T 0551—2020 水泥混凝土試件制作與硬化水泥混凝土現(xiàn)場取樣方法

1 目的、適用范圍和引用標(biāo)準(zhǔn)

本方法規(guī)定了在常溫環(huán)境中室內(nèi)試驗時水泥混凝土試件制作與硬化水泥混凝土現(xiàn)場取樣方法。

本方法適用于普通水泥混凝土及噴射水泥混凝土硬化后試件的現(xiàn)場取樣方法，但因其特殊性所引起的對試驗設(shè)備及方法的特殊要求，均應(yīng)按對這些水泥混凝土試件制作和取樣的有關(guān)技術(shù)規(guī)定進(jìn)行。

引用標(biāo)準(zhǔn)：

《混凝土試驗用攪拌機》（JG 244）

《混凝土試驗用振動臺》（JG/T 245）

《混凝土試模》（JG 237）

《混凝土坍落度儀》（JG/T 248）

《鉆芯法檢測混凝土強度技術(shù)規(guī)程》（JGJ/T 384） 水泥混凝土拌合物的拌和與現(xiàn)場取樣方法 （T 0521）

2 儀具與材料

2.1 強制攪拌機：應(yīng)符合現(xiàn)行《混凝土試驗用攪拌機》（JG 244）的規(guī)定。

2.2 振動臺：應(yīng)符合現(xiàn)行《混凝土試驗用振動臺》（JG/T 245）的規(guī)定。

2.3 試模

（1） 非圓柱試模：應(yīng)符合現(xiàn)行《混凝土試模》（JG 237）的規(guī)定。

   （2） 圓柱試模：直徑誤差小于 1/200d，高度誤差應(yīng)小于 1/100h（d 為直徑，h 為高度） 。試模的底板平面度公差不超過 0.02mm。組裝試模時，圓筒縱軸與底板應(yīng)成直角，允許公差為 0.5。

   （3） 噴射混凝土試模：尺寸為 450mm×450mm×120mm （長×寬×高），模具一側(cè)邊為敞開狀。

2.4 試件尺寸

常用的幾種試件尺寸（試件內(nèi)部尺寸）和最大粒徑規(guī)定如表 T 0551-1。所有試件承壓面的平面度公差不超過 0.000 5d（d 為邊長）。

表 T 0551-1  試件尺寸

              注：括號中的數(shù)字為試件中集料最大粒徑，單位為 mm。標(biāo)準(zhǔn)試件的最小尺寸不宜小于粗集料最大粒徑的 3 倍。

2.5 搗棒：直徑 16mm，長約 600mm，并具有半球形端頭的鋼質(zhì)圓棒。

2.6 壓板：用于圓柱試件的頂端處理，一般為厚 6mm 以上的毛玻璃，壓板直徑應(yīng)比試模直徑大 25mm 以上。

2.7 橡皮錘：帶有質(zhì)量約 250g 的橡皮錘頭。

2.8 鉆孔取樣機：鉆機一般用金剛石鉆頭，從結(jié)構(gòu)表面垂直鉆取，鉆機應(yīng)具有足夠的剛度，保證鉆取的芯樣周面垂直且表面損傷最少。鉆芯時，鉆頭應(yīng)作無顯著偏差的同心運動。

2.9 游標(biāo)卡尺：最大量程不小于 300mm，分度值為 0.02mm。

2.10 鋸：用于切割適于抗彎拉試驗的試件。

3 非圓柱體試件成型

3.1 水泥混凝土的拌和應(yīng)按 T 0521 的規(guī)定進(jìn)行。成型前試模內(nèi)壁涂一薄層礦物油。

3.2 取拌合物的總量至少應(yīng)比所需量高 20%以上，并取出少量混凝土拌合物代表樣，在5min 內(nèi)進(jìn)行坍落度或維勃試驗，認(rèn)為品質(zhì)合格后，應(yīng)在 15min 內(nèi)開始制件或做其他試驗。

