工程质量检测技术、试验标准方法

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声波CT无损检测技术在混凝土质检中的应用



摘要：混凝土声波CT无损检测技术，利用声波穿透被检测体并获取声波接收时间，利用计算机反演成像，呈现被检测体各微小单元的声波速度分布图像，进而判断检测体的质量；具有精度高，异常点位置定位准确的特点，是当今先进的混凝土检测技术。
　　关键词：声波CT；混凝土无损检测；计算机反演成像；三峡工程

1 声波CT无损检测的基本原理

　　根据弹性波的运动学和动力学特征，弹性波层析成像方法可以分为两大类：一是以运动特征为基础的射线层析成像；二是以动力学特征为基础的波动方程层析成像。

　　作为反演声波穿透的射线层析成象，其基本思想是根据声波的射线几何运动学原理，将声波从发射点到接收点的旅行时间表达成探测区域介质速度参数的线积分，然后通过沿线积分路径进行反投影来重建介质速度参数的分布图像。

　　混凝土声波CT无损检测，就是根据声波射线的几何运动学原理，利用最先进的声波发射、接收系统，在被检测块体的一端发射，在另一端接收，用声波扫描被检测体，然后利用计算机反演成像技术，呈现被检测体各微小单元范围内的混凝土声波速度，进而对被检测体作出质量评价。

2 现场检测技术

　　用于现场的观测系统为一发多收声系，即在一侧单点发射，另一侧作扇形排列接收，然后逐点同步沿剖面线移动进行扫描观测。

　　工作布置遵循以下原则，发射或接收必须分别在同一高程上，以便形成扫描剖面；各发射点和接收点必须精确测量坐标；发射和接收点距均应在0.4m以下，发射与接收点之间的距离应大于8m，以提高射线密度。

　　根据以上原则和泄流深孔挑流鼻坎形态，我们在X=20105m直立面，高程分别为78m、75m、72m的水平线上布置声波发射排列，在X=20095m、20092m、20092m水平直线上分别布置声波接收排列，形成3个声波扫描剖面进行工作（图1）。全部声波CT资料现场计算机记录并存盘保存。

　　现场声波CT检测设备采用先进的超磁质大功率声波发射震源和DB4声波采集系统。该系统发射功率可达1000 W；发射系统主频为8K，接收系统频率为1K、10K，采样率8位20MHz，采样间距10μs，被测时间误差小于1个采样间距时间n×10-4μs，重复性好。

　　现场检测严格按《水利水电物探规程》DL-5010-92标准执行。

图1 声波穿透剖面布置图

　　由于挑流鼻坎底部曲面与X=20105m直立面呈不规则对应形态，造成声波发射与接收角度偏差较大，使接收换能器接收方向偏离声波发射的主能量区，造成声波接收能量偏弱，为此应改变接收换能器的方向使接收换能器的方向对应发射换能器发射的声波主能量区。

3 资料处理方法

3.1 资料预处理

　　利用DB4声波采集系统随机配置软件，将野外采集的声波全波形信号重新显示在计算机屏幕上，由人工拾取声波初至时。为确保CT成像的质量，只有那些起跳干脆，首波清晰可读的数据才被录用。

　　鉴于本工区声波穿透的接、发距为0.4m，为了保证一定的可辨率，采用0.5m×0.5m的网络。

3.2 资料处理方法

　　层析算法：采用ART、SIRT直线算法处理资料，压制影响CT成像的不利因素，以得到较好的图像为最终目标。

3.3 图件的生成

　　利用AutoCAD、MAPCAD等软件，生成CT层析成像。

　　声波处理流程：拾取初至纵波→编辑CT成像数据→CT处理产生VP数据→AutoCAD、MAPCAD进行图形处理、编辑、拼接→彩色激光打印

4 应用实例

　　图2 为三峡工程泄洪坝段泄20＃深孔挑流鼻坎声波CT无损检测成果图，即20-1、20-2、20-3剖面CT层析成像成果图。3个剖面均为同一混凝土建筑物块体不同高程（72.0、75.0、78.0）上的CT穿透剖面。

图2 长江三峡泄洪坝段泄20#深孔挑流鼻坎声波CT成果图

　　从20-1剖面（为最上层的穿透剖面）可见，整体波速值较高，大于4300m/s的占90.75％，低于4000m/s仅占0.29％。波速分布：左下角与右上角之间为相对低速区，VP为4300m/s左右，呈条带状分布，其它部位VP大于4 500m/s。

　　20-2剖面（为中间层的穿透剖面）：

　　波速值及其分布特征大体与20-1剖面相似，有所区别的是，相对低速部分要少一些，其分布没有连续性。20-3剖面（为最下层穿透剖面）：

　　整体低速异常区域形态与20-1、20-2剖面相似，但相对低速区更少（右上角的低速区可能是混凝土接缝所引起），且呈零星分布。

　　从整体情况看：上述3个剖面相距较近，声波相对低速区分布位置上下对应较好，可反映该检测区域混凝土欠密实及其分布特点：最上层的剖面声波相对低速区较大、较多，声波速度较低；中间层剖面声波低速区较小、较少，声波速度相对较高；最下层剖面声波相对低速区更小、更少，声波速度较上剖面高，它们说明：建筑物底部混凝土密实情况较好，中部次之
               
                 
        

        

