4 混凝土力学性能检测
4.1 一般规定
4.1.1 混凝土力学性能现场检测可分成混凝土抗压强度、抗拉强度、抗折强度、静力受压弹性模量和表面硬度等检测项目。
混凝土力学性能
抗压强度 抗拉强度 抗折强度 静力受压 表面硬度
混凝土结构设计是以混凝土抗压强度(混凝土强度等级)为依据,其他的力学性能指标如抗拉强度、抗折强度、静力受压弹性模量等是根据混凝土抗压强度按照一定的换算关系得到的。结构性能评定过程中特别是对火灾后结构混凝土的性能评定有时需要这些参数的实测值。混凝土抗拉强度、静力受压弹性模量和表面硬度为新增检测项目,增加表面硬度的检测主要是为了方便评估环境作用对结构混凝土性能的影响程度。
4.1.2 混凝土力学性能的测区或取样位置应布置在构件无缺陷、无损伤且具有代表性的部位;当发现构件存在缺陷、损伤或性能劣化现象时,应在检测报告中予以描述。对于工程质量检测来说,当构件存在较大区域的质量缺陷时不符合验收规范的验收规定,对于这些缺陷均应按验收规范的规定进行处理。
混凝土强度非破损检测方法的测强曲线都是基于表面无损伤和无缺陷的试件建
立的,当用于表面有缺陷和损伤部位测试时,测试结果会有系统的测试不确定性或偏差。
4.1.3 当委托方有特定要求时,可对缺陷、混凝土性能劣化或损伤部位混凝土的力学性能进行专项检测。近年来,确定缺陷或损伤等部位混凝土力学性能要求逐渐增多,特别是确定性能劣化与损伤部位混凝土的力学性能是结构性能评定做出处理决策的重要依据,增加性能劣化部位混凝土力学性能的测试很有必要。
为了适应现场检测的需要,本标准提供了一些缺陷、损伤及性能劣化区混凝土力学性能的测试方法。
4.2 混凝土抗压强度检测
4.2.1 混凝土抗压强度的现场检测应提供结构混凝土在检测龄期相当于150mm立方体抗压强度特征值的推定值fcu,e。 ? 混凝土强度等级C:
? 混凝土立方体抗压强度标准值fcu,k:
1) 标准试件、标准状态 2) 具有95%保证率
? 混凝土轴心抗压强度标准值fc,k: fc,k=0.88a1a2fcu,k ? 混凝土设计强度fc: ? 混凝土推定强度fcu,e:
混凝土强度等级C 混凝土立方体抗压强度标准值fcu,k 20 20 25 25 30 30 35 35 40 40 棱柱体折减系数a1 脆性系数a2 0.76 0.76 0.76 1.00 1.00 1.00 0.76 1.00 0.88 23.4 1.4 16.7 0.76 1.00 0.88 26.8 1.4 19.1 尺寸、加载方式、养护条件折减系数 0.88 0.88 0.88 混凝土轴心抗压强度标准值fc,k 混凝土材料分项系数 混凝土设计强度fc: 混凝土推定强度fcu,e: 13.4 16.7 20.1 1.4 9.6 1.4 1.4 11.9 14.3 1) fcu,e是根据样本参数对总体中具有95%保证率的特征值的推定值。结构混凝土一般不具备标准养护的条件,检测时的龄期又不能正好是28d,现场抽样检测只能提供检测龄期结构混凝土相当于150mm立方体试件抗压强度具有95%的特征值的推定值。现场检测提供结构混凝土在标养条件下28d的立方体抗压强度的标准值fcu,k没有实际的意义,而且会有较大的争议。
2) 芯样强度不应除以小于1的系数,检测时的芯样强度未必一定小于标养试块强度。
3) 工程质量检测提供的fcu,e,评定时可将fcu,e与fcu,k进行比较,判定混凝土主要力学性能指标是否满足设计的要求。结构性能评定时,评定机构可依据fcu,e确定构件性能评定时混凝土材料强度参数的取值。
<混凝土强度检验评定标准>(GBJ107)关于强度的评定: 已知标准差:应由连续三组试件组成一个验收批:
mf?fcu,k?0.7?0
cu质量要求:fcu,k???1.645?0 验收界限:mf?fcu,k?0.7?0
cu抽样数量:n?3
计算过程:混凝土总体强度服从N(μ,σ2)分布,根据概率统计规律,强度均值服从N(?,?2/n),
m??构造统计量:x??/n,则x 服从N(0,1)标准正态分布。
m????1.645?0/3
m??1.645?0/3?fcu,k?1.645?0?fcu,k?(1?1/3)*1.645?0 未知标准差: 应由不少于10组试件组成一个验收批:
mf?0.9fcu,k??1Sfcu
cu
4.2.2混凝土抗压强度的检测可采用间接法中的回弹法、超声-回弹综合法或后装拔出法,也可采用直接测定抗压强度的钻芯法。
混凝土抗压强度的检测操作应遵守相应技术规程的规定。
回弹法、超声-回弹综合法、后装拔出法和钻芯法检测混凝土抗压强度已有相应的检测技术规程,遵守相关技术规程的操作规定是减少检测操作不确定度(操作偏差)的有效措施。
后装拔出法是依据混凝土受拉破坏的拉拔力换算混凝土抗压强度的检测方法,也是混凝土抗压强度的间接测试方法。
采用单一的钻芯法对构件损伤大,检测数据离散性较大,检测费用高,在特定情况下可以使用。
混凝土力学性能检测方法 间接法 直接法 回弹法 超声回弹后装拔出剪压法 钻芯法
4.2.3 当采用间接方法检测混凝土抗压强度时,宜采取钻芯法或同条件养护试件进行修正,也可采取钻芯法进行验证。
混凝土强度现场检测结果的不确定性(偏差)有三个因素:
1) 2) 3)
检测操作的不确定性
检测方法的不确定性(系统偏差) 样本不完备性造成的不确定性。
本条提出的直接方法修正是减小系统不确定性的有效措施。
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