3.3 當(dāng)坍落度小于 25mm 時，可采用φ25mm 的插入式振搗棒成型。將混凝土拌合物一次裝入試模，裝料時應(yīng)用抹刀沿各試模壁插搗，并使混凝土拌合物高出試?？冢徽駬v時搗棒距底板 10~20mm，且不要接觸底板。振動直到表面出漿為止，且應(yīng)避免過振，以防止混凝土離析，一般振搗時間為 20s。振搗棒拔出時要緩慢，拔出后不得留有孔洞。用刮刀刮去多余的混凝土，在臨近初凝時，用抹刀抹平。試件抹面與試模邊緣高低差不得超過 0.5mm。

3.4 當(dāng)坍落度大于 25mm 且小于 90mm 時，用標(biāo)準(zhǔn)振動臺成型。將試模放在振動臺上夾牢，防止試模自由跳動，將拌合物一次裝滿試模并稍有富余，開動振動臺至混凝土表面出現(xiàn)乳狀水泥漿時為止，振動過程中隨時添加混凝土使試模常滿，記錄振動時間（約為維勃秒數(shù)的 2~3 倍，一般不超過 90s）。振動結(jié)束后，用金屬直尺沿試模邊緣刮去多余混凝土，用抹刀將表面初次抹平，待試件收漿后，再次用抹刀將試件仔細(xì)抹平，試件表面與試模邊緣的高低差不得超過 0.5mm。

3.5 當(dāng)坍落度大于 90mm 時，用人工成型。拌合物分厚度大致相等的兩層裝入試模。搗固時按螺旋方向從邊緣到中心均勻地進(jìn)行。插搗底層混凝土?xí)r，搗棒應(yīng)到達(dá)模底；插搗上層時，搗棒應(yīng)貫穿上層后插入下層 20~30mm 處。插搗時應(yīng)用力將搗棒壓下，保持搗棒垂直， 不得沖擊，搗完一層后，用橡皮錘輕輕擊打試模外端面 10~15 下，以填平插搗過程中留下的孔洞。每層插搗次數(shù) 100cm² 面積內(nèi)不少于 12 次。試件抹面與試模邊緣高低差不得超過0.5mm。

3.6 當(dāng)試樣為自密實混凝土?xí)r，在新拌混凝土不離析的狀態(tài)下，將自密實混凝土攪拌均勻后直接倒入試模內(nèi)，不得使用振動臺和插搗方式成型，但可以采用橡皮錘輔助振動。試樣一次填滿試模后，可用橡皮錘沿著試模中線位置輕輕敲擊 6 次/側(cè)面。用抹刀將試件仔細(xì)抹平，使表面略低于試模邊緣 1~2mm。

4 圓柱體試件制作

4.1 水泥混凝土的拌和應(yīng)按 T 0521 的規(guī)定進(jìn)行。成型前試模內(nèi)壁涂一薄層礦物油。

4.2 取拌合物的總量至少應(yīng)比所需量高 20%以上，并取出少量混凝土拌合物代表樣，在5min 內(nèi)進(jìn)行坍落度或維勃試驗，認(rèn)為品質(zhì)合格后，應(yīng)在 15min 內(nèi)開始制件或做其他試驗。

4.3 當(dāng)坍落度小于 25mm 時，可采用φ25mm 的插入式振搗棒成型。拌合物分厚度大致相等的兩層裝入試模。以試模的縱軸為對稱軸，呈對稱方式填料。插入密度以每層分三次插入。插搗底層時，振搗棒距底板 10~20mm 且不要接觸底板；振搗上層時，振搗棒插入該層底面下 15mm 深。振動直到表面出漿為止，且應(yīng)避免過振，以防止混凝土離析。一般振搗時間為 20s。搗完一層后，如有棒坑留下，可用橡皮錘敲擊試模側(cè)面 10~15 下。振搗棒拔除時要緩慢。用刮刀刮去多余的混凝土，在臨近初凝時，用抹刀抹平，使表面略低于試模邊緣1mm~2mm。

4.4 當(dāng)坍落度大于 25mm 且小于 90mm 時，用標(biāo)準(zhǔn)振動臺成型。將試模放在振動臺上夾牢，防止試模自由跳動，將拌合物一次裝滿試模并稍有富余，開動振動臺至混凝土表面出現(xiàn)乳狀水泥漿時為止振動過程中隨時添加混凝土使試模常滿，記錄振動時間（約為維勃秒數(shù)的2~3 倍，一般不超過 90s）。振動結(jié)束后，用金屬直尺沿試模邊緣刮去多余混凝土，用抹刀將表面初次抹平，待試件收漿，再次用抹刀將試件仔細(xì)抹平，使表面略低于試模邊緣 1~2mm。