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高强混凝土的试件强度及检验


[提要] 本文分析了影响高强混凝土试件强度检测结果的主要因素；试件强度与构件混凝土 强度的相关性；提出了构件混凝土强度检验中存在的问题和措施。

    1.前言
　　 随着混凝土技术的进步和发展，高强混凝土(以下简作 HSC)的应用已越来越广。 《高强混凝土结构技术规程》(CECS104：99，以下简作《规程》)已于1999年颁布实施， 必将进一步推动 HSC的设计和应用。由于HSC的强度和质量要求的提高以及大量掺合 料的使用，与普通混凝土相比，无论是试件强度检验、构件强度检验，尤其是质量检 验验收标准等，均提出了许多新的问题和更高的要求。甚至产生了这样一种概念：配 制和生产 HSC已不存在太多困难，而如何准确测定评价HSC的强度，己成为急需解决 的技术难题。我们在相关试验研究和实际工作中也遇到了许多此类问题。如试件强度 远低于或远高于实际构件混凝土强度；构件混凝土强度采用何种无损检测方法准确评 价等等。本文主要就此提出相关问题和建议，以期在推广应用 HSC的同时，更好地把 握和确保工程质量。

    2．HSC的试件强度检验
    2．1试件尺寸和平整度
  随着HSC强度的不断提高，试验机量程的限制，以及骨料最大粒径一般为25mm， 因此，在科学研究和实际工作中不可避免地采用100×100×100(mm)的立方试件。在普 通混凝土中，与标准试件150×150×150(mm)的尺寸换算系数为0.95。而HSC中一般均 小于此值。且随着强度提高，折算系数下降。《规程》中提出的100mm立方体试件折算 成标准尺寸试件的折算系数如表1:
表1
Fcu,10(MPa) K Fcu,10(MPa) K
≤55 0.95 76--85 0.92
56--65 0.94 86--95 0.91
66--75 0.93 >96 0.90

　　问题的关键在于强度提高何以使折算系数下降。普通混凝土中主要认为是大试件 存在内部缺陷概率高，在 HSC中同样有这一因素，但还存在更重要的因素，其中最主 要的是试件平整度。试件强度越低，塑性越大，可调变形量大，表面平整度对实际强 度的影响就越小。试件强度越高，材料脆性越大，可调变形量小，表面不平整度和不 平行度对实际强度的影响就越大。通常情况下，小试件的表面平整度和平行度均高于 大试件。因而许多试验结果(清华大学、北京城建集团构件厂等)表明，其折算系数 比《规程》提供的值更低(平均强度Fcu,10=70.4MPa，K实=090； Fcu,10=60MPa，K实=0.92)。但我们采用相对严格平整的大小试件试验结果表明， C60～C80的混凝土强度折算系数均为0.95。因此，当用小试件结果换算标准尺寸强度时须注意这一问题。虽然我们还很难定量描述试件不平整度对强度影响率，但对 HSC强度试件保 证足够的表面平整度和平行度是必需的，必要时对试件进行磨平抛光，否则将严重降低强度值，亦即要选用优质的混凝土试模，并做到严格的定期检验和修正。同样对试验机的承压板 也应及时检验。
  此外，试验操作时的试件偏心受压对 HSC的影响率比普通混凝土要大，试件尺寸越小，越易引起偏心，使测试结果偏低。虽然试件表面不平整度、不平行度和偏心受压，均使测试结果偏小，对结构物是安全的，但科学地准确评价HSC的强度，确保测试结果与实际强度的一致性是我们的宗旨。当用小试件折算标准试件强度时更应引起重视。

  2.2 试验和养护条件对测试结果的影响
  当标准试件的抗压强度大于70MPa时，对部份试验室所拥有的2000kN试验机来说， 已达量程的80％以上，对测试结果将有一定影响。这仅仅是问题的一部分。由于不同生产厂家，不同构造型式的试验机刚度不尽一致，同量程试验机对同一批HSC试件测 试结果也会有差异，不同量程试验机的测试结果差异就更大。如清华大学的一组试验结果如表2。

表2
试验机 标准试件平均强度(MPa)(55组)fcu 100mm立方体试件 平均强度(55组)f′cu fcu/f′cu
长春产5000kN 59.7 68.6 0.87
长春产2000kN 63.8 69.4 0.92
无锡产2000kN 65.1 73.1 0.89

　　芬兰和日本也用不同试验机对测试结果的影响做过研究。如芬兰采用20台试验机对80MPa HSC试验结果显示，强度最低组与最高组之比为75％；对40MPa的混凝土，其比值升高为85％。日本也同样采用20台不同试验机对100MPa和60MPa的两批HSC 进行试验，结果表明强度最低组与最高组之比值分别为69％和76%。所有这些试验资料 均说明一个问题：随 HSC强度等级的提高，不同试验机对测试结果的影响变得显著， 而对低强混凝土的影响相对就较小，这是试验检测中有待研究和引起足够重视的。

养护条件对测试结果的影响。主要指早期养护和温湿度。试件成型后通常经24h 后脱模。由于大部分试验室(特别是江南)成型时无恒温、恒湿条件，春夏秋冬四季温 差和相对温度差异较大，试模内的24h非旦严重影响HSC的早期强度，也直接影响到 28天强度。我们在20℃和10℃，相对湿度80％和75％条件下，配制C60 HSC，测得的 结果表明，7天强度相差10％，28天强度
               
                 
        

        

