DL T 5150-2001（条文说明） 水工混凝土试验规程.pdf

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1、DL 中华人民共和国电力行业标准p DL/T 5150- 2001 水工混凝土试验规程条文说明主编单位：南京水利科学研究院中国水利水电科学研究院批准部门：中华人民共和国国家经济贸易委员会t t9咆A也i俗、住2002北京录目混凝土拌和物251棍凝土.252 全级配混凝土262现场混凝土质量检测.264 砂浆.267 250 句3AF、J瓦U吁I3混凝土拌和物3.4 混凝土拌和物扩散度试验考虑到高流动性混凝土、高性能混凝土及高效减水剂的日益广泛应用，仅用胡落度己难以反映此类混凝土的流动性。参考现有的高流动性混凝土及高性能混凝土流动扩散度试验方法制订本条。3.6 混凝土拌和物压力油水率试验从JTJ

2、270-98水运工程混凝土试验规程引进的项目。3.11 混凝土拌和物水肢比分析试验（水洗法）考虑到目前水泥中一般都掺有混合材，且1昆凝土掺合料一般都较细（只有极少颗料大于0.16mm），已属商品，质量比较稳定，在特殊情况下，还可根据实测结果修正及还原分析。经实验证实，掺有掺合料的混凝土拌和物的水胶比仍可用水洗法进行试验测定，故将原条文中的水灰比分析扩展到水胶比分析。（以上说明同样适用于3.12)251 4混凝土4.1 混凝土试件的成型与养护方法原规程对混凝土试模的角度误差规定不得超过1。根据国际标准ISO1920的要求，角度误差改为不得超过0.5，这对保证试验的精度是很有必要的。根据初步检核，

3、如果重视试模的管理和装配质量，是不难达到的。目前使用的振动台振动频率一般为50Hz3Hz，空载时振幅约为0.5mm0.1mm。4.2 7琵摄土立方体抗压强度试验试验结果取值的规定。原规定为试件测值与平均值之差超过15%时，应剔除，取余下两个试件测值的平均值；当可用测值少于两个时，试验须重做。现改为测值与中间值之差超过中间值的15%时，取中间值；当最大和最小值与中间值之差均超过中间值的15%时，试验应重做。这是按GBJ81-85普通混凝土力学性能试验方法和JTJ270-98水运工程混凝土试验规程相应条文修改的。以三个试件的中间值作为测值取舍的基准值，这样计算结果更简便、快速，而精度不降低。（以上

4、说明同样适用于4.3、4.5、4.7)300mm、450mm试件的抗压强度换算系数1.15、1.36，是根据“八五”国家重点科技攻关项目全级配混凝土抗压强度和本构关系研究208-01-03-09有关研究成果制定的。研究表明：fiooI f4so = 1. 299，因f1solf21X1二1.05，所以fisolf4so工1.36。300mm试件抗压强度换算系数1.15，是在系数1.05与1.36之间内插求得。（以上说明同样适用于4.7)252 国际标准ISO1920及RILEM推荐的试验方法均规定试件尺寸应大于骨料最大粒径的4倍，但我国目前要执行这样的规定确有困难，因此试件尺寸基本上以大于3倍

5、最大骨料粒径为控制原则，考虑到目前水工混凝土实际使用的骨料级配，骨料最大粒径与试模尺寸的关系取为：lOOmm lOOmm lOOmm 150mm 150mm 150mm mm 词词mm DD 300mm 300mm 300mm Dmax80mm 450mm 450mm 450mm Dmax.150 (120) mm 试件外观和试件尺寸对试验结果有很大影响，例如试件边长相差lmm，面积误差约13%，因此规定试件尺寸超过公称尺寸lmm时应按实际尺寸计算试件的承压面积。4.4 混凝土轴心抗拉强度和极限拉伸值试验4.4.2本法增加了一部分新的测试技术，变形测量除千分表和应变计外，增加了位移传感器，荷载

