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早期推定混凝土强度技术规程
UPDATE:2016-6-16 来源:路达伟业
早期推定混凝土强度技术规程

中华人民共和国行业标准

早期推定混凝土强度技术规程

Specification for early estimating compressive strength

of concrete specimens

JGJ/T 15—2006

主编单位:中国建筑科学研究院

  批准部门:中华人民共和国建设部

施行日期:2 0 0 6年10月01日

1  

 

1.0.1 为早期推定标准养护28d(或其他龄期)的混凝土强度,确保混凝土工程质量且达到经济合理,制定本规程。

1.0.2 本规程推定的混凝土强度适用于混凝土生产和施工中的质量控制以及混凝土配合比的设计和调整。

1.0.3 本规程包括沸水法、80℃热水法、55℃温水法、砂浆促凝压蒸法、早龄期法以及扭矩快测法等方法。

1.0.4早期推定标准养护28d(或其他龄期)的混凝土强度时,除应符合本规程外,尚应符合国家现行的有关标准的规定。

2 术语、符号

2.1 术语

2.1.1  沸水法 boiling water method

    混凝土试件成型、静置后,浸入沸水中养护,测得加速养护混凝土试件强度,以此推定标准养护28d(或其他龄期)混凝土强度的方法。

2.1.2  80℃热水法  80℃ heated water method

    混凝土试件成型、静置后,浸入80℃热水中养护,测得加速养护混凝土试件强度,以此推定标准养护28d(或其他龄期)混凝土强度的方法。

2.1.3  55℃温水法 55℃ warm water method

   混凝土试件成型、静置后,浸入55℃温水中养护,测得加速养护混凝土试件强度,以此推定标准养护28d(或其他龄期)混凝土强度的方法。

2.1.4  早龄期法 early ages method

    以早龄期标准养护混凝土强度推定标准养护28d(或其他龄期)混凝土强度的方法。

2.1.5  砂浆促凝压蒸法 accelerated setting ,hige temperature and pressure of mortar method

    筛取混凝土拌合物中的砂浆,加入促凝剂,成型试件,然后置于高温高压中养护,测得加速养护砂浆试件强度,以此推定标准养护28d(或其他龄期)混凝土强度的方法。

2.1.6  扭矩快测法 torque method

    通过快速测定混凝土拌合物的工作性能所反映的扭矩值,以及已知的混凝土配合比参数来推定标准养护28d混凝土强度的方法。

2.1.7  标准养护混凝土强度  compresssive strength of concrete specimen for standard curing

    采用标准养护方法测得的混凝土试件的抗压强度。

2.1.8 加速养护混凝土试件强度 compresssive strength of concrete specimen for accelerating curing

    采用加速养护方法测得的混凝土试件的抗压强度。

2.1.9加速养护砂浆试件强度compresssive strength of mortar specimen for accelerating curing

    采用促凝压蒸法测得的砂浆试件的抗压强度。

2.1.10加速试验周期 accelerated testing period

从加水拌和、取样、成型、加速养护至冷却的时间总和。

2.2 符号

 — 标准养护28d(或其他龄期)混凝土试件强度的推定值;

— 组加速养护的混凝土试件强度值;

    — 加速养护的混凝土试件强度值;

— 组标准养护28d(或其他龄期)的混凝土试件强度值;

— 组标准养护28d(或其他龄期)的混凝土试件强度的平均值;

— 组加速养护的混凝土试件强度的平均值;

— 与混凝土配合比参数对应的系数;

— 混凝土拌合物扭矩值;

—早期推定混凝土强度标准差的质量控制目标值;

—混凝土标准养护28d强度标准差质量控制目标值;

—早期推定混凝土强度误差的标准差;

 —回归方程的相关系数;

—回归方程的剩余标准差;

S —换算关系式的标准差;