无关风月

高强混凝土的试件强度及检验（续）



3　HSC试件强度与构件混凝土强度的相关性
  前面分析讨论的影响试件强度的因素，总的来说是导致试验结果偏低，这对安全 是有益的。但水化热问题，自收缩问题及现场养护条件问题，情况就比较复杂。

    3.1　水化热对强度的影响
    通常我们把最小截面尺寸大于1m的构件称之为大体积混凝土，必须采取有效措施控 制水化热引起的内外温差。其主要目的是防止温差裂缝的产生，而对温度升高引起强 度的变化问题未加重视。GB5020492和《规程》中也未提及。对截面尺寸大于0.6m 的梁板构件，在普通混凝土中可以说很少对水化热问题引起重视，但对HSC来说，由 于水泥用量的增加，水化热引起的温差应力和温度对强度的影响已显得十分重要。有 资料表明［1］,当水泥用量达400kg／m3时，0.5m厚的试件中心温峰可达45℃(环 境温度20℃)，虽然温差尚在 GB5020492规范允许范围内，但对硅酸盐水泥或普通水泥配 制的混凝土而言，足以使28天及后期强度显著下降。如环境温度升高，或水泥用量进一步增加，一方面绝对温升将显著提高；另一方面，温峰出现的时间更早，高效减水剂 的使用也将加剧这一现象，对混凝土强度造成的危害更大。当然，混凝土厚度提高， 绝对温度也更高，如1.5m厚时中心温峰可达65℃(水泥400kg／m3，环境温度20℃)。 因此，必须注意到试件尺寸小受水化热影响小，从而使试件强度尤其是长期强度高于 实际构件强度，特别对采用纯硅酸盐水泥或普通水泥配制的HSC或较大构件尺寸的混 凝土更应引起重视。

  当采用较高掺量掺合料时，特别是掺用粉煤灰(FA)、矿渣(SG)或沸石粉时，情况 则完全相反。因水化热对这类混凝土的早期和后期强度均十分有利，试件强度就会小 于构件混凝土实际强度值。但掺硅粉混凝土例外。因此，对 HSC而言，截面最小尺寸 超过05m的构件就应对水化热问题引起足够重视，且不是简单的控制温差，更重要的 是控制绝对温升。其中最有效的办法就是掺用适量FA、SG或沸石粉。

  3.2自收缩对强度的影响
  HSC的自收缩值7天可达100×10-6mm以上,人们普遍关心的是对HSC裂缝影响，尤其是早期裂缝，但对强度的影响研究很少。从某种意义上来说，在钢筋混凝土构件中，自收缩引起的微裂纹(假如存在)在钢筋等约束条件下，对抗压强度影响可能很小，但也正因为钢筋约束使混凝土处于拉应力状态，对抗拉强度产生较大影响。此时，若以试件劈拉强度或轴拉强度来推算构件混凝土抗拉强度时，就会显得不安全。因为试 件尺寸小和自由度大，自收缩引起的拉应力几乎可忽略，当以抗压强度折算抗拉强度 时也应注意这一问题，但其影响值有多大，有待进一步研究。

  　3.3自然养护条件对强度的影响
  湿度条件对普通混凝土的强度影响非常显著，对尺寸相对较大的构件，常出现表 层混凝土强度低于内部强度的现象。主要是水灰比大，孔隙多，失水过早、过多所致。 试件的尺寸相对较小，若不经潮湿养护，也有可能导致试件强度低于实际构件强度。 对 HSC来说，关键是早期潮湿养护非常重要，而后期因混凝土较致密，很难失水，湿 度条件对强度的影响相对较小。

　  温度条件对普通混凝土强度亦有影响，但远不及对HSC来得显著。

(1)硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥配制的HSC(不掺或掺很少量混合材)，由于水化热的作用，试件强度往往高于构件混凝土实际强度，表层强度高于内部强度，这在夏季施工时尤为显著。当试件采用标准养护(非现场养护)时，试件强度将更加偏高。即使冬季施工，当构件尺寸较大时，试件强度仍有可能高于实际构件强度。这是非常值 得重视的。

(2)掺大量混合材配制的HSC，情况与上述相反。如大量掺入粉煤灰、普通磨细矿渣或沸石粉配制的HSC，水化热只要不引起较大的温差应力，它将大大有利于混凝土强度的提高，此时试件强度低于构件实际强度，内部强度则高于表层强度，冬季施工、现场自然养护时更显著。夏季施工时，若试件采用标准养护，则试件强度更低于构件实际强度，可以这样说，20±3℃的标准养护条件，对普通水泥和硅酸盐水泥混凝土是 适宜温度，面对高掺量混合材配制的HSC，这一“标准”温度应高得多。认识这一点 是非常必要的，它从另一个侧面要求我们在配制 HSC时，尽可能多地掺用粉煤灰、矿渣和沸石粉。

  4　构件混凝土强度评定
  (1)回弹法只能评定C50以下的构件混凝土强度。若要采用这一简单的方法评定HSC的强度，就必须建立新的测强曲线或研制新型的回弹仪。这是一件很迫切的工作。

  (2)超声波法、超声回弹综合法和拔出法的仪器设备，理论上对HSC也是适用的，但由于弹性模量，拉、剪强度与抗压强度的非同步增长，故需尽快建立相应的测强曲线。上海建科院和同济大学已开展了相关研究〔2〕，但全国各地差异较大，一方面 宜建立地方性测强曲线，另一方面需要全国通力合作，建立全国通用曲线。

  (3)钻芯法是最值接的评定方法，通
               
                 
        

        

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混凝土构件质量检测方法


1 范围
    本标准规定了农房混凝土构件混凝土抗压强度、外观质量和尺寸、力学性能以及原材料性能的检测方法。
    本标准适用于农房用混凝土及预应力混凝土预制构件(以下简称农房构件)的质量检测。
    农房构件系指适用于农村和乡镇建造的住房、办公室、中小学教室、文化室、小型生产房屋、仓库、畜棚等结构承重构件,主要包括楼板、檩条、梁、挂瓦板、屋面板、屋架等中小型构件。

    2 引用标准
    GB 288 金属拉力试验方法
    GB 81 普通混凝土力学性能试验方法

    3 总则
    3.1 检测内容
    a) 原材料性能;
    b) 构件混凝土的抗压极限强度(以下简称抗压强度);
    c) 构件外观质量和尺寸;
    d) 构件力学性能。