6、测量增加了荷载传感器。试件装卡在试验机上、下卡头中，装卡方式往往与试件形状相联系，可分为外夹式、内埋式和粘贴式三种。外夹式简单易行，不需要埋设拉杆和拉板，但试件体积大，断裂在端部的概率高；内埋式试件体积适中，拉杆埋设必须具有定位装置，保证与试件对中；帖贴式效率低，帖贴表面需要预先处理，但是试件体积小，尤其是对钻取的芯样，除此更无简便的方法。4.4.3试件不论采用哪种装卡方式，施加荷载时，在试件几何形状转折处、埋件头或粘贴面上都会产生不同程度的应力集中。试验表明，内埋式拉杆头部或粘贴式粘接面25mm30mm为应力集中范围，此范围以外的等直段应力分布基本均匀。在本试验方法中规定测量标距为lOOmm

7、150mm，这和试模尺寸与骨料最大粒径的关系是一致的。拉伸试验时，混凝土试件受力应均匀，其断裂处应在变形测量标距内，方能保证测定值准确可靠。一个较好的试验方法，试253 件在标距内断裂的概率不应低于75%，否则将会增加试验重复次数和费用。本试验方法规定每组需要4个试件，就是基于此点考虑确定的。4.5 混凝土抗弯强度试验4.5.4若试件在两个集中荷载位置之外断裂，但超出的距离不大于两支座间距的5%时，原规程规定抗折强度按（3Pa)I (bh2）计算。但考虑到断裂位置在两支座间距的5%处时，弯矩比最大弯矩要小15%，因此规定在两个集中荷载以外断裂的试件一律作废。4.6 混凝土抗剪断强度试验依据SI

8、A8-94水工碾压混凝土试验规程中3.1.6“碾压混凝土抗剪强度试验”，修编而成。4.7 混凝土轴心抗压强度与静力抗压弹性模量试验4.7.2参照GBJ81-85普通混凝土力学性能试验方法和JTJ 270-98水运工程混凝土试验规程相应条文，试件形式增添了150mm150mm300mm的棱柱体。4.7.3本法增加了一部分新的测试技术，变形测量除千分表和应变计外，增加了位移传感器，荷载测量增加了荷载传感器。轴心抗压强度试件由一块增至三块，而且具体规定了轴心抗压强度测定的试验步骤，使强度测值更准确。4.7.4美国ASTM及国际标准草案ISO/DIS6784及西欧一些国家，弹性模量取应力从00.4fc

9、的割线弹性模量（儿为最大破坏荷载），为了和国际标准靠拢，这次修订采用。0.4凡的割线弹性模量。150mm300mm圆柱体和150mm150mm300mm棱柱体轴心抗压强度之间的换算系数0.95，是根据二滩水电站关于试件尺寸对混凝土强度的影响研究成果和混凝土实用手册编254 制的。前者研究表明：h1so300/fiso = 0. 80；后者提出f1so300/f1so =O. 76，因此，f1so3oolh1so300=O. 76/0.80 = O. 950 4.8 混凝土与钢筋握襄力试验4.8.3 我国建筑用钢材国家标准已修订，因此试验用螺纹钢筋性能应符合钢筋混凝土用热轧带肋钢筋GB1499-

10、91的规定。4.9 混凝土受压徐变试验4.9.2对丝杆及弹簧所提出的要求是为了使仪器在整个试验过程中有较好的持荷及调整能力，为了减少徐变仪在试验过程中发生应力松弛，要求丝杆的工作应力尽可能低，弹簧的工作压力也规定控制在2/3并仅压力范围内。但也不得选用吨位过大的弹簧。如果加荷时弹簧的压缩变形太小则在试验过程中试件所产生的变形将会造成很大的应力损失。弹簧过硬其调整能力就较差。变形测量一般以安装或埋设的固定式仪表为好。移动式的接触式引伸仪，对仪器本身、测试人员的技术水平及测点的安装等方面都要求较高。对变形测量装置提出的精度要求为4106 这是根据我国目前生产的内埋式应变计的精度要求而定的。4.10