—试件组数。

混凝土加速养护法

3.1基本规定

3.1.1  混凝土试件加速养护前,加速养护箱内水温应达到规定要求,且箱内各处水温相差不应大于2℃。

3.1.2  加速养护箱内的水温应于浸放试件后15min内恢复到规定温度。

3.1.3  在加速养护期间内,应连续或定时测定并记录养护水的温度。

3.1.4  对于具有自动控制温度装置的加速养护箱,还应用独立于温度自动控制系统之外的温度计或其他测温装置校核水的温度。

 

3.2加速养护设备

3.2.1  加速养护箱的形状、尺寸应根据试件的尺寸、数量及在箱内放置形式而定。试件与箱壁之间及各个试件之间至少应留有50mm的空隙,试件底面距热源应不小于100mm。在整个养护期间,箱内水面应保持在试件顶面50mm以上(图3.2.1)。


(a)加速养护箱正面                              (b)加速养护箱侧面

                                       图 3.2.1 加速养护箱示意图

1—由双层金属板中填保温材料组成的养护箱;  2—连接温度自动控制系统的热电阻或接点温度计;

3—温度计;  4—放置试件的支架; 5—加热元件; 6—试件;  a≥50mm; b≥100mm

 

3.2.2 试验所用试模应符合《混凝土试模》(JG3019)的规定。带模加速养护时,试模应具有密封装置,以保证不漏失砂浆水分而影响混凝土的组成。试验时可用特制的密封试模,也可在普通试模上覆盖橡皮垫,加盖钢板,用夹具夹紧,使试模密封(图3.2.2)。


图 3.2.2 试模密封装置示意图

1—钢板; 2—橡皮垫; 3—拉杆; 4—试模

                                    3.3加速养护制度

 

3.3.1 沸水法

1试件成型、抹面后,随即以橡皮垫或塑料布覆盖表面,在室温20±5℃下静置。从加水拌和、取样,至成型、静置及脱模共24h±15min。

2 将脱模试件浸入加速养护箱沸水中。整个养护期间,箱中水应保持沸腾。

3 试件在沸水中养护4h±5min。取出试件,在室温20±5℃下静置1h±10min,使其冷却。然后,按《普通混凝土力学性能试验方法标准》(GB/T50081)的规定进行抗压试验,测得其加速养护强度。

4 加速试验周期为29h±15min。

    注:为防止沸水箱中水分过多蒸发,在装有温度控制装置时,可将水温控制在沸点下1~2℃。

3.3.2  80℃热水法

1试件成型、抹面后,随即密封试模。从加水拌和、取样,至成型、静置结束共1h±10min。将带有试模的试件浸入养护箱80±2℃热水中。整个养护期间,箱中水温应保持80±2℃。

2 试件在80±2℃热水中养护5h±5min,取出带模试件,脱模,在室温20±5℃下静置1h±10min,使其冷却。然后,按《普通混凝土力学性能试验方法标准》(GB/T50081)的规定进行抗压试验,测得其加速养护强度。

3 加速试验周期为7h±15min。

3.3.3  55℃温水法

1试件成型、抹面后,随即密封试模。从加水拌和、取样,至成型、静置结束共1h±10min。将带有试模的试件浸入养护箱55±2℃温水中。整个养护期间,箱中水温应保持55±2℃。

2 试件在55±2℃温水中养护23h±15min,取出带模试件,脱模,在室温20±5℃下静置1h±10min,使其冷却。然后,按《普通混凝土力学性能试验方法标准》(GB/T50081)的规定进行抗压试验,测得其加速养护强度。    

3 加速试验周期为25h±15min。

砂浆促凝压蒸法

4.1  压蒸设备

4.1.1 专用压蒸仪采用 240mm的压蒸锅,装有压力表,其量程为0~160 kPa,压蒸锅构造见图4.1.1所示。

4.1.2 热源应保证带模试件放入装有沸水的压蒸锅并加盖安全阀后,在15±1min内使锅内压力达到并稳定在90±10 kPa。

4.1.3 专用试模的尺寸为40mm×40mm×50mm。试模由可装卸的三联钢模和160mm×80mm×8mm的钢盖板组成,钢模应符合《水泥胶砂试模》(JC/T726)的要求,其构造见图4.1.3所示。

     

