1、混凝土性能检测混凝土性能检测祁会军混凝土性能检测混凝土耐久性混凝土耐久性硬化混凝土的性能硬化混凝土的性能新拌混凝土性能新拌混凝土性能混凝土性能混凝土性能项目一 新拌混凝土的性能一、基本概念一、基本概念二、坍落度的影响因素二、坍落度的影响因素三、相关标准及取三、相关标准及取/制样规定制样规定四、检测项目与方法四、检测项目与方法项目一 新拌混凝土的性能一、基本概念一、基本概念互相联系互相联系互相矛盾互相矛盾混凝土拌合物便于施工操作，能够达到结构混凝土拌合物便于施工操作，能够达到结构均匀、成型密实的性能。均匀、成型密实的性能。Workability流动性流动性(fluidity)粘聚性粘聚性(coh
2、erence)保水性保水性(water retentivity)和易性是新拌混凝土和易性是新拌混凝土(fresh concrete)的一个的一个重要性质。重要性质。项目一 新拌混凝土的性能讨论：和易性的调整讨论：和易性的调整流动性流动性粘聚性和保水性粘聚性和保水性(一一)水泥浆水泥浆(Paste)(Paste)(二二)砂率砂率(Sand ratio)(Sand ratio)合理砂率的选用合理砂率的选用(三三)组成材料及性质组成材料及性质(四四)时间和温度时间和温度100%GSSSp流动性砂率坍落度损失坍落度损失Slump loss二、坍落度的影响因素二、坍落度的影响因素1.水泥水泥(Cemen
3、t)2.骨料骨料(Aggregate)3.外加剂外加剂(Admixture)固定用水量法则固定用水量法则项目一 新拌混凝土的性能三、相关标准及取三、相关标准及取/制样规定制样规定GB/T 50080-2002 普砼拌和物性能试验方法普砼拌和物性能试验方法JTG E30-2005 公路工程水泥混凝土试验规程公路工程水泥混凝土试验规程 DL/T 5150-2001 水工混凝土试验规程水工混凝土试验规程GB 50204-2002 砼结构工程施工质量验收规范砼结构工程施工质量验收规范TB 10424-2004 铁路砼与砌体工程施工质量验收标准铁路砼与砌体工程施工质量验收标准 高性能混凝土、客专梁技术条
4、件高性能混凝土、客专梁技术条件GB/T 14902-2003 预拌混凝土预拌混凝土项目一 新拌混凝土的性能(一一)取样的基本规定取样的基本规定l简单随机取样简单随机取样l分层、分步取样分层、分步取样l等时、等距取样等时、等距取样三、取三、取/制样的有关规定制样的有关规定1.取样数量取样数量2.取样频率取样频率3.取样方法取样方法 随机取样随机取样4.其其 它它项目一 新拌混凝土的性能(一一)取样的基本规定取样的基本规定(二二)现场取样现场取样(三三)试验室制样试验室制样三、取三、取/制样的有关规定制样的有关规定l 取样数量取样数量l 取样频率取样频率l 取样方法取样方法l 其其 它它205，5
5、0%水、胶材、外加剂为水、胶材、外加剂为0.5%，集料，集料1%。润湿润湿人工：砂水泥人工：砂水泥石子石子水水机械：石子机械：石子水泥水泥砂砂水水人工翻拌人工翻拌(2次次)l环境条件：环境条件：l称量精度：称量精度：l拌和方法：拌和方法：项目一 新拌混凝土的性能(任务一任务一)坍落度坍落度(Slump)四、检测项目与方法四、检测项目与方法 适用条件适用条件 所有用具在使用前应打湿；所有用具在使用前应打湿；装料方法；装料方法；操作时间：操作时间：5-10s；2.5min；测量精度：测量精度：其它：其它：精确至精确至1mm（修约至（修约至5mm）差值在差值在20mm以上补做一次，以上补做一次，再差