11、 混凝土受拉徐变试验有关说明同4.9“混凝土受压徐变试验”。4.17 混凝土绝热温升试验根据绝热介质不同，混凝土绝热温升测定仪分为水和空气循环绝热式两种。本方法对绝热温升测定仪不作硬性规定，但必须满足以下技术条件：试件尺寸大于最大骨料粒径的三倍；试验温度580；试验跟踪温度精度0.1。255 4.19 混凝土抗冲磨试验水下铜球法依据美国标准ASTMC1138-89Standard Test Method for Abrasion R臼istanceof Concrete (Underwater Method）修编而成。本法与圆环法比较，前者表面冲磨破坏状态与现场混凝土冲磨破坏状态极其相似。试验

12、结果对高标号混凝土较敏感，但对低标号混凝土不太敏感；后者试件尺寸太小，使骨料及骨料与水泥浆体界面蒙古结这些主要影响冲磨性能的因素在试验结果中难以反应，试验结果对低标号混凝土较敏感，但对高标号混凝土不够敏感（详见表1)。表1两种冲磨试验方法比较结果水泥用量费落度抗压强度钢球冲磨法水砂冲磨法水灰比失重率失重率备注kg/m3 n MPa % % 235 0.64 22.5 2.88 1.48 285 0.53 一33.7 2.60 1.16 普通混凝土358 0.39 38.6 2.81 1.02 418 3.0 70.3 1.27 1.12 改性混凝土：427 2.0 70.9 1.38 0.84

13、 掺合料掺量相427 4.0 73.3 1.17 1.01 同，外加剂品种不430 3.2 80.4 0.87 0.89 同430 44.0 2.70 1.68 普通混凝土424 65.6 1.66 1.05 433 78.0 1.15 1.02 改性混凝土：426 80.0 0.57 1.10 掺合料掺量不同本法与4.20“混凝土抗冲磨试验（风砂枪法）”结果比较见表2，表明三种方法反映混凝土抗冲磨破坏相对能力基本致。256 表Z不同试验方法混凝土抗冲磨相对能力28d抗压强度试验方法MP a 混凝土种类相对抗：中磨能力试验单位1.00 南京水44 普通混凝土和j科学研水下钢球冲磨法78 高性能

14、抗冲磨混凝土1.74 究院武汉水39 普通混凝土1.00 利电力大喷砂枪冲磨试验法 高性能抗冲磨混凝土1.39 学普通混凝土1.00 长江科41 气流喷砂法高性能抗J中磨混凝土1.68 学院73 4.20 混摄土抗冲磨试验凤砂枪法4.20.1 圆环法具有仪器设备简单，磨损介质利用率高，冲刷速度快等优点，它的不足之处是试件断面尺寸较小，不适于作混凝土抗冲磨性能试验（因骨料最大粒径较大）。高速挟砂气流喷射法（风砂枪法），简单易行、稳定可靠，既能模拟一定的冲磨性质、又能较精确地反映出不同材料的抗冲磨性能之间的差异，用在室内进行各种材料的抗冲磨性能的相对比较试验，是一个比较好的方法。而且高速挟砂气流喷

15、射法可改变参数较多，对开展材料抗冲磨机理的研究也是可行的。4.20.2一般额定压力能达到0.8MPa，风量6m3/min的空压机就可满足试验要求。当喷气管直径为24mm时，不同引出气孔直径砂粒喷到试件表面上的速度（孔板法）列于表3o为了用最短的时间，消耗较少的功来进行试验，选用引气孔直径为110mm是比较好的，试验结果列于表4。257 表3压力与砂粒速度的关系压缩空气的压力砂粒速度mis 如1Pa骨8.5mm们Omm0.20 46.5 51.0 0.30 59.5 69.4 0.44 69.7 85.0 表4不同引气孔尺寸冲磨失重孔径6 8 10 mm 失重17.5 81.0 153.0 g