图4.1.1  专用压蒸仪构造                图4.1.3  试模构造

注:1—锅体;2—小手柄;3—蒸屉;4—压力表                注: A=50mm;B=C=40mm

5—密封圈;  6—限压阀;7—易熔塞;8—锅盖;9—大手柄

4.1.4  筛子孔径为 5mm,并配备相应尺寸的料盘。

4.1.5  台秤称量5kg,感量5g;天平称量100g,感量0.1g。

 

4.2  专用促凝剂

4.2.1 专用促凝剂CS或CAS采用分析纯或化学纯化学试剂,按表4.2.1的比例配制。将所用的化学试剂分别研细,按比例拌匀后装入塑料袋密封,置于阴凉干燥处存放,使用期限不超过7d。

4.2.1 促凝剂配方(质量比例)

名称

无水碳酸钠

(%)

无水硫酸钠

(%)

铝酸钠

(%)

CS

75

25

CAS

60

25

15

4.2.2对大流动性或掺用矿物掺合料及缓凝型外加剂的混凝土,宜采用CAS促凝剂;对低流动性混凝土或低水胶比的高强混凝土宜采用CS促凝剂。

4.2.3 对流动性混凝土,专用促凝剂每次用量宜为6g;对塑性混凝土,每次用量宜为4g。对水胶比小于0.4或高强度等级混凝土,每次用量宜减少,具体用量由试验确定。

 

4.3  促凝压蒸试验方

4.3.1  将试模擦净,四周缝隙处涂抹少许黄油,紧密装配,内壁均匀刷一薄层机油。压蒸锅内加水至离蒸屉约20mm高度,将水烧沸并检查压蒸锅是否漏气。

4.3.2  每成型一组标准养护28d混凝土试件的同时,留取代表性的新拌混凝土试样不宜少于3kg。

4.3.3  将湿布擦过的筛子与料盘置于混凝土振动台上,将新拌混凝土试样一次性均匀摊放于筛子中,开动振动台,用小铲翻拌筛内混凝土试样,当粗集料表面不沾砂浆并基本不见砂浆落入料盘时停止振动。

4.3.4  筛分完毕后,立即将料盘中的砂浆试样拌匀,并称取600g砂浆放入湿布擦过的水泥净浆搅拌锅中,均匀撒入已称好的促凝剂,快速搅拌30s。

4.3.5  从搅拌锅中取出砂浆,一次加入置于混凝土振动台上的专用试模中,振实砂浆,振动成型时间可参考表4.3.5。振动完毕立即用小刀将高出试模的砂浆刮去,抹平,盖上刷过机油的钢盖板。

从掺入促凝剂至盖上钢盖板为止宜在3min内完成。

表4.3.5 振动成型时间参考表

混凝土

塑性混凝土

流动性混凝土

振动成型时间(s)

30~50

20~40

4.3.6  将盖有钢盖板的带模试件立即放入水已烧沸的压蒸锅内养护,压蒸时间从加盖、压阀后起计,宜为1h。根据不同的水泥品种、外加剂及矿物掺合料掺量,可适当延长或缩短压蒸时间。

4.3.7  记录压蒸过程中的升压时间(加盖、压阀后蒸汽达到90±10kPa并开始释放蒸汽时),各次试验应保持在15±1min。

4.3.8  压蒸养护到规定时间,切断加热源,去阀放汽。在确认锅内无汽压后,开盖取出试模,立即脱模,按《水泥胶砂强度检验方法(ISO法)》GB/T17671规定的方法进行抗压强度试验。从切断加热源到抗压强度试验前不宜超过2min。

4.3.9  加速试验周期为1h5min±15min。

5 早龄期法

5.0.1 采用早龄期法时,应按计划多制作几组混凝土试件,早龄期试件与标准养护28d试件应取自同盘混凝土,且制作与养护条件相同。

5.0.2采用早龄期标准养护混凝土强度推定标准养护28d(或其他龄期)的强度应事先通过试验建立二者的强度关系式。建立公式的方法和要求同7章。

5.0.3 早龄期试件的龄期可采用3d或7d,其养护条件同标准养护28d强度的试件。

5.0.4早龄期试件的抗压强度按《普通混凝土力学性能试验方法标准》(GB/T50081)的规定进行试验。

6扭矩快测法

6.1 基本规定

6.1.1  扭矩快测法所采用的混凝土性能测试仪在检测范围内应满足下列要求:

1 坍落度的测量误差不应大于±10%;

2 水灰(胶)比的测量误差不应大于±5%;

3 拟推定的混凝土标准养护28d强度误差不应大于±10%。

6.1.2  混凝土试样用料桶不应对检测结果产生影响。

6.2 试验方法

6.2.1 根据混凝土拌合物的实际配合比设定水泥品种、外加剂掺量、集料品种和集料粒径等参数。

6.2.2 在试验室或现场取不少于四分之三料桶体积的混凝土拌合物。

6.2.3将测试仪器的探头插入待测混凝土拌合物中,进行测定。

6.2.4 按顺时针方向选择测试点,测点应不少于3个。测点距桶边的距离应不小于50mm , 且测点不应重合。

6.2.5 测试完成后推定混凝土标准养护28d强度,取三次试验的平均值作为后结果。

 

6.3强度关系式的建立

6.3.1 混凝土性能测试仪应能建立混凝土拌合物性能与混凝土强度之间的关系式,应能根据地区差异更改曲线设定,使之能适应不同地区的混凝土拌合物性能测定和强度推定。

6.3.2 可采用一元指数回归方程建立强度关系式:

                                                         (6.3.2)

式中:  —标准养护28d(或其它龄期)混凝土试件强度的推定值(MPa);

— 与混凝土配合比参数对应的系数;

— 混凝土拌合物扭矩值。

7混凝土强度关系式的建立与强度的推定

 

7.0.1 用加速养护混凝土(砂浆)试件强度推定标准养护28d(或其他龄期)强度时,应先通过专门试验建立两者之间的强度关系式。

7.0.2  配制不同等级混凝土时,可采用线性回归或幂函数回归方法建立强度关系式:

=a+b                                  (7.0.2–1)

=a( )                                   (7.0.2–2)配制单一等级混凝土时,可采用换算系数方法建立强度关系式:

                     =                                                     (7.0.2–3)

式中:    —标准养护28d(或其他龄期)混凝土试件强度的推定值(MPa);

           —加速养护的混凝土(砂浆)试件强度测定值(MPa);

a、b、 —系数,按附录A的规定计算。

7.0.3 为建立混凝土强度关系式而进行专门试验时,应采用与工程相同的原材料制作试件。试样拌合物的坍落度或工作度应与工程所用的相近。

7.0.4 每一混凝土试样应至少成型两组试件,组成一个对组。其中一组应按本规程规定进行加速养护,测得加速养护强度;另一组应按《普通混凝土力学性能试验方法标准》(GB/T50081)的规定进行标准养护,测得28d(或其他龄期)标准养护强度。

7.0.5当建立强度关系式(7.0.2–1、7.0.2–2)时,混凝土试件数量不应少于30对组。混凝土试样拌合物的水灰(胶)比不应少于三种。每种水灰(胶)比拌合物成型的试件对组数宜相同,其和小水灰(胶)比之差不宜小于0.2,且使常用的水灰(胶)比应位于所选水灰比范围的中间区段。

7.0.6当建立强度关系式(7.0.2–3)时,混凝土试件数量应不少于10对组。混凝土试样拌合物的水灰(胶)比应与实际所用的水灰(胶)比相近。

7.0.7 按回归方法建立强度关系式(7.0.2–1、7.0.2–2)时,其相关系数不应小于0.90。关系式(7.0.2–1、7.0.2–2)的剩余标准差和关系式(7.0.2–3)的标准差不应大于标准养护28d(或其他龄期)强度平均值的10%。

注:强度关系式(7.0.2–1、7.0.2–2)的相关系数﹑剩余标准差以及关系式(7.0.2–3)的标准差可按附录A的方法计算。

7.0.8当应用专门建立的强度关系式推定实际工程用的混凝土强度时,应与建立强度关系式时的条件相同;其混凝土试件的加速养护强度应在事前建立强度关系式时的﹑小加速养护强度值范围内,不宜外延。