6、再差20mm应重做；应重做；l同时评定棍度同时评定棍度(插捣难易插捣难易)、粘聚性、保水性等。、粘聚性、保水性等。l大流动性混凝土大流动性混凝土(220mm以上以上)：扩展度：扩展度(50mm)。项目一 新拌混凝土的性能(任务二任务二)表观密度表观密度/毛体积密度毛体积密度四、检测项目与方法四、检测项目与方法 一般用一般用5L容量筒，容量筒，不宜用混凝土试模。不宜用混凝土试模。容量筒内径应不小于容量筒内径应不小于4Dm 装料方法装料方法 称量及计算精度：称量及计算精度：50g、0.01 两次试样不得重复使用，平行差在两次试样不得重复使用，平行差在0.02之内。之内。项目一 新拌混凝土的性能(任
7、务三任务三)含气量含气量四、检测方法四、检测方法1.原理与设备原理与设备2.仪器校定仪器校定3.操作步骤及要求操作步骤及要求校正容器体积校正容器体积标定含气量与压力表读数关系标定含气量与压力表读数关系(0、8%)。混凝土含气量混凝土含气量Ao;P1、P2相对误差不应超过相对误差不应超过0.2%，取平均值。，取平均值。否则增加一次读数，取两个满足要求者否则增加一次读数，取两个满足要求者 测定骨料含气量测定骨料含气量Ag 结果计算结果计算 AA0Ag 精确至精确至0.1%项目一 新拌混凝土的性能(任务四任务四)泌水率泌水率四、检测方法四、检测方法%)1(100)()/01.0(2GwGWVBmmm
8、lAVBa1.常压泌水率常压泌水率A 装料及振实：振动台、人工均可，距口装料及振实：振动台、人工均可，距口303mm；B 静置：静置：202，加盖，加盖C 吸取泌水：吸取泌水：1h内内10min，1h后后30min 称量精度称量精度50g，1ml D 结果计算结果计算(泌水量泌水量Ba，泌水率，泌水率B)取三个试样平均值取三个试样平均值(1个超过个超过15%取中间值取中间值,2个无效个无效)项目一 新拌混凝土的性能(任务四任务四)泌水率泌水率四、检测方法四、检测方法%)1(14010VVBV2.压力泌水压力泌水A 装料及振实：两层，装料及振实：两层，202次；次；B 加压：加压：3.2MPaC
9、 称取泌水：称取泌水：10s、140s，1ml D 结果计算结果计算 取三个试样平均值取三个试样平均值(1个超过个超过15%取中间值取中间值,2个无效个无效)项目一 新拌混凝土的性能(任务五任务五)凝结时间凝结时间四、检测方法四、检测方法贯入阻力贯入阻力时间时间3.5MPa 初凝初凝28MPa 终凝终凝1.仪器设备仪器设备2.操作步骤操作步骤0.2-3.5:100mm2；3.5-20:50mm2；20-28:20mm23.结果计算结果计算 湿筛砂浆湿筛砂浆(5mm)养护条件：养护条件：测定贯入阻力测定贯入阻力(至少至少6次次)10s贯入贯入25mml作图或回归分析确定凝结时间作图或回归分析确定
10、凝结时间;l三个试样平均值三个试样平均值(极限误差极限误差10%);l修约至修约至5min项目二 硬化混凝土的性能一、几个基本概念一、几个基本概念二、影响强度的主要因素二、影响强度的主要因素三、常规检测方法三、常规检测方法五、混凝土强度的评定五、混凝土强度的评定四、快速及无损检测方法四、快速及无损检测方法项目二 硬化混凝土的性能l 立方体抗压强度立方体抗压强度fcu 按照标准方法制作的边长按照标准方法制作的边长150mm150mm的立方体试件，在的立方体试件，在标准条件下养护标准条件下养护2828天测天测得的抗压强度。得的抗压强度。l制作方法制作方法l尺寸：尺寸：150150150mml养护（
11、养护（201Rh95%）l规定龄期（规定龄期（28d）l强度测试（破型）强度测试（破型）一、几个基本概念一、几个基本概念项目二 硬化混凝土的性能l立方体抗压强度立方体抗压强度 fcul立方体抗压强度平均值立方体抗压强度平均值 mfcul立方体抗压强度标准值立方体抗压强度标准值 fcu,kl强度等级强度等级(Grade)C7.5、C10、C60、C80一、几个基本概念一、几个基本概念强度强度总体分布总体分布中的一中的一个值，不低于该值的个值，不低于该值的概率为概率为95%；或称之；或称之为具有为具有95%的保证率的保证率l立方体抗压强度立方体抗压强度 fcul立方体抗压强度平均值立方体抗压强度平