16、4.20.3 喷射角度是指试件表面与风砂枪喷嘴轴线之间的夹角。试验资料表明，混凝土试件的抗磨失重随喷射角度的增大而增加。当喷射角较小时，作为磨损介质的砂子对试件只有磨损作用而无冲击作用，当喷射角较大时则只有冲击作用而无磨损作用。而当喷射角在30。附近时，冲击作用和磨损作用都比较突出，并且整个试件都受冲磨，从而使试验结果比较稳定，因此规定喷射角为30。当喷气管直径为24mm，引气孔直径为lOmm时，砂粒喷出的发散角约为30。当喷射角为30时，若采用150mm150mm150mm的试件，只要试件与喷嘴相距210mm（试件表面中心到喷嘴中心的距离），就可使试件整个表面受到冲磨，所以规定试件与喷嘴的距

17、离为210mma压力增加一倍，磨损量可增加二倍以上。因为压力越大，磨损介质的速度就越快，因而磨损就大。考虑到不使空压机自动调节阀启闭太频，压力不宜太高，以0.3MPa为宜，这时砂速约为69.4m/s。因为抗冲磨试验用砂量较大，宜选用天然河砂为宜。砂子矿258 物成分随产地的不同而不同，一般以石英含量较高，含泥量较低，细度模数在1.6左右为好。加水的作用是为了改善工作环境，因加水量小对试验结果影响不大。4.23 混凝土抗冻性试验4.23.5 相对耐久性指数，国内使用不多，而且在冻融试验过程中相对动弹性模量下降率随循环次数的变化规律，不是简单的直线关系（近似抛物线），其计算公式不甚合理。为此，删去

18、了原规程中相对耐久性指数的计算公式。4.28 混凝土碳化试验从JTJ270-98水运工程混凝土试验规程引进的项目。4.29 混凝土抗氯离子渗透快速试验4.29.1 从JTJ270-98水运工程混凝土试验规程引进的项目。本方法是在美国标准AASH1D77-83Rapid Determination of the Chloride Permeability of Concrete基础上，通过研究改进而编制的。本方法相对测电荷量的方法，更简便、快速，无试件通电发热的干扰。电导与电荷量之间有较好的线性对应关系。海工钢筋混凝土构筑物钢筋腐蚀较重的浪溅区和水位变动区混凝土水灰比均小于0.6；水灰比大于0.

19、6的混凝土，粗骨料含量较大，将影响试验结果的正确性，因此，本方法只适用于水灰比小于0.6的混凝土。4.29.4 混凝土芯样试件的真空饱水处理，参照美国标准AASHTO T277-83o 4.29.5温度校正公式是从W.J . Mccarter提出的温度与混凝土电阻率之间的关系式推导而来的：259 1 I 1 1 n =al于- r; (1) 式中：1和2一一一分别是混凝土温度T1、T2（绝对温度单位）时电阻率；a一常数，等于2130。计算相对氯离子扩散系数公式，是从Nemst-Planck方程式推导而来的：RT t川Ic A 二亏！.：.：.一绍一0.235 10-4c20 (2) nF2 A

20、 CZr Lu 其中，氯离子活度系数r，参考T.Zhang提出的在20、0. Smol/L NaCl溶液中氯离子相互作用对其迁移速度的影响系数。t值根据试验所用NaCl和NaOH榕液浓度计算而得。相对氯离子扩散系数与混凝土在海水中氯离子扩散系数有较好的相关关系，但绝对值不完全相同。4.30水工混凝土钢筋腐蚀快速试验4.30.1 从JTJ270-98水运工程混凝土试验规程引进的项目。调查表明，淡水环境的水工混凝土建筑物水上和水位变动区钢筋腐蚀主要原因是混凝土碳化：混凝土碳化深度超过钢筋保护层厚度，钢筋就会生锈。而海洋环境的水工棍凝土建筑物浪溅区和水位变动区钢筋腐蚀主要原因是氯离子侵蚀。本方法就是

