强度试件、抗渗试件:应按现行有关标准的规定抽检 和留置。
一般项目
2)按区间或小于区间断面的结构,每20延米检查1处,每处10m2,且不得少于3处。
3)细部构造:应全数检查。
观察检查
浅谈混凝土强度检测注意事项
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浅谈混凝土强度检测注意事项[摘要]本文根据规范要求和现场施工及检测经验,对混凝土强度检测过程中主要影响因素进行阐述和分析,对提高混凝土质量的控制水平和混凝土强度的检测水平具有一定的指导意义。
[关键词]混凝土试件强度回弹法钻芯法1 引言混凝土简称为"砼”,是指用水泥作胶凝材料,砂、石作集料;与水(可含外加剂和掺合料)按一定比例配合,经搅拌而得的水泥混凝土,广泛应用于土木建筑工程。
混凝土强度是混凝土质量的主要指标之一,是混凝土结构承载能力的体现,同时混凝土强度的高低也决定了自身耐久性。
2混凝土试件抗压强度检测2.1混凝土试件取样混凝土试件的取样地点通常为混凝土浇筑地点。
采用泵送施工时,混凝土在泵管中受到的压强达到10MPa甚至更大,对混凝土的性能尤其是含气量有较大的影响,而含气量是影响混凝土强度的重要指标,泵送混凝土试件应在出泵口处进行取样。
某项目100m高墩连续梁泵送施工混凝土含气量及抗压强度检测结果见表1,泵后混凝土含气量有较大的增加,强度下降较明显。
泵前泵后性能对比表表12.2混凝土试件养护(1)标准养护标准养护是指将混凝土试件置于规定的标准环境中(温度20℃±2℃,相对湿度大于95%)进行养护的方法。
标准养护试件抗压强度是为验证混凝土生产满足配合比设计要求达到95%保证率,是检验生产混凝土是否符合配合比设计而非工程实体是否合格的一种方法。
(2)同条件养护传统的同条件养护是指在现场制作试件并放置于结构物旁边,使其与结构物采用相同的养护方法,等效养护龄期按日平均温度逐日累计达到600℃天(28d),从而进行判断实体强度的一种检测方法。
需要注意的是,传统的同条件养护方法多数情况下并未使混凝土试件达到真正意义上的同条件,混凝土在水化过程中释放大量的水化热,在实体结构中,水化热的散失较慢,芯部温度高,而同条件试件体积较小,热量集聚不起来,形成不等温的养护条件。
2.3混凝土试件抗压影响混凝土试件抗压强度检测的主要因素有试件的尺寸、湿度、受压面平整度、加载速率等。
混泥土强度测试方法
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混泥土强度测试方法
混泥土(也称作混凝土)是一种由水泥、砂、骨料和水按一定比例混
合而成的材料。
其强度是评估混泥土质量和适用性的重要指标之一、强度
测试方法有很多种,根据不同的需要和实验条件,可以选择适合的方法进
行测试。
下面将介绍几种常用的混泥土强度测试方法。
4.冻融试验(Freeze-thaw test):冻融试验用于评估混泥土的耐久
性和抗冻融性能。
试件放置在温度周期变化的环境中,反复经历冻结和解
冻过程,观察试件的变形、破坏情况来评估抗冻融性能。
5. 超声波检测(Ultrasonic test):超声波检测是一种无损检测方法,用于评估混泥土的质量和强度。
通过发送和接收超声波,可以测量声
波在混泥土内传播的速度,从而得到混泥土的弹性模量和抗压强度等信息。
总之,混泥土的强度测试方法有很多种,每种方法都有其适用场景和
局限性。
在实际测试中,需要根据具体的需求和标准,选择合适的测试方法,并遵循相关规范和操作规程进行测试。
混泥土的强度测试不仅可以用
于质量控制和质量评估,还可以优化配合比和材料选择,提高混泥土的性
能和耐久性。
试验检测员考试隧道(混凝土衬砌质量检测)-试卷3
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试验检测员考试隧道(混凝土衬砌质量检测)-试卷3(总分:66.00,做题时间:90分钟)一、单项选择题(总题数:14,分数:28.00)1.回弹法测定混凝土强度要求每个测区测读( )值。