12、均值 mfcul立方体抗压强度标准值立方体抗压强度标准值 fcu,kl强度等级强度等级(Grade)项目二 硬化混凝土的性能一、几个基本概念一、几个基本概念l轴心抗压强度轴心抗压强度l抗拉强度抗拉强度l抗折强度抗折强度二、影响强度的主要因素(一一)水泥标号和水灰比水泥标号和水灰比BA28WCffce水灰比定则水灰比定则（Abrams law）W/CBAf 鲍罗米公式鲍罗米公式（Bolomey formula）二、影响强度的主要因素(一一)水泥标号和水灰比水泥标号和水灰比l表面构造表面构造l几何特征几何特征l有害杂质有害杂质l骨料的强度骨料的强度(二二)骨料的性质骨料的性质(二二)骨料的性质骨料
13、的性质(一一)水泥和水灰比水泥和水灰比二、影响强度的主要因素l温度温度l湿度湿度14d28d抗压强度龄期28lglg28nffn(三三)龄龄 期期(四四)养护养护条件条件二、影响强度的主要因素1.尺寸效应尺寸效应(五五)测试条件的影响测试条件的影响2.环箍效应环箍效应3.加荷速度加荷速度二、影响强度的主要因素BA28WCffcel原材料选择原材料选择l低水灰比低水灰比(干硬性干硬性)l湿热处理：蒸养湿热处理：蒸养 蒸压蒸压l强力搅拌和振捣强力搅拌和振捣l外加剂、掺和料外加剂、掺和料提高混凝土强度的措施提高混凝土强度的措施项目二 硬化混凝土的性能三、常规检测方法三、常规检测方法GB/T 5008
14、1-2002 普通混凝土力学性能试验方法普通混凝土力学性能试验方法GB 502042002 混凝土结构工程施工质量验收规范混凝土结构工程施工质量验收规范TB 104242004 铁路砼与砌体工程施工质量验收标准铁路砼与砌体工程施工质量验收标准TB 104262004 铁路工程结构混凝土强度检验规程铁路工程结构混凝土强度检验规程铁建设铁建设2005160 铁路砼工程施工质量验收补充标准铁路砼工程施工质量验收补充标准JTG E30-2005 公路工程水泥混凝土试验规程公路工程水泥混凝土试验规程项目二 硬化混凝土的性能(一一)试件制备试件制备三、常规检测方法三、常规检测方法1.取样取样2.制样制样3
15、.养护养护l 标准养护标准养护l 同条件养护同条件养护 l 15min内内l 试模要求试模要求l 成型方式成型方式 不平整度：不平整度：0.05/100mm 不垂直度：不垂直度：0.5 SL70mm SL70mm 特殊工艺采用特定成型方式特殊工艺采用特定成型方式 SL25mm：振捣棒：振捣棒(20s)项目二 硬化混凝土的性能(二二)试验项目与方法试验项目与方法三、常规检测方法三、常规检测方法1.立方体抗压强度立方体抗压强度 试件试件(模模)尺寸：尺寸：3Dm 成型方法：成型方法：拆模和养护：拆模和养护：外观检查外观检查(擦干并保湿擦干并保湿)；试验设备：精度、量程试验设备：精度、量程 加荷速度
16、：加荷速度：强度计算：强度计算：15%;0.1MPa;尺寸修正尺寸修正l表面蜂窝缺陷表面蜂窝缺陷l承压面不平度承压面不平度l试件形状与尺寸试件形状与尺寸 Dm 试件尺寸试件尺寸31.5mm 100mm 40mm 150mm 63mm 200mm全级配全级配？项目二 硬化混凝土的性能(二二)试验项目与方法试验项目与方法三、常规检测方法三、常规检测方法2.抗折强度抗折强度 试件尺寸：试件尺寸：外观检查：外观检查：放样：三分点加荷放样：三分点加荷 加荷速度：加荷速度：观察破裂面位置观察破裂面位置 尺寸修正：尺寸修正：0.85l150150600/500mm(Dm=40)l100100400mm(Dm