    3.2 检测报告内容
    a) 试件名称、型号、数量、编号、规格尺寸;
    b) 试件来源和生产日期;
    c) 试验日期;
    d) 原材料品种及规格,混凝土配合比、成型、养护方法及制度;
    e) 试验用主要设备与仪表;
    f) 试验结果计算;
    g) 检测单位与检测人员签章。

    3.3 检测要求
    生产农房构件的企业,应按本标准规定的内容逐项进行检测。凡暂时尚未具备检测手段和条件的企业,也必须委托有关单位检测。检测的原始数据应建档妥善保存,以作备查。

    4 混凝土抗压强度检验
    4.1 试件

    4.1.1 试件形状、尺寸
    试件采用150mm×150mm×150mm的标准立方体试块。若采用100mm×100mm×100mm立方体试块,所得到的混凝土抗压强度值必须乘以0.95修正系数。

    4.1.2 试块数量
    4.1.2.1 检验混凝土设计强度等级用的试块,在同一原材料、配合比及相同生产工艺条件下,每周至少成型2组。
    4.1.2.2 检验构件放张预应力筋或脱模强度用的试块,每生产班至少成型1组,检验构件出厂强度用的试块每生产班也必须至少成型1组。
    4.1.2.3 混凝土抗压强度试块每组为三块。

    4.1.3 混凝土试块制备

    4.1.3.1 试块所用原材料和配合比必须与构件相同。

    4.1.3.2 试块的制作应符合GBJ 81《普通混凝土力学性能试验方法》的要求。试块脱膜后对其表面有缺陷的应用稠水泥浆填补平整。

    4.1.3.3 检验混凝土设计强度等级用的试块,必须在温度为20±3℃和相对湿度为90%以上的潮湿环境或水中的标准条件下连续养护28d;检验构件放张预应力筋或脱膜强度以及出厂强度用的试块,必须采用与构件相同条件养护。

    4.2 仪器设备

    4.2.1 试模
    采用可拆装的立方体金属模,装配后各接触面应互相垂直,内部表面应经过刨光,其内部尺寸的允许偏差如下:棱边长度不超过±1%,直角不超过±2°。

    4.2.2 振动台
    振动台的振动频率为50±3.3Hz,负荷时的振幅为0.35mm。

    4.2.3 试验机
    混凝土试块抗压强度试验采用压力试验机或万能试验机,其负荷示值精度为±2%。

    4.2.4 标准养护箱或标准养护池
    4.3 试验步骤
    4.3.1 将试块擦干,并测定其三个方向的尺寸,精确至1mm。试块的受力截面积按试块与试验机垫板的接触面计算。
    4.3.2 将试块的成型面垂直置于试验机上、下垫板之间的中部。
    4.3.3 启动试验机,并以每秒0.2～0.3MPa的速度连续均匀加荷,直至试块破坏,记录破坏荷载。

    4.4 结果计算
    4.4.1 每块混凝土抗压强度按式(1)计算:
                                    P
                                fcc=----…………………………………(1)
                                    F

式中:fcc——每块混凝土抗压强度,(精确至0.1MPa),MPa;

    P——试块破坏荷载,N;

    F——试块承压面积,mm[2]。

    4.4.2 每组三块混凝土试块的平均抗压强度按式(2)计算:

                                        fcc1+fcc2+fcc3
                                μfcc=-----------------…………………(2)
                                            3

式中:μfcc——每组混凝土试块平均抗压强度(精确至0.1MPa),MPa;

    fcc1、fcc2、fcc3——分别为一级混凝土试块中第1、第2、第3块的抗压强度值,MPa。

    如果同一组三块试块中的最大或最小的强度值与中间值相比,其差值超过中间值的15%时,以中间值代表该组抗压强度;如果同一组三块试块中的最大和最小的强度值与中间值的差值均超过中间值的15%时,则该组混凝土试块的试验结果无效。
               
                 
        

        

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混凝土构件质量检测方法 （续）


5 外观质量及尺寸检测

    5.1 外观质量

    5.1.1 测量器具

    a) 平面放大镜,其放大倍数为3～5倍;

    b) 钢直尺,其量程为300mm,示值精度为1 mm;

    c) 刻度放大镜,其测量精度为0.05mm;

    d) 标准插针,其直径为2mm带有刻度的钢针,示值精度为1 mm;

    e) 保护层厚度测定仪。

    5.1.2 检测内容和方法

    5.1.2.1 露筋

    a) 凡构件内部配置的主筋、副筋和箍筋外露于混凝土表面(预应力构件两端外露筋除外),称为露筋。

    b) 露筋的检测方法采用目测,凡能用肉眼看到钢筋外露混凝土表面者,均按露筋处理,并在露筋部位作出标志。

    c) 凡构件表面有一处露筋者,即按该构件有露筋处理。

    5.1.2.2 裂缝

    a) 凡构件表面用放大镜观测到的缝隙,即为裂缝。

    b) 裂缝的检测按下列方法进行:

   1) 先用肉眼或用3～5倍平面放大镜寻找构件表面裂缝部位,并作出标志;

   2) 在有裂缝标志处用丙酮刷二次后,立即用精度为0.05mm的刻度放大镜测量裂缝宽度,并按编号记录;

   3)构件的裂缝按测得的最大裂缝宽度作为该件的裂缝宽度指标。

    5.1.2.3 蜂窝、麻面和孔洞

    a) 凡构件出现表面酥松、石子架空,构成深度小于7mm者作为蜂窝;凡构件表面有缺浆、起砂、粘皮者作为麻面;凡构件出现直径超过4mm,深度超过7 mm孔穴者作为孔洞。

    b) 蜂窝、麻面和孔洞按下列方法检测:

   1) 先对构件各面目测,并在蜂窝或麻面、孔洞处作出标志。

    2) 选择构件最严重的蜂窝、麻面和孔洞的一个面,用标准插针和钢直尺测量并分别其深度、面积和数量。

    3) 蜂窝、麻面按构件同一个面的总面积计算,精确至1%,孔洞按实际数量计算。

    5.1.2.4 缺角、掉边

    a) 构件的缺角、掉边系指构件端的直角及边缘的破损。

    b) 构件的缺角、掉边采用直角靠尺从端部量至直角破损部位的距离。

    c) 构件的缺角、掉边以其破损部位的最大长度、宽度和深度计算,精确至1mm。

    5.1.2.5 端部疏松

    a) 端部疏松系指构件端部因混凝土振捣不密实而使混凝土松散。

    b) 测量端部疏松先采用目测,再用小锤轻击构件端部,凡有一处被击落者,按端部疏松处理。

    5.1.2.6 活筋

    a) 活筋系指预应力筋在锚固区段内呈现松动者。

    b) 活筋测量方法宜用手指扳动,凡松动者按活筋处理。

    5.1.2.7 凸肋疤瘤

    a) 凸肋疤瘤系指因模板缺陷而使构件混凝土表面产生局部高差大于5mm的肋状或疤瘤状者。

    b) 检测凸肋疤瘤时先用目测再用靠尺、直尺测量。

    5.2 尺寸

    5.2.1 测量器具

    a) 钢卷尺,其量程为10m,示值精度为1mm。

    b) 钢直尺,其量程为500mm,示值精度为1 mm。

    c) 钢角尺(辅助量具),其规格为高315mm,宽200mm,精度为3级。

    d) 2m靠尺和楔形塞尺。

    e) 混凝土保护层厚度测定仪,其测量精度为±1mm。

    5.2.2 检测内容和方法

    5.2.2.1 构件的长度

    a) 构件的长度系指平行于构件纵向轴线两端之间的距离。

    b) 测量构件长度应用钢卷尺分别测量构件对称面上、下纵向两端之间的距离;测量圆形构件长度应用钢卷尺对称测量两个端部之间的距离。

    c) 测量长度时应避开构件的飞边,局部不平、缺棱、掉角等部位。

    d) 构件长度以测得数据中的最大和最小值作为构件的实测长度的评定指标。

    5.2.2.2 构件的宽度和肋宽

    a) 构件的宽度系指构件在正位状态下,与构件轴线相垂直的横截面两边之间的距离;肋宽系指带肋构件肋的宽度。

    b) 构件宽度应用钢直尺或钢卷尺测量构件正、反两面跨中和距离端部100mm处横截面方向的距离;肋宽则应用钢直尺在构件端部分测量其底部和上部肋的宽度,当肋有倾斜度时,还需加测两端肋顶面两个点的宽度。

    c) 构件的宽度和肋宽均以测得数据中的最大和最小值作为实测宽度的评定指标。

    d) 圆形构件应用钢直尺分别测量其两端垂直端部直径。

    5.2.2.3 构件的高度和厚度

    a) 构件的高度系指与构件轴线相垂直的横截面上、下两面之间的距离;构件的厚度系指带肋构件的板厚或环形构件的壁厚。

    b) 构件的高度应用钢直尺分别在离构件端部100mm处和中部测量;厚度则在构件两端用钢直尺测量。

    c) 构件的高度和厚度以测量数据中的最大和最小值作为其评定指标。

    5.2.
               
                 
        

        

枝狩歽天

混凝土构件质量检测方法 （续）



6 力学性能检验

    6.1 试件

    6.1.1 试件(以下称构件)必须经过外观质量及尺寸检验合格。

    6.1.2 试验前应测量构件的实际尺寸,并详细记录。需要观测裂缝的构件,应在其底面和侧面用石灰水刷白。

    6.2 试验条件

    6.2.1 试验仪器与设备

    a) 百分表及百分表架,百分表示值精度为0.01mm;

    b) 刻度标尺,示值精度为1 mm;

    c) 加荷装置,详见图3～图6。

    6.2.2 试验场地与环境

    试验应在远离振源的室内或棚内进行,场地应平整,支墩基础应坚实。应在0℃以上的环境中进行试验。

    6.2.3 支承方式

    檩条、楼板、屋面板及屋架均属一般简支构件,试验时应一端采用铰支承,另一端采用滚动支承见图1;屋架的滚动支承构造见图2。

    6.2.4 荷载布置

    6.2.4.1 构件的试验荷载布置应符合设计规定。

    6.2.4.2 当试验荷载布置不能完全与设计规定相符时,应按荷载效应等效的原则换算。

    6.2.5 加荷方法

    6.2.5.1 梁、檩条宜采用四分点吊篮或千斤顶加荷,荷载布置见图3。

    6.2.5.2 楼板、屋面板宜采用荷重块均布加荷、荷载布置见图4。

    6.2.5.3 屋架宜采用节点吊篮加荷,荷载布置见图5。

    6.3 试验方法及步骤

    构件的力学性能采用短期静载试验方法。

    6.3.1 构件置于支承上,分别在支承和跨中处布置仪表(见图6)。

    6.3.2 调整百分表读数,使支承处百分表调整到中间读数,跨中处百分表调整一个初读数。

    6.3.3 按规定加荷方法分项加荷

    6.3.3.1 取正常使用短期荷载检验值的40%(包括构件自重和加荷设备重量)进行预压,以检查试验装置及构件质量,持续15min后卸去荷载,并对支承处和跨中处百分表重读一个初读数。