(分数:2.00)A.15B.10C.16 √D.20解析:解析:回弹仪按其冲击动能的大小,分为重型、中型和轻型回弹仪三种。
中型回弹仪:其冲击动能为2.207J,可供重型构件、路面、大体积混凝土的强度检测,适用强度等级≤C50的混凝土。
率定试验应分四个方向进行,且每个方向弹击前,弹击杆应旋转90°,每个方向的回弹平均值均应为80±2。
测区尺寸宜为200mm×200mm;采用平测时宜为400mm×400mm。
测量回弹值应在构件测区内超声波的发射和接收面各弹击8点;超声波单面平测时,可在超声波的发射和接收测点之间弹击16点。
每一测点的回弹值,测读精确度至1。
2.超声波检测混凝土构件强度,抽查频率为( )。
(分数:2.00)A.10%B.20%C.30%√D.50%解析:解析:按批量进行检测时,应随机抽取构件,抽检数量不宜少于同批构件总数的30%且不宜少于10件。
3.超声回弹测强曲线应优选( )。
(分数:2.00)A.专用测强曲线√B.地区测强曲线C.国家测强曲线D.国际测强曲线解析:解析:检测单位宜按专用测强曲线、地区测强曲线、统一测强曲线的顺序选用测强曲线。
4.钻芯法测定混凝土强度,取芯数量同批构件不少于( )个。
(分数:2.00)A.2B.3 √C.4D.6解析:解析:根据《钻芯法检测混凝土强度技术规程》的规定,钻芯确定单个构件的混凝土强度推定值时,有效芯样试件的数量不应少于3个;对于较小构件,有效芯样试件的数量不得少于2个。
5.某隧道混凝土衬砌,用超声平测法测得超声波速为4200m/s,用冲击一回波法测定其平均峰值频率为68kHz,则衬砌厚度为( )。
(分数:2.00)A.31cm √B.38cmC.62cmD.68cm解析:解析:t=v/2f=4200/(2×68)=31cm。
市政工程隧道混凝土衬砌现场质量检验报告单

市政工程隧道混凝土衬砌现场质量检验报告单报告单位:市政工程施工监理单位报告日期:XXXX年XX月XX日一、检验对象本次检验报告针对XX市X区XX隧道混凝土衬砌工程进行质量检验。
二、检验内容1.检验单位:市政工程施工监理单位2.检验时间:XXXX年XX月XX日3.检验地点:X区XX隧道工程现场4.检验人员:工程质量监督员、隧道工程技术人员5.检验工具:混凝土抗压强度试验机、混凝土控制仪、测量工具等三、检验过程1.对混凝土原材料进行抽样检验,包括水泥、砂、骨料等。
按照《混凝土材料质量检验标准》进行检验,结果显示原材料质量符合设计要求。
2.对混凝土施工现场进行检查,检查施工过程中的砼浇筑、振捣、养护等步骤是否符合施工规范。
发现部分砼浇筑工序存在空隙、裂缝等问题,及时提出整改意见。
3.对已浇筑完成的混凝土衬砌进行质量检验,采用无损检测和抗压强度试验两种方法。
无损检测使用超声波检测仪,检测砼表面和内部的质量缺陷。
抗压强度试验使用混凝土抗压强度试验机进行,取多个样品进行试验,结果显示混凝土抗压强度符合设计要求,质量合格。
四、检验结果1.混凝土原材料检验结果:水泥、砂、骨料等原材料质量均符合设计要求,无明显缺陷。
2.施工现场检查结果:发现部分砼浇筑工序存在空隙、裂缝等问题,已提出整改意见,并要求施工方进行整改。
3.混凝土衬砌质量检验结果:采用无损检测和抗压强度试验两种方法进行质量检验,结果显示混凝土衬砌的质量符合设计要求,质量合格。
五、问题和建议在本次混凝土衬砌质量检验过程中,发现部分砼浇筑工序存在空隙、裂缝等问题。
针对这些问题,建议施工方加强对砼浇筑过程中的振捣工序的监控,确保混凝土的密实性;同时,对砼浇筑后的养护过程进行加强,防止混凝土表面和内部出现开裂现象。
六、总结本次混凝土衬砌现场质量检验结果显示混凝土衬砌质量符合设计要求,整体质量合格。
建议施工方在后续工程中加强对砼浇筑和养护等环节的管理,确保施工质量达到最佳效果。
混凝土强度检验标准

混凝土强度检验标准混凝土是建筑工程中常用的一种材料,其强度是保证工程质量和安全的重要指标之一。
因此,对混凝土强度的检验标准显得尤为重要。
本文将对混凝土强度检验标准进行详细介绍,以便工程师和相关人员能够更好地了解和掌握相关知识。