17、=31.5)l不允许跨中不允许跨中1/3有蜂窝有蜂窝(52mm以上以上)；lC30以下：以下：0.020.05lC30(含含)以上：以上：0.050.08lC60以上：以上：0.080.10l断面位于跨中断面位于跨中1/3结果无效，结果无效，l取两个计算，但差值不得超过最小者取两个计算，但差值不得超过最小者15%项目二 硬化混凝土的性能(二二)试验项目与方法试验项目与方法三、常规检测方法三、常规检测方法3.劈裂抗拉强度劈裂抗拉强度 试件尺寸：试件尺寸：加荷速度：加荷速度：结果处理同抗压，至结果处理同抗压，至0.01。非标试件换算系数：非标试件换算系数：0.85l150150(Dm=40)l10
18、0100(Dm=31.5)同抗折：同抗折：lC30以下：以下：0.020.05lC30(含含)以上：以上：0.050.08lC60以上：以上：0.080.10项目二 硬化混凝土的性能四、快速及无损检测方法四、快速及无损检测方法l水灰比分析水灰比分析l早期强度推算早期强度推算l加速养护法加速养护法l同条件养护法同条件养护法l成熟度法成熟度法l无破损法无破损法回弹法回弹法超声回弹综合法超声回弹综合法钻芯法钻芯法拔出法拔出法项目二 硬化混凝土的性能(一一)一般规定一般规定五、混凝土强度的评定五、混凝土强度的评定1.混凝土强度应分批验收混凝土强度应分批验收2.验收判据验收判据l等级、龄期相同，配合比和
19、生产工艺条件基本相同。等级、龄期相同，配合比和生产工艺条件基本相同。l现浇混凝土应按单位工程的验收项目划分验收批。现浇混凝土应按单位工程的验收项目划分验收批。3.验收方法验收方法lmfculfcu,minl统计方法统计方法l非统计方法非统计方法项目二 硬化混凝土的性能(一一)一般规定一般规定(二二)统计方法统计方法五、混凝土强度的评定五、混凝土强度的评定ifcum,59.001.标准差已知标准差已知l国标：国标：GB 50107GB 50107连续连续3 3组为一个验收批组为一个验收批上以下C20以0.90fcu,kfcu,minC20及0.85fcu,kfcu,min0.7fcu,kfcu,
20、min0.7fcu,kmfcu000.85fcu,kfcu,minfcu,kfcu,min0.fcu,kmfcu0085.08l铁标：铁标：TB 10425TB 10425连续连续4 4组试件为一个验收批组试件为一个验收批标准差的取用标准差的取用 前不少于前不少于1515批批/12/12批批项目二 硬化混凝土的性能(一一)一般规定一般规定(二二)统计方法统计方法五、混凝土强度的评定五、混凝土强度的评定2.标准差未知标准差未知l国标：国标：GB 50107GB 50107不少于不少于1010组为一个验收批组为一个验收批fcu,kfcu,minS0.9fcu,kmfcu2fcu1BAfcu,kfc
21、u,min0.95Sfcu,kmfcufcul铁标：铁标：TB 10425TB 10425取连续取连续5 5组或组或5 5组以上组以上标准差的估计标准差的估计 n 1014 1524 25 1 1.70 1.65 1.60 2 0.90 0.85 0.85n-1mffS2cucu,ifcu项目二 硬化混凝土的性能(一一)一般规定一般规定(二二)统计方法统计方法(三三)非统计方法非统计方法五、混凝土强度的评定五、混凝土强度的评定l国标：国标：GB 50107，不少于，不少于3组组 mfcu1.15 fcu,k fcu,min0.95 fcu,kl铁标铁标(小样本法小样本法):由由24组试件组成一