21、根据这两种腐蚀机制而编制的。4.30.4 本法的碳化设备、试件碳化和测量碳化深度，参照4.28。260 5全级配混凝土5.1 全级配混凝土试件的成型与养护方法全级配混凝土的试验方法，主要是根据“八五”国家重点科技攻关项目大坝全级配混凝土试验方法研究2081-0381成果而编写的。同时也参考美国垦务局材料试验手册（“MATERIALSLA因）RATORYPRi二EDURESMANUAL”）的有关内容。全级配混凝土的试验结果，主要供大型混凝土坝的设计复核，不作为现场混凝土质量控制的依据。（以上说，明同样适用于5.25.6)5.1.2轴心抗拉试件的“纯拉段”长度，是根据专门的光弹试验确定的。预埋件对

22、试件内部应力不均匀的影响长度，大约为预埋件长度的112，因此试件的纯拉段长度为试件总长度减去两个1.5倍的预埋件长度或变断面长度。5.2 全级配混凝土抗压强度试验5.2.4 c/450mm900mm试件与450mm450mm450mm试件强度之间换算系数1.29，是根据中国水科院、成勘院等研究成果（见表5）和其他资料（见4.2“混凝土立方体抗压强度试验”和4.7“提凝土轴心抗压强度和静力抗压弹性模量试验”的条文说明）编制的。表5制50nunX锁）（）nun圆柱体与15伽mnX300nun圆柱体强度比单位| 中国水科院| 成勘院比值平均值0.69 0.71 0.76 0.71 0.72 0.66

23、 fiso If 450 = 1. 36 f;.450唰lfi50蜘O.71 fmo 3oolf1so = 261 0.80，因此f4solf;450300=1.29。5.7 金级配混凝土津遗系数测定抗渗等级作为混凝土的抗渗透性能指标虽然简单、直观，但存在着试验误差大，复演性差的缺点，同时抗渗等级只在短时间内检验混凝土的渗水压力，忽略了时间因素，因此难以全面正确地反映混凝土的实际抗渗能力。国内现行的混凝土抗渗试验是将混凝土中大于40mm的粗骨料剔除后再成型试件，这样使混凝土的灰浆率增大，因而所测得的抗渗性与原状混凝土差别极大。除前苏联和我国外，多数国家均采用渗透水量法测定渗透系数或用透水深度法

24、测定相对渗透系数。5.7.4 渗透系数计算公式是根据通过微小连续孔隙的蒙古性流体的达西定律推导出来的，即在相同条件下，流量与水力梯度成正比；并根据稳定的流水量与时间关系，即可得到每秒米的渗透水量即渗透系数。262 6 现场混凝土质量检测6.1 回弹法检测混凝土抗压强度从JTJ270-98水运工程混凝土试验规程引进的项目。6.5超声波检测混凝土内部缺陷6.5.1从JTJ270-98水运工程混凝土试验规程引进的项目。6.5.3钻孔间测距修正：一般钻孔可认为是一条直线，如果两钻孔直线不平行，则需修正。简单的处理是：可按梯形考虑，以两直杆分别插在两孔中，测量露出孔口单位长度下两杆距离的变化，进而推算孔

25、中不同高程的距离变化，如果两钻孔较深且明显不在同一平面上，则须测量两钻孔的倾角与方位角，按空间上两个不平行直线间的距离计算。6.5.4根据概率论，每个正常的不含有粗大误差（这里指过失误差）的测量值出现的频率应为11；含有粗大误差的测量值出现的频率应小于1徊，这里n代表参加统计的测点总数。条文中计算单点临界值XL1的公式为：XL1 = mx - K1Sx 其中K1为单点异常值判定系数，实际上就是相应于概率为lln时的正态分布函数中的分位数（常以符合t表示），可从正态分布表中查到，在条文中以表6.5.4-1列出。相邻异常值的判断实际上是指相邻两测点均低于某一临界值时，表明该两点均应是缺陷，而求这临