首先,混凝土强度的检验标准主要包括抗压强度和抗折强度两个方面。
抗压强度是指混凝土在受压作用下的抵抗能力,通常通过压缩试验来进行检验。
而抗折强度则是指混凝土在受弯曲作用下的抵抗能力,通常通过弯曲试验来进行检验。
这两个方面的检验标准对于评估混凝土的质量和性能具有重要意义。
其次,混凝土强度的检验标准需要符合国家相关标准和规定。
在中国,混凝土强度的检验标准主要参照《混凝土及混凝土结构性能检验标准》(GB/T 50081)和《普通混凝土力学性能试验方法标准》(GB/T 50081)等国家标准进行执行。
这些标准详细规定了混凝土强度检验的方法、设备、程序和要求,确保了检验结果的准确性和可靠性。
此外,混凝土强度检验标准的执行过程需要严格遵守相关操作规程和注意事项。
在进行抗压强度和抗折强度检验时,需要选择合适的试验样品,按照标准要求进行试验制作、养护和加载,确保试验过程中不受外界因素的影响。
同时,还需要对试验设备进行定期检验和校准,以确保其准确性和可靠性。
最后,混凝土强度检验标准的结果应该合理解读和有效利用。
根据检验结果,可以评估混凝土的质量和性能,为工程设计、施工和验收提供重要依据。
同时,还可以通过分析检验结果,不断改进混凝土配合比和施工工艺,提高混凝土的强度和耐久性,确保工程质量和安全。
总之,混凝土强度的检验标准是建筑工程中不可或缺的重要环节,对于保障工程质量和安全具有重要意义。
希望通过本文的介绍,能够使读者对混凝土强度检验标准有更深入的了解,为工程实践提供参考和指导。
第七章混凝土衬砌质量检测
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二、超声波法 基本依据为: (1)低频超声遇到缺陷产生绕射现象; (2)超声波在缺陷界面产生散射,抵达接收探 头时能量明显衰减; (3)超声脉冲各频率成分在遇到缺陷时衰减程 度不同,接收波频谱与反射波频谱产生差异; (4)超声波在缺陷处的波形转换和叠加造成接 收波形畸变等。所以在探伤时所测量的物理 量是声程、声时、衰减量、接收波形及其频 谱。
第三节 超声波法检测混凝土强度 一、原理及特点 1.原理 混凝土是由固相、液相和气相随机地交织在一 起的非均匀的各向异性材料。通过大量的研究 我们可以知道,当超声波在混凝土中传播时, 其纵波速度的平方与混凝土的弹性模量成正比, 与混凝土的密度成反比,而混凝土强度等级的 高低又与其密度相关。因此,根据超声波传播 速度即可推定混凝土的强度。一般来说,混凝 土声速越大其强度越高。
二、衬砌混凝土浇筑施工检查 1、衬砌模板的质量在一定程度上决定着隧 道衬砌的外观质量,并影响着衬砌的内在质 量。 (1)拱架应有足够的刚度。拱架是模板的依 托,一般说来其强度不会存在大的问题,但 其整体刚度常常引起衬砌质量问题。 (2)拱架应有规整的外形。各架间的轮廊径 向尺寸差不宜大于10mm;前后两端的拱架 外形应尽量一致,最大径向尺寸差不大于 5mm。
在《回弹法检测混凝土抗压强度技术规程》 (JGJ/T 23—2001)中规定: 回弹法检测混凝土的龄期为7-1000d,不适 用于表层及内部质量有明显差异或内部存在缺 陷的混凝土构件和特种成型工艺制作的混凝土 的检测。这大大限制了回弹法的检测范围,例 如不适用于既有建筑中混凝土龄期超过3年, 以及遭受火灾、冻害、化学腐蚀等混凝土的强 度检测。解决这些问题的方法主要是采用钻芯 法和回弹法相结合,对这两种方法的检测数据 进行适当处理,基本土可以满足上述混凝土的 强度检测,但不适用于内部存在缺陷的混凝土 强度检测。
混凝土的强度检测方法

混凝土的强度检测方法混凝土是一种常用的建筑材料,其强度是衡量其质量和性能的重要指标之一、混凝土的强度检测方法主要包括试块制备和试验、无损检测以及现场检测等多种方法。
下面我将详细介绍这些方法。
1.试块制备和试验方法:试块制备是指按照一定的混凝土配合比和施工工艺,在现场制备混凝土试块,并在规定的养护期后进行试验。
试验方法主要包括压力试验和弯曲试验。
-压力试验:将试块放入试验机中,施加逐渐增加的压力,记录试块的破坏压力。