22、个验收批组试件组成一个验收批 mfcufcu,kC fcu,minfcu,kD项目三 混凝土的耐久性一、基本概念一、基本概念二、影响耐久性的主要因素二、影响耐久性的主要因素三、耐久性的检测方法三、耐久性的检测方法项目三 混凝土的耐久性一、基本概念一、基本概念l 抵抗环境介质作用，长期保持良好的使用性能和外观抵抗环境介质作用，长期保持良好的使用性能和外观 完整性，从而维持混凝土结构安全、正常使用的能力；完整性，从而维持混凝土结构安全、正常使用的能力；l 材料或结构在使用过程中抵抗劣化的能力材料或结构在使用过程中抵抗劣化的能力l 包括护筋性、抗冻性、抗侵蚀性、包括护筋性、抗冻性、抗侵蚀性、AARA
23、AR等等l内部因素：材料的组成、结构、性质；内部因素：材料的组成、结构、性质；l外部因素：化学作用、物理作用、机械作用、生物作用外部因素：化学作用、物理作用、机械作用、生物作用1.耐久性的概念及内涵耐久性的概念及内涵2.主要影响因素主要影响因素3.重要意义重要意义(1)(1)概念：混凝土抵抗压力水渗透的能力概念：混凝土抵抗压力水渗透的能力(2)(2)影响因素：孔隙及其特征影响因素：孔隙及其特征项目三 混凝土的耐久性1.1.渗透性渗透性2.2.冻冻 融融3.3.碳碳 化化4.4.化学侵蚀化学侵蚀5.AAR5.AAR二、劣化机理二、劣化机理项目三 混凝土的耐久性1)1)概念：混凝土在冻融循环作用下
24、保持概念：混凝土在冻融循环作用下保持 其强度及外观完整性的能力其强度及外观完整性的能力2)2)影响因素：孔隙、饱水情况、强度影响因素：孔隙、饱水情况、强度 3)3)提高抗冻性和抗渗性的措施提高抗冻性和抗渗性的措施l降低孔隙率降低孔隙率(W/C)(W/C)l改善孔结构：引气剂改善孔结构：引气剂l提高混凝土强度提高混凝土强度1.1.渗透性渗透性2.2.冻冻 融融3.3.碳碳 化化4.4.化学侵蚀化学侵蚀5.AAR5.AAR二、劣化机理二、劣化机理项目三 混凝土的耐久性1)1)混凝土在混凝土在COCO2 2作用下的中性化过程作用下的中性化过程 Ca(OH)Ca(OH)2 2+CO+CO2 2+H+H
25、2 2OCaCOOCaCO3 3 其主要危害是钢筋锈蚀其主要危害是钢筋锈蚀2)2)主要影响因素主要影响因素l水泥品种与混合材掺量水泥品种与混合材掺量l混凝土的密实度混凝土的密实度lCOCO2 2浓度浓度l温湿度温湿度3)3)防止碳化不利影响的措施：保护层防止碳化不利影响的措施：保护层1.1.渗透性渗透性2.2.冻冻 融融3.3.碳碳 化化4.4.化学侵蚀化学侵蚀5.AAR5.AAR二、劣化机理二、劣化机理项目三 混凝土的耐久性1.1.渗透性渗透性2.2.冻冻 融融3.3.碳碳 化化4.4.化学侵蚀化学侵蚀5.AAR5.AAR二、劣化机理二、劣化机理1)软水腐蚀软水腐蚀2)酸的腐蚀酸的腐蚀3)硫
26、酸盐侵蚀硫酸盐侵蚀4)结晶侵蚀结晶侵蚀OHCaHOHCa22222)(OHCaCOOHCOOHCa232222)(23322)(HCOCaCaCOOHCO23242234224123213332()CaO Al OH OCaSOH OCaO Al OCaSOH OCa OH项目三 混凝土的耐久性1)AAR机理机理2)AAR发生必须具备的三个条件发生必须具备的三个条件l骨料具有碱活性骨料具有碱活性l可溶性碱（可溶性碱（Na2O+0.658K2O）l水水3)防止防止AAR的措施的措施l非碱活性骨料非碱活性骨料l可溶性碱：水泥、外加剂可溶性碱：水泥、外加剂l密实、防护密实、防护l预防预防AAR的外加