    6.3.3.2 当荷载小于正常使用短期荷载检验值时,从第一级加荷开始,每级荷载取该荷载值的20%加荷(第一级荷载需包括构件自重及加荷设备重量);当荷载超过该荷载值时,每级荷载取该荷载值的10%;当荷载接近抗裂荷载检验值时,每级荷载取正常使用短期荷载检验值的5%,当接近承载力荷载检验值时,每级荷载取承载力检验荷载设计值的5%,直至试件破坏。

    6.3.3.3 每级荷载加完后,应持续10～15min,在正常使用短期荷载检验值作用下宜持续30min,在每次持续时间结束时,观察并记录各项试验数据。

    6.4 结果计算

    6.4.1 承载力

    在对构件进行加荷试验过程中,构件出现表1所列检验标志之一时,即认为构件已达到承载能力极限状态。当在规定的荷载持续时间内出现上述检验标志之一时,应取本级荷载值与前一级荷载值的平均值作为其承载力检验荷载实测值;当在规定的荷载持续时间结束后出现上述检验标志之一时,应取本级荷载值作为其承载力检验荷载实测值;当在加荷过程中出现上述标志之一时,应取前一级荷载值作为其承载力检验荷载实测值。构件的承载力检验系数实测值,应根据不同加荷方法分别按式(1)～(5)计算。

    当采用均布荷载试验时,按式(1)和式(2)计算:

                                            Q[0]u
                                    γ[0]u=--------………………………(1)
                                              Qd   

                                Qd=γGGk+γQQk………………………………(2)

    当采用等效集中力加载模拟均布荷载进行试验时,按式(3)计算:

                                               F[0]u
                                        γ[0]u=-------……………………(3)
                                                Fd

    如采用两个对称集中荷载三分点加载进行正截面受弯的承载力检验时,其单点的承载力检验荷载设计值按式(4)计算:

                                                3
                                            Fd=----(γGGK+γQQK)L…………(4)
                                                8

    如采用两个对称集中荷载四分点加载进行正截面受弯的承载力检验时,其单点的承载力检验荷载设计值按式(5)计算:

                                                1
                                            Fd=---(γGGK+γQQK)L………………(5)
                                                2

    当采用其他形式的集中荷载加载进行正截面受弯的承载力检验时,应根据弯矩等效原则,确定其单点的承载力检验荷载设计值。
    式中:γ[0]u——构件
               
                 
        

        

SLEEPKING

混凝土构件质量检测方法 （续）


6.4.2 挠度

    构件的挠度反映构件在荷载作用下的刚度,一般可用百分表量测。当百分表达到最大量程时,需及时调整,当荷载接近破坏阶段时,应拆除百分表,改用弦线方法测量(图7)。试验时,应量测构件跨中位移和支座沉陷,对板类构件,应在跨中量测截面的两边布置测点,并取其量测结果的平均值作为该处的位移。当试验荷载竖直向下作用时,对水平放置的构件,在正常使用短期荷载检验值(QS或Fs)和各级荷载下的跨中短期挠度实测值应按式(6)～(12)计算:

                        a[0]s=a[0]qs+a[0]g…………………………………(6)

                        a[0]t=a[0]q+a[0]g……………………………………(7)

                                    1
                        a[0]q=U[0]m---(U[0]L+U[0]r)………………………(8)
                                    2

                                    Mg
                             a[0]g=----a[0]b
                                    Mb

                            或    Qg
                            a[0]g=---a[0]b………………………………………(9)
                                  Qb

式中:a[0]s——在正常使用短期荷载检验值下,构件跨中短斯挠度实测值,mm;

    a[0]qs——在正常使用短期荷载作用下,构件跨中挠度实测值,其计算方法同式(8);

    a[0]t——某级试验荷载作用下构件跨中的挠度实测值,mm;

    a[0]q——某级外加试验荷载作用下构件跨中的挠度实测值,mm;

    U[0]m——某级外加试验荷载作用下构件跨中的位移实测值,mm;

    U[0]L、U[0]t——某级外加试验荷载作用下构件左、右端支座沉陷位移的实测值,mm;

    Mg——构件自重与加荷设备重量产生的跨中弯距值,kN·m;

    Mb——在正常使用短期荷载检验值之前构件出现裂缝的前一级外加试验荷载产生的跨中弯矩值,当裂缝出现在正常使用短期荷载检验值之后则采用正常使用短期荷载检验值所产生的跨中弯矩值,N·m或kN·m;

    a[0]b——与Mb相对应的外加试验荷载产生的跨中挠度实测值,mm;

    Qg——构件自重与加荷设备重量,kN/m或kN;

    Qb——与Mb相应的外加试验荷载值,kN/m或kN。

正常使用短期荷载检验值(Qs,kN/m),当采用均布加荷时:

                            Qs=Gk+Qk……………………………(10)

当采用两个对称集中荷载三分点加载检验时,其单点的正常使用短期荷载检验值(Fs,kN)为:

                                 3
                             Fs=---(Gk+Qk)L………………………(11)
                                 8

但所得的挠度实测值应乘以修正系数,φ为0.98。当采用两个对称集中荷载四分点加载检验时,其单点的正常使用短期荷载检验值:

                                    1
                                Fs=---(Gk+Qk)L…………………(12)
                                    2

但所得的挠度实测值应乘以修正系数,φ为0.91。如采用其他形式的集中荷载加载检验时,应根据弯矩等效原则确定。

    6.4.3 抗裂

    构件的抗裂以观测构件出现第一条裂缝时的荷载作为开裂荷载实测值。在对构进行抗裂检验中,当在规定的荷载持续时间内出现裂缝时,应取本级荷载值与前一级荷载值的平均值作为其开裂荷载实测值;当在规定的荷载持续时间结束后出现裂缝时,应取本级荷载值作为其开裂荷载实测值,当在加荷过程中出现裂缝时,则取前一级荷载作为开裂荷载实测值,观察裂缝出现可采用放大镜。构件的抗裂检验系数实测值γ[0]ct按式(13)计算:

                                    Q[0]cr
                            γ[0]ct=-------
                                      Qs

                                 或                  …………………(13)        

                                     F[0]ct
                            γ[0]ct=----------
                                       Fs


式中:Q[0]ct——均布加荷时构件的开裂荷载实测值;

    F[0]ct——集中荷载加载时构件的开裂荷载实测值。

在试验中,如果未能观测到第一条正截面裂缝的出现,则可取荷载—挠度曲线(图8)上的转折点(即曲线第一弯转段两端点切线的交点)的荷载值作为构件的开裂荷载实测值。

    6.4.4 裂缝宽度

    观测裂缝宽度用精度为0.05mm的刻度放大镜,受弯构件中的受拉主筋处的裂缝宽度均在构件
               
                 
        

        

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附录A(标准的附录)

                                原材料性能检测方法

A1 范围

    本标准规定了生产农房混凝土构件用砂、石及冷拔钢丝性能试验的试样、器具设备、方法步骤和结果计算等。

    本标准适用于生产农房混凝土构件用的砂、石质量及冷拔钢丝机械性能检测。

A2 砂

A2.1 器具、设备

A2.1.1 套筛,其孔径为0.080,0.160,0.315,0.630;1.25mm方孔筛以及2.50,5.00和10 mm圆孔筛。

A2.1.2 托盘天平,其称量为1000g,感量为1g。

A2.1.3 烘箱,能使温度控制在105±５℃。

A2.1.4 浅盘和容器。

A2.2 检测内容和方法

A2.2.1 筛分析

A2.2.1.1 试样

    采用四分法缩分并烘干(或炒干)至恒重的干砂冷却至室温后称取两份试样各500g。

    注:1.试样需通过10mm圆孔筛,并计算其筛余百分率(下同)。

       2.恒重系指在相邻两次称量间隔时间大于3h的情况下,前后两次称量之差小于该试验所要求的称量精度(下同)。

A2.2.1.2 试验步骤

    砂子筛分析试验按下列步骤进行:

    a) 称取试样500±1g,置于按筛孔大、小顺序排列的套筛最上一只的5.00mm筛上;

    b) 用振筛机或手工摇筛,直至每分钟筛出量不超过试样总重量的0.1%为止,通过的颗粒并入一号筛再一起过筛,这样顺序进行,直至各号筛全部筛完为止;

    c) 称量各号筛上的筛余量,精确至1g。

A2.2.1.3 结果计算

    各号筛上的分计筛余百分率按式(A1)计算:

                            ng
                       Bi=------×100 …………………………………(A1)
                            g

式中:Bi——某号筛的分计筛余百分率,%;

    ng——某号筛上筛余量,g;

    g——试样总量,g。

    注:各号筛上筛余量均不得超过200g,否则应将该筛余试样分成两份再筛分。

    各号筛上的累计筛余百分率按式(A2)计算:

                        Ai=Bi+ΣBn………………………(A2)

式中:Ai——某号筛累计筛余百分率;

    Bn——大于该号筛的各分计筛余百分率;

    Σ——相加总和。

    细度模数按式(A3)计算:

                    (A2+A3+A4+A5+A6)-5A1
                Mx=----------------------……………………(A3)
                        100-A1

式中:Mx——评定砂子颗粒级配及粗细程度的细度模数;

    A1、A2、A3、A4、A5、A6——分别为5.00,2.50,1.25,0.630,0.315,0.160mm各号筛上的累计筛余百分率。

    筛分试验采用两个试样进行试验,并以其试验结果的算术平均值作为测定值。若两次试验所得细度模数之差大于0.2,则应重新进行试验。

A2.2.2 含泥量

A2.2.2.1 试样

    采用四分法缩分并烘干(或炒干)至恒重的干砂冷却至室温后称取两份试样各500g。

A2.2.2.2 试验步骤

    砂子含泥量按下列步骤检验:

    a) 将试样置于容器中并注入水(使水面高出试样约200mm)充分搅拌并浸2h后再淘洗试样,使尘屑、淤泥和粘土与砂粒分离,悬浮或溶于水中。

    b) 将浑浊液缓缓倒入1.25及0.08mm的套筛上,滤去小于0.08mm的颗粒。

    c) 再次加水于容器中,重复上述过程,直至水清为止。

    d) 取出试样(包括筛中残留颗料)并烘干至恒重。

A2.2.3 结果计算

    砂的含泥量按式(A4)计算,精确至0.1%:

                                     g0-g1
                                Q=-------------×100……………………(A4)
                                       g0

式中:Q——砂含泥量,%;

    g0——试验前的烘干试样重量,g;

    g1——试验后的烘干试验重量,g。

    注:1.以两个试样试验结果的算术平均值作为定值。若两次结果的差值超过0.5%时,则应重新进行试验。

       2.也可用虹吸管法进行砂子含泥量试验。

A3 石子

A3.1 器具、设备

A3.1.1 石子标准筛,其孔径规格为2.50,5.00,10.0,15.0,20.0,25.0,30.0,40.0mm的圆孔筛。

A3.1.2 托盘天平或台秤,称量应与表A1规定相对应,其感量为试样重量的0.1%。

                                  表A1 石子筛子试验所需试样最少重量
_______________________________________________________________________________

最大粒径,mm                10            15        20(25)        30        40
               
                 
        

        

会飞的海豚

混凝土构件质量检测方法 （续）


A3.2.2 含水率

A3.2.2.1 试样

    试样数量应符合表A2规定,并分成两份备用。

                                  表A2 石子含水率试验所需试样最少重量

_______________________________________________________________________________

石子最大粒径,mm                10    15        20(25)        30        40

试样最少重量,kg                 2     2           2           3         3         
_______________________________________________________________________________