7.0.9混凝土强度关系式,可利用应用过程中累积的数据加以校核。若无异常情况,可用累积的数据加原有试验数据修订原混凝土强度关系式。若有异常情况,应查找原因,及时处理。当发现有系统误差时,应重新建立强度关系式。

8早期推定混凝土强度的应用

8.1基本规定

8.1.1 现场取样的混凝土试件应在混凝土浇筑地点取样后立即移至室温20±5℃的室内成型试件。

8.1.2 对早期推定混凝土强度的误差,应采用数理统计的方法检验其是否符合均值为零的正态分布。推定强度的误差符合上述要求的,可采用8.3、8.4节进行混凝土质量的早期控制和混凝土强度的早期推定。

 

8.2 混凝土配合比的早期确定

8.2.1 混凝土配合比的设计、试配、调整与确定应按《普通混凝土配合比设计规程》(JGJ55)进行。

8.2.2 在确定供混凝土强度试验用的配合比后,进行混凝土强度试验时,每种配合比应至少成型二组试件,其中一组试件供快速检验或早龄期试压,以便提前根据早期推定强度,定出混凝土配合比供施工使用。但应以标准养护28d强度或按现行其它国家标准规定的龄期强度检验结果为依据调整配合比。

 

8.3混凝土强度的早期控制

8.3.1 混凝土标准养护28d强度平均值和强度标准差的质量控制目标值( 和 ),应根据正常生产中测得的混凝土强度资料,按月(或季)求得。强度的质量控制目标值不应低于混凝土配制强度。

8.3.2 早期推定混凝土强度平均值的质量控制目标值与混凝土标准养护28d强度平均值的质量控制目标值相等。

8.3.3 早期推定混凝土强度标准差的质量控制目标值 按下式计算:

                                                      (8.3.3)

式中: —早期推定混凝土强度标准差的质量控制目标值;

—混凝土标准养护28d强度标准差质量控制目标值;

—早期推定混凝土强度误差的标准差。

8.3.4  对混凝土强度的质量控制图宜采用计量型的单值—移动极差管理图(X–Rs)。由单

值(X)和移动极差( )二个管理图组成,见图8.3.4–1、8.3.4–2。

样本序号

CL

ZL’CL

L’CL

ZLCL

LCL

UCL

ZUCL

U’CL

ZU’CL

 

 

ZUCL

ZU’CL

图8.3.4–1单值(x)管理图

 5                10                15               20

fcfcu



样本序号


  5                10               15               20

UCL

ZUCL

U’CL

ZU’CL

图8.3.4–2 移动极差( )管理图

CL

 


 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


8.3.5 早期推定混凝土强度的单值(X)图的控制中心线CL坐标为质量控制目标值 。

上、下警戒线ZU´CL、ZL´CL为 ±2 。上、下控制线ZUCL、ZLCL为 ±3 。

8.3.6  标准养护28d强度的单值(X)图的控制中心线坐标为质量控制目标值 。上、下警戒线U´CL、L´CL为 ±2 。上、下控制线UCL、LCL为 ±3 。

8.3.7将单组试件的早期推定强度点在图上,并将相邻点用虚线连接,用于混凝土质量的早期控制。将单组试件的标准养护28d强度也点在该图上,并将相邻点用实线连接,用于混凝土标准养护28d强度的控制。

8.3.8早期推定强度的点子或标准养护28d强度的点子各自出现下列情况之一时,生产过程判为异常:

1)点子落在控制界线外(或界线上);

2)控制界线内的点子的排列有下述现象之一:

连续9点落在中心线同一侧;

连续6点递增或递减;

连续11点中至少有10点在中心线一侧;

连续14点中至少有12点在中心线一侧;

连续17点中至少有14点在中心线一侧;

连续20点中至少有16点在中心线一侧;