27、剂及掺合料的外加剂及掺合料OHnSiOOROHSiOOR2222221.1.渗透性渗透性2.2.冻冻 融融3.3.碳碳 化化4.4.化学侵蚀化学侵蚀5.AAR5.AAR二、劣化机理二、劣化机理项目三 混凝土的耐久性三、检测项目及方法三、检测项目及方法GB 50082-2008 普通砼长期性能和耐久性能试验方法普通砼长期性能和耐久性能试验方法TB 10424-2004 铁路砼与砌体工程施工质量验收标准铁路砼与砌体工程施工质量验收标准 客专高性能砼暂行技术条件客专高性能砼暂行技术条件(2005.7)铁建设铁建设2005160 铁路砼工程施工质量验收补充标准铁路砼工程施工质量验收补充标准铁科技铁科技
28、2004120 客专梁暂行技术条件客专梁暂行技术条件三、检测项目及方法三、检测项目及方法n任务一.抗渗性(1)试件制作试件制作(2)试件密封试件密封(3)加压制度加压制度(4)等级评定等级评定圆台型（圆台型（175185150）拆模后用钢丝刷刷去端面水泥浆膜；拆模后用钢丝刷刷去端面水泥浆膜；试验前试验前1d取出试件晾干，刷毛密封；取出试件晾干，刷毛密封；从从0.1MPa开始，开始，以后每隔以后每隔8h增加水压增加水压0.1MPa；六个试件中有三个渗水即可停止试验。六个试件中有三个渗水即可停止试验。PH0.16个试件中个试件中4个不渗水所能抵抗的最大水压个不渗水所能抵抗的最大水压三、检测项目及方
29、法三、检测项目及方法n 电通量60V 6h 0.3M NaOH、3%NaCl养护养护(钻芯钻芯)侧封侧封真空真空(133Pa3h)注水浸泡注水浸泡1h常压饱水常压饱水18h读数：读数：5min/10min/30min积分（时间：积分（时间：s）(1)原理及设备原理及设备(2)试验步骤试验步骤(3)电通量计算电通量计算(4)结果处理结果处理有有1个超差个超差15剔除，剔除，2个超出无效个超出无效三、检测项目及方法三、检测项目及方法n任务二.抗冻性300NPKn(1)原理及设备原理及设备(2)试验步骤试验步骤(3)等级评定等级评定l快速冻融机、快速冻融机、l动弹模测定仪、动弹模测定仪、l台秤台秤(
30、10kg、感量、感量5g)A 试件浸水：前试件浸水：前4d取出冻融试件，浸水饱和取出冻融试件，浸水饱和4d；B 冻前检测：编号称重、测基频；冻前检测：编号称重、测基频；C 冻融要求：温度、时间冻融要求：温度、时间D 冻后检测：重量损失；动弹模损失率冻后检测：重量损失；动弹模损失率 均以均以3个试件的平均值计算个试件的平均值计算 l抗冻等级：抗冻等级：5%；60%l相对耐久性系数相对耐久性系数Kn：三、检测项目及方法三、检测项目及方法任务三 混凝土氯离子含量测定n 1、铬酸钾法 n在中性至弱碱性范围内（PH6.510.5）以铬酸钾为指示剂，用硝酸银作标准溶液滴定氯化物，由于氯化银的溶解度小于铬酸
31、银的溶解度，Cl-首先被完全沉淀出来，为白色。然后铬酸盐以铬酸银的形式被沉淀，产生砖红色沉淀，表明银离子已稍过量，指示达到终点。缺点是人为误差大。n n2、电位滴定法 n电位滴定法是通过测量滴定过程中电池电动势的变化来确定滴定终点的滴定方法。n电位滴定法靠电极电位的突跃来指示滴定终点，在滴定到达终点前后，滴液中的待测离子浓度往往连续变化n个数量级，引起电位的突跃，被测成分的含量通过消耗AgNO3量来计算。n具体方法是将一个银电极（作为指示电极）与另一个电位恒定的电极饱和甘汞电极（作为参比电极），同时插入被测样品溶液中组成工作电池，用电位计或酸度计测定两极在溶液中组成的原电池电动势，银离子与Cl-反应生成溶解度很小的氯化银白色沉淀。在等当点前滴入硝酸银生成氯化银沉淀，两电极间电势变化缓慢，等当点时Cl-全部生成氯化银沉淀，这时滴入少量硝酸银即引起电势急剧变化，指示出滴定终点，则停止滴定。在滴定过程中记录每次的电动势E和每次的AgNO3消耗体积V，并列表，用二次微商法和插入法计算出滴定终点时所消耗的AgNO3总体积。