A3.2.2.2 试验步骤

    石子含水率试验按下列步骤进行:

    a) 将试验置于容器内,称出试样和容器共重,并在105±5℃烘箱中烘干或炒干至恒重。

    b) 取出试样,冷却至室温后称出试样与容器共重。

A3.2.2.3 结果计算

    石子含水率按式(A5)计算:

                                g1-g2
                            Z=--------×100 …………………………(A5)
                                g2-g3

式中:Z——石子含水率,%;

    g1——烘干前试样与容器共重,g;

    g2——烘干后试样与容器共重,g;

    g3——容器重量,g。

    注:1.以两次试验结果的算术平均值作为测定值。

       2.砂子含水率试验方法除试样为500g外其余与石子相同。

A3.2.3 含泥量

A3.2.3.1 试样

    试样采用四分法缩分至表A3规定的重量(注意防止细粉丢失)并烘干或炒干至恒重,冷却至室温后分成两份备用。

                                  表A3 石子含泥量试验所需试样量少重量

_______________________________________________________________________________

石子最大粒径,mm            10        15        20(25)        30            40

试样最少重量,kg             2        2           5           10            10  
_______________________________________________________________________________

A3.2.3.2 试验步骤

    同本附录A2.2.2.2.2。

A3.2.3.3 结果计算

    同本附录A2.2.2.3。

    注:以两个试样的试验结果的算术平均值作为测定值。若两次结果差值超过0.2%,则应重新取样试验。

A4 冷拔丝质量

A4.1 器具、设备

A4.1.1 30kN拉力试验机或100kN万能试验机,负荷示值精度±1%。

A4.1.2 钢直尺和游标卡尺,示值精度分别为1mm和0.02mm。

A4.2 抗拉强度和伸长率

A4.2.1 试样

    在外观质量检测合格盘内的任何一端先截去500mm后再取一根长400～500mm的冷拔丝作为试样。

A4.2.2 试验步骤

A4.2.2.1 在试样长度方向的中部取100mm,并刻划成10个等份,作为原始标距长度。

A4.2.2.2 将试样夹在拉力机上、下夹具的中心位置内,并以每秒钟10～30MPa的速度加荷,直至试样被拉断,并读出最大负荷(拉力)。

A4.2.2.3 将拉断后的试件紧密对接并量测标距长度内的距离。

    注:钢筋试样的标距长度为其直径的5倍或10倍。其试验步骤与冷拔丝相同。

A4.2.3 结果计算

A4.2.3.1 抗拉强度按式(A6)计算:

                                        Pt
                                    fyt=---…………………………(A6)
                                        F0

式中:fyt——冷拔丝抗拉强度,MPa;

    P1——试样拉断时的最大拉力,N;

    F0——试样原始横截面积,mm[2]。

A4.2.3.2 伸长率按式(A7)计算:

                                   L1-L0
                                δ=-------×100…………………………(A7)
                                    L0

式中:δ——冷拔丝伸长率,%;

    L0——试样未拉伸前的原始标距长度,mm;

    L1——试样拉断后的标距长度,mm。

    注:1.当试样断口处到邻近的标距端点距离小于或等于1/3L0时,则L1应按GB 228规定采用移位法测定。

       2.试样断口在标距端点上或端点外,则试验结果无效。

A5 试验报告

    试验报告按本标准3.2规定。

附录B(提示的附录)

                            构件结构性能检验记录表

委托单位:        构件名称和型号:        生产日期:             试验日期:
___________________________________________
               
                 
        

        
用小直径芯样检测结构混凝土强度技术


利用钻芯法检测混凝土抗压强度是一种比较直观、可靠和准确的方法。现行国内外标准中都采用Ф100毫米或Ф150毫米的芯样尺寸，在应用中发生损伤主筋、削弱构件承载力、损伤钻头等现象，特别是现今的钢筋混凝土高层建筑，结构配筋率较高，钢筋间距多在100～150毫米，加之钢筋直径以及位置偏差等，常使芯样不符合要求。
　　上海市建设工程质量检测中心研究用小直径芯样检测结构混凝土强度的技术，采用直径75毫米芯样进行对比试验，以确定小直径芯样抗压强度与立方体试件抗压强度之间的相关关系。结果表明，直径75毫米芯样与相应的立方体试件抗压强度之间具有良好的线性相关性，芯样高径比为1.5，相对标准误差较小，可靠度较高。

               
                 
        

        

dcguren

检测混凝土建筑劣化新方法


新华网东京７月６日电（记者何德功）日本东京大学生产技术研究所日前宣布开发出可发现钢筋混凝土建筑劣化的新方法，通过用红外线照射分析光的反射发现盐分等肉眼看不到的导致劣化的物质。

    据《朝日新闻》６日报道，新的方法利用了物质具有吸收特定波长光的性质，分析建筑物照射红外线后反射光的波长，调查建筑物表面具有什么样的物质。导致钢筋混凝土建筑劣化的物质分别吸附一部分红外线。由海和使用融雪剂而产生的盐分，污水和温泉中导致钢筋混凝土建筑劣化的成分，混凝土中和化的结果碳酸钙等在建筑表面附着情况，表层劣化的程度根据反射光不同在电脑显示画面上呈不同颜色。

    混凝土化学成分分析通常采取试样之后，要在实验室分析，由于试样采集于局部，很容易出现疏漏，新的手法不仅可以大面积分析建筑物表面，而且根据建筑年代能够推测内部劣化的状况。

    东京大学生产技术研究所教授鱼本健人说，现在需要修补和加固的建筑越来越多，及时发现问题，尽快采取措施，可以避免发生事故，因此新的检测手法很有现实意义。