连续3点中至少有2点和连续7点中至少有3点落在警戒线与控制界线之间。

8.3.9 无异常时继续生产;有异常时消除引起质量异常的原因,使之不再发生。

8.3.10 控制图使用一段时间后,应根据实际质量水平对中心线和控制界线进行修正。

 

8.4 混凝土质量的早期推定

 

8.4.1 混凝土质量的早期推定,宜与质量控制图同时使用,作为工序验收的依据。混凝土工程的验收评定仍以标准养护28d强度为依据。

8.4.2  混凝土质量的早期推定采用《混凝土强度检验评定标准》(GBJ107)中的非统计方法和统计方法中的方差未知的方法进行推定。

附录A  混凝土强度关系式的建立方法

A.1 线性回归法

A.1.1 按线性回归方法建立的混凝土强度关系式:

       =a +b                 (A.1.1)

其中:b=

a = -b

=

=

= (  - )2= ( )2 - ( )2

= (  - )( - )

= . - ( ) ( )

式中: —标准养护28d(或其他龄期)混凝土试件强度的推定值(MPa);

        —加速养护的混凝土试件强度的测定值(MPa);

     — 组加速养护的混凝土试件强度的测定值(MPa);

     — 组标准养护28d(或其他龄期)的混凝土试件强度的测定值(MPa);

 — 组标准养护28d(或其他龄期)的混凝土试件强度的平均值(MPa);

     — 组加速养护的混凝土试件强度的平均值(MPa);

      n  — 试件组数;

    a,b  —系数。

A.1.2 关系式的相关系数(r):

          r=                             (A.1.2)

其中: = ( - )2= - ( )2

A.1.3 剩余标准差( ):

    =   或                  (A.1.3)

A.2幂函数回归法

A.2.1 按幂函数回归方法建立的混凝土强度关系式:

                  =a( )b                       (A.2.1)

式中: —标准养护28d(或其他龄期)混凝土试件强度的推定值(MPa);

       —加速养护的混凝土试件强度的测定值(MPa);

  a,b —系数。

A.2.2 式A.2.1两边取对数:

㏑ =㏑a +b㏑                   (A.2.2)

A.2.3 令u=㏑ ,v=㏑ ,c=㏑a,则幂函数回归变换成线性回归:

u=c+bv                         (A.2.3)

A.2.4 按A.1的方法进行计算。

 

A.3 指数回归法

A.3.1 按指数回归方法建立的混凝土强度关系式:

                      =a                         (A.3.1)

式中: —标准养护28d(或其他龄期)混凝土试件强度的推定值(MPa);

       —加速养护的混凝土试件强度的测定值(MPa);

  a,b —系数。

A.3.2 式A.3.1两边取对数:

㏑ =㏑a +b                        (A.3.2)

A.2.3 令u=㏑ , c=㏑a,则指数回归变换成线性回归:

                       u=c+b                              (A.3.3)

A.2.4 按A.1的方法进行计算。

                                 A.4 换算系数法

A.4.1 按换算系数方法建立的混凝土强度关系式:

                                =                             (A.4.1)

其中:   

式中: —标准养护28d(或其他龄期)混凝土试件强度的推定值(MPa);

       —加速养护的混凝土试件强度的测定值(MPa);

     — 组加速养护的混凝土试件强度的测定值(MPa);

     — 组标准养护28d(或其他龄期)的混凝土试件强度的测定值(MPa);

—系数。

A.4.2 关系式的标准差( ):


=             (A.4.2)

本规程用词用语说明

  1 为便于在执行本规程条文时区别对待,对于要求严格不同的用词、用语说明如下:

1)表示很严格,非这样不可的用词:

   正面词采用“必须”;

   反面词采用“严禁”。

2)表示严格,在正常情况下均应这样作的用词:

   正面词采用“应”;

   反面词采用“不应”或“不得”。

3)表示允许稍有选择,在条件许可时,首先应这样作的用词:

   正面词采用“宜”;反面词采用“不宜”。

   表示有选择,在一定条件下可以这样做的,采用“可”。

  2  条文中指明必须按其他有关标准和规程执行的写法为“应按……执行”或“应符合……要求规定”。

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