这种方法适用于测量混凝土的抗压强度。
-弯曲试验:将试块固定在两个支点之间,施加逐渐增加的力,记录试块的破坏力。
这种方法适用于测量混凝土的抗弯强度。
2.无损检测方法:无损检测是指通过对混凝土结构进行非破坏性测试,来评估混凝土强度的方法。
常用的无损检测方法有:-超声波检测:通过测量超声波在混凝土中传播的速度和衰减情况,来推断混凝土的强度。
-雷达检测:通过测量电磁波在混凝土中的传播速度和反射情况,来推断混凝土的强度。
-电阻率检测:通过测量混凝土的电阻率来估计其强度。
电阻率与混凝土中水分和孔隙率有关,一般而言,电阻率越低,混凝土强度越高。
3.现场检测方法:现场检测方法主要包括颚式、钻挖、爆破和冲击等方法。
这些方法都是通过对混凝土结构进行观察和测试,来评估其强度的方法。
-颚式检测:使用颚测设备对混凝土进行压力测试,通过测量颚距的变化来推断混凝土的强度。
-钻挖检测:使用钻机在混凝土结构中取样,并送往实验室进行试验来测定混凝土的强度。
-爆破检测:在混凝土结构中进行小型爆破试验,通过观察爆破效果来估计混凝土的强度。
-冲击检测:使用冲击设备对混凝土进行冲击试验,通过冲击后的回弹程度来反推混凝土的强度。
总结起来,混凝土的强度检测方法包括试块制备和试验、无损检测以及现场检测等多种方法。
不同的方法适用于不同的情况和需求,可以根据具体的情况选择合适的方法进行混凝土强度的检测。
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升拓技术—衬砌混凝土强度检测(四川升拓检测技术有限责任公司,四川成都 610045)摘要:混凝土强度是混凝土最重要的性能指标,反映的是材料破坏时的承载力,受业主方委托,我公司对尕曲水电站导流隧洞衬砌的强度、厚度以及灌浆质量进行了检测。
其中,衬砌混凝土强度采用表面波法。
为了验证测试结果的精度,业主还进行了钻芯取样和压载试验,总数为24个。
关键词:混凝土强度检测,混凝土厚度检测,灌浆质量检测,无损检测,升拓技术在各种混凝土结构中,混凝土质量是非常重要的,直接影响到预应力梁的耐久性和安全性。
然而,预应力梁体积庞大,形状也较为复杂。
目前,通常利用混凝土试件(150×150×300的棱形试件)进行压载试验,以便测试混凝土的压缩强度和弹性模量。
但是,试件与构件在浇筑、振捣、养护等方面均有不小的区别,因此仅仅根据试件的测试结果并不能保证梁构件的质量。
同时,对于既有混凝土结构,采用钻孔取样的方法显然存在诸多局限。
长期以来,基于超声波的测试方法得到了一定的应用,然而,其局限性(如测试范围窄、功能单一等)也日益显著,在测试裂缝深度、混凝土模量等方面的精度也因理论方面的缺陷而一直得不到提高。
为此,自90年代以来,基于冲击弹性波(超声波为其一特例)的测试技术得到了飞速的发展,最广为人知的当为PIT(基桩完整性测试)方法。
近年来,将冲击弹性波推广并应用于混凝土结构物的材质(强度、模量)、缺陷(裂缝、剥离、内部空洞、蜂窝等)以及几何尺寸(厚度、埋深等)的无损检测和评价已成为国际热门的研究方向,而且逐步进入工程实际应用。
例如,美国材料学会标准ASTM-C1383-98就规定了利用弹性波测试混凝土厚度和波速的测试方法。
在日本土木学会也基于冲击弹性波波速,对混凝土结构和试样弹性模量以及强度进行了标准化和规范化。
我们开发的预应力混凝土梁的无损检测系统SPE-MATS中也包括了针对混凝土质量的测试技术。
其中,能够准确、快速地测试混凝土的弹性模量、混凝土强度是重要的特点。
1.基本原理3.2.1 基本原理在本系统中,采用冲击弹性波作为测试媒介,通过测试弹性波的波速,据此计算材料的动弹性模量和推算相应的静弹模,进而根据静弹模与抗压强度的相关关系推算混凝土的抗压强度。
其核心在于精确地测试混凝土材料的弹性模量C E 。
混凝土的弹性模量C E 不仅影响到结构的变形,而且也是反映混凝土质量、耐久性的重要指标:1) 可以反映材料的刚性特性,在结构的变形计算中是重要的参数。