26、界值的大小。凡任意两相邻点均低于凡的概率应是4P2(P为某点出现小于某值X；的概率）。质量正常波动出现这种情况的概率也应为lln，否则也是不允许的过失误差（粗大误差）。根据4p2= _l，即可解出P=n 263 1 / l ； A ！.。概率P所对应的分位数就是条文中所列的相邻异常值- I n 判定系数K2o估计形状近似圆球或圆柱体的缺陷尺寸时，可根据缺陷中心部位声时tf与正常部位声时tn差值的百分数毛主n1州与缺陷在断面的位置干查表求得。6.6 混疆土芯样强度试验6.6.4混凝土芯样与15cm立方体强度之间的换算系数，是根据二滩水电站关于试件尺寸对混凝土强度影响的研究成果（见表的和本规程规定

27、“长直比为2的芯样强度长直比为1的芯样强度0. 832, fisol !100 = 0. 95, fisol f 200 = 1. 05而编制的。表6圆柱体与立方体强度比圆柱体尺寸100200 骨150X300200 400 mm 立方体尺寸lOOX 100 100 150 150 150 2佣2oox200mm 两者强度比0.79 0.80 0.74 注：两者强度比，为圆柱体强度与对应立方体强度的比值。6.7 混凝土原位直剪试验（平推法）依据DLJ204-81水利水电工程岩石试验规程中“混凝土与岩体直剪试验”，修编而成。6.8 混摄士中钢筋半电池电位测定6.8.1从JTJ270-98水运工程

28、混凝土试验规程引进的项目。条文是依据美国ASTMC876 Test Method for Half Cell 264 Potentials of Reinforcing Steel in Concrete和南京水利科学研究院1963年12月研究报告钢筋混凝土结构中钢筋锈蚀的无破坏电测法编写的。已饱水或接近饱水的混凝土，其中钢筋由于缺氧，阴极极化性能很强。这时测得的钢筋半电池电位很负，而钢筋往往还未生锈。这样本法判别钢筋腐蚀状况的标准就不适用了，因此这时就不能采用本法。6.8.4 用预湿混凝土的方法，未能使钢筋半电池电位在5min内变化在2mV以内，原因是整个测量电路的电阻太大，或是由于外来杂散

29、电流的影响。无论哪种情况，均不宜再用本法。265 7砂浆7.2 水泥砂浆稠度试验原规程中所用砂浆稠度仪已很少使用，本规程所用砂浆稠度仪是目前通用的。7.7 水泥砂浆黠结强度试验从JTJ270-98水运工程混凝土试验规程引进的项目。目前国家标准或部颁标准尚未制订有关蒙古结强度检测方法的规程，有关技术文献介绍的秸结强度检测一般采用张拉或剪切两种方法。考虑到试验方法、设备尽可能简单，操作尽可能方便，试验精度尽可能高的原则，因而采用测定8字型水泥砂浆袭击结试件抗拉强度的试验方法。7.8 水泥砂浆极限拉伸试验7.8.1从JTJ270-98水运工程混凝土试验规程引进的项目。7.8.2砂浆极限拉伸试验的基本

30、要求是：沿试件横截面拉应力应均匀分布，元较大偏心；沿试件长度应有一均匀应力段。在此均匀应力段上测得的极限拉伸值和轴心抗拉强度，才是较真实的。试件形状和尺寸，是经过光弹试验确定的。加载时，试件中部等断面段应力分布均匀。拉断时，断在渐变段的概率仅为8%。7.8.3研究表明：偏心率在20%以内，对试验结果影响不大，而且一般偏心率大于20%的试件数量仅为10%。因此条文规定试件偏心率不得大于20%。砂浆试件相对于混凝土试件断面较小，材料较均质，抗拉强度和内部产生微细裂缝的荷载较大。因此，砂浆试件的加荷速度266 和预拉荷载，条文规定略高于混凝土试件，分别为0.24kN/min和25%30%破坏荷载。7.11 水泥砂浆抗渗性试验从JTJ270-98水运工程混凝土试验规程引进的项目。267 FCON。mFmJD 书号：155083584JG 36.00 定价：