特别是对于高强度混凝土,简单地采用抗压强度反推弹模的方法往往具有较大的误差;2) 混凝土材料的老化往往先从弹模的降低开始,而新建结构的施工不良也会在弹模方面有所显现。
为此,在高铁梁的施工中,不仅要求控制抗压强度(通常为C50),也要求控制弹模C E 在34.5GPa 以上。
在本系统中,弹模的测试主要是通过对波速的测试。
对于1维均质弹性体,其弹性模量E 与弹性波P 波波速1P V 的关系可以表示为:ρdP E V =1 (1-1)其中,ρ为材料的密度,对于混凝土,ρ一般为2400kg/m 3左右。
当测试对象为2维或3维时,P 波速度有一定的变化。
2维: )1(22μρ-=d p E V (1-2) 3维: )21)(1()1(3μμμρ-+-⋅=d P E V (1-3) 而对于表面波(瑞利波),其关系可以表示为:瑞利波: )1(21112.187.0μρμμ+⋅++=d R E V (1-4) 一般来说,混凝土的动泊松比μ为0.2~0.25,其不同波速间的比较如下:表1-1 混凝土弹性模量测试项目一览表需要指出的是,上面得到的是材料在小应变条件下的动弹性模量(d E ),而非静弹性模量E 。
对于钢材这样的均质弹性材料,d E 与E 非常接近,而对于混凝土这样的非线性材料而言,d E 与E 之间则有一定的差异。
英国钢筋混凝土结构设计规范BS8110(Part2)中,对于高性能混凝土(GPa ):1925.1-=d c E E (1-5)而根据Neville [11]的研究成果,有:d c E E 83.0= (1-6)在本系统中,采用了1-6式的计算方法。
由于测试对象和测试位置的不同,在系统中也集成了多种测试方法。
主要有:1) 基于反射特性的测试方法,如冲击回波法;2) 基于透过特性的测试方法,如单面传播法和双面透过法。
表1-2 混凝土弹性模量测试项目一览表2.构件测试构件测试应首先考虑选用P 波测试,但在隧道衬砌、挡墙、坝体等仅有一个测试面,以及厚度未知的厚板时,应考虑采用表面波法。
1)单面(重复)反射法在被测混凝土结构的壁厚既知的前提下,利用弹性波的重复反射,可测出弹性波在被测混凝土试件的传播时间和弹性波波速,从而计算出混凝土的弹性模量,进而能够推算混凝土的强度指标。
该方法也称“冲击回波法”,具有测试效率高、测试结果客观性强的特点,可优先采用。
图2-1 单面反射(冲击回波)法针对构件(试件)的形状与测试的位置,该方法又可分为纵向测试与横向测试:(1)纵向测试:测试弹性波的传播/反射方向与结构的长轴平行(如基桩);(2)纵向测试:测试弹性波的传播/反射方向与结构的短轴平行(如楼板);图2-2单面反射法的种类波速prV可由板厚H与反射时间rT求出:rprTHV/22)单面传播法在混凝土壁厚未知时,可在同一表面测P波并通常可得到2维弹性波波速2pV。
纵向测试横向测试图2-3 单面传播法该方法对测试对象的要求最小,但P波信号一般较为微弱,因此需要采用移动传感器距离多次测试,即VMC(虚拟多频道)技术。
结合检层技术,还可以对层状结构(如混凝土表面有装饰层、风化层)进行测试。
图2-4单面传播法测试层状结构此外,由于瑞利波信号能量比P波强,对于面积较大、厚度较厚的板、壁等结构,采用瑞利波测试也是有效的方法。
3)双面透过法在条件允许时,采用双面透过法的方法测试3维弹性波波速3pV,可测试整个构件的弹性模量。
图2-5 双面透过法(左:冲击锤,右:打击锤)表2-1 混凝土结构弹性模量测试方法比较方法优点缺点冲击回波法测试效率高、精度好要求壁厚既知单面传播法在壁厚未知时也可测试受表面状态(如装饰层)影响小测试效率低,精度稍差双面透过法测试范围广,精度高要求双面作业、对测试条件有一定要求双层构造渐变构造(Mirage构在钢筋混凝土结构中,由于弹性波在钢筋中传播的速度要快于在混凝土中的速度,会给测试带来误差。
为此,我们开发了相应的钢筋影响修正技术,并申请国家发明专利。
4)表面波法当厚度大于20cm时,采用表面波法是可行的。
通过改变激振波长,还可以改变测试影响深度。
图2-6 表面波法3.测试流程图3-1 混凝土材质无损检测流程4.抗压强度的验证混凝土强度是混凝土最重要的性能指标,反映的是材料破坏时的承载力,因此难以用无损检测的方法进行测试。
但是,对于配合比相对类似的混凝土,其弹性模量与抗压强度之间有很好的相关关系。
因此,根据测试的弹性模量和标定的弹性模量~抗压强度关系,可以间接地推算混凝土的抗压强度。
为此,我们与合作伙伴一道,也在国内外十数个工程,分别对混凝土试件(包括标准立方体、棱柱体、圆柱体等)和构件(采用钻孔取芯验证)进行了弹性模量(由前述的弹性波波速计算)~抗压强度关系的研究。
试件结构单面反射法单面反射法(厚度既知)双面透过法有2个测试面单面传播法动弹模dE弹性模量CE抗压强度CS钢筋修正动弹模dE波速修正波速修正表4-1混凝土弹性模量~抗压强度测试验证一览(单面重复反射法)研究结果表明:1) 对于普通配比的混凝土结构或试件,由单面反射法得到的弹性模量c E ~抗压强度c S 之间有良好的相关关系(图4-1)。
2) 对于普通配比的混凝土结构,由单面传播法得到的弹性模量~抗压强度之间也有比较良好的相关关系(图4-3),但该相关系数低于用单面反射法。
其原因在于单面传播法测试的范围较大,而作为比较的钻孔则范围小,两者不完全重合。
而单面反射法则不存在该问题;3) 当混凝土中添加剂等有较大变化时(如特种混凝土),上述相关关系则会发生改变。
此时应做相应的标定。
4) 对于低于C50的普通硅酸盐混凝土,则具有非常高的相关性(相关系数达0.96):)(129.0702.0GPa Ec e MPa Sc (4-1) 在本系统中,采用本回归式对混凝土的强度加以推算。
图4-1 普通混凝土的弹性模量~抗压强度关系(单面反射法)图4-2 普通混凝土的弹性模量~抗压强度关系(单面传播法)图4-3 普通混凝土的弹性模量~抗压强度关系(强度低于C50)照片4-1 不同配比混凝土块的验证测试5.与规范的对应根据,“公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范”(JTG D62-2004)和“混凝土结构设计规范”(GB50010-2002),混凝土立方体抗压强度标准值k cu f ,和弹性模量c E 之间有如下的对应关系:kcu c f Mpa E ,5/74.342.210/+= (5-1) 对高强混凝土,计算值需要乘以0.90。
换而言之,2.2/10074.34,-=GpaE f c k cu (5-2) 表5-1混凝土弹性模量Ec (GPa )~强度等级的关系 强度等级C15 C20 C25 C30 C35 C40 C45 C50 C55 C60 C65 C70 C75 C80 Ec 22.0 25.5 28.0 30.0 31.5 32.5 33.5 34.5 35.5 36.0 36.5 37.0 37.5 38.0对比图4-1和4-3,可以看出,本技术得到的混凝土强度与模量的关系与静载得到的关系曲线(JTG D62-2004和GB50010-2002)十分接近。
特别是对于通常的混凝土(C15~C50),考虑到规范中是指混凝土抗压强度的标准值,所以两条曲线几乎完全重合。
鉴于本技术测得的弹性模量具有很高的精度,因此,可以推断本技术得到的混凝土抗压强度是具有很高可信度的。
但需要注意的是,在混凝土强度等级超过C50时,Ec 与抗压强度间的相关关系的离散有增加的趋势。
为了提高测试精度,利用混凝土试件或者芯样进行标定是有意义的。
为此,我们开发了简易标定方法。
图5-1普通混凝土的弹性模量~抗压强度关系(与规范的对应)6.现场验证①龄期及位置的影响(中铁二局湖南祁东制梁场,2010.09)对不同龄期(龄期为3.5d、7d、9d、10d、14d、15d、150d)的预制梁,在不同部位(梁顶板中部、腹板)测试了混凝土的材质(浇筑质量)。
根据测试结果,可以得到:(1)随着龄期的增加,混凝土的弹性模量也相应增加;(2)腹板下部混凝土的弹性模量Ec明显高于上部。
其原因在于在浇筑过程中混凝土的分离,即水分上浮,固形物下沉,同时下部混凝土受到压密作用从而密实度有所增加;(3)尽管并非同一片梁,得到的规律仍然十分明显。