4.5 當(dāng)坍落度大于 90mm 時，用人工成型。

對于試件直徑φ200mm 的試模，拌合物分厚度大致相等的三層裝入試模。以試模的縱軸為對稱軸，呈對稱方式填料。每層插搗 25 下，搗固時按螺旋方向從邊緣到中心均勻地進(jìn)行。插搗底層時，搗棒到達(dá)模底；插搗上層時，搗棒插入該層底面下 20~30mm 處。插搗時應(yīng)用力將搗棒壓下，不得沖擊，搗完一層后，如有棒坑留下，可用橡皮錘敲擊試模側(cè)面 10~15 下。用抹刀將試件仔細(xì)抹平，使表面略低于試模邊緣 1~2mm。

而對于試件直徑φ100mm 或φ150mm 的試模，分兩層裝料，隔層厚度大致相等。試件直徑φ150mm 時，每層插搗 15 下；試件直徑φ100mm 時，每層插搗 8 下。搗固時按螺旋方向從邊緣到中心均勻地進(jìn)行。插搗底層時，搗棒應(yīng)到達(dá)模底；插搗上層時，搗棒插入該層底面下 15mm 深。用抹刀將試件仔細(xì)抹平，使表面略低于試模邊緣 1~2mm。

4.6 當(dāng)試樣為自密實混凝土?xí)r，在新拌混凝土不離析的狀態(tài)下，將自密實混凝土攪拌均勻后直接倒入試模內(nèi)，不得使用振動臺和插搗方式成型，但可以采用橡皮錘輔助振動。試樣一次填滿試模后，可用橡皮錘沿著試模中線位置均勻輕輕敲擊 25 次。用抹刀將試件仔細(xì)抹平，使表面略低于試模邊緣 1~2mm。

4.7 對端面應(yīng)進(jìn)行整平處理，但加蓋層的厚度應(yīng)盡量薄。

（1） 拆模前當(dāng)混凝土具有一定強度后，用水洗去上表面的浮漿，并用干抹布吸去表面水之后，抹上干硬性水泥凈漿，用壓板均勻地蓋在試模頂部。加蓋層應(yīng)與試件的縱軸垂直。為防止壓板和水泥漿之間的黏結(jié)，應(yīng)在壓板下墊一層薄紙。

（2） 對于硬化的試件端面的處理，可采用硬石膏或硬石膏和水泥的混合物，加水后平鋪在端面，并用壓板進(jìn)行整平，也可采用下面任一方法：①使用硫磺與礦質(zhì)粉末的混合物（如耐火黏土粉、石粉等）在 180~210℃間加熱（溫度更高時將使混合物烘成橡膠狀，使強度變?nèi)酰?/span>，攤鋪在試件頂面，用試模鋼板均勻按壓，放置 2h 以上即可進(jìn)行強度試驗；②用環(huán)氧樹脂拌水泥，根據(jù)需要硬化時間加入乙二胺，將此漿膏在試件頂面大致攤平，在鋼板面上墊一層薄塑料膜，再均勻地將漿膏壓平；③在有充分時間時，也可用水泥漿膏抹頂，使用礬土水泥的養(yǎng)護(hù)時間在 18h 以上，使用硅酸鹽水泥的養(yǎng)護(hù)時間在 3d 以上。

（3） 對不采用端部整平處理的試件，可采用切割的方法達(dá)到端面和縱軸垂直。整平后的端面應(yīng)與試件的縱軸相垂直，端面的平整度公差在±0.1mm 以內(nèi)。

5 養(yǎng)護(hù)

5.1 試件成型后，用濕布覆蓋表面（或其他保持濕度辦法），在室溫 20℃±5 ℃、相對濕度大于 50%的情況下，靜放一個到兩個晝夜，然后拆模并作第一次外觀檢查、編號。對有缺陷的試件應(yīng)除去，或加工補平。

5.2 將完好試件放入標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)室進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)室溫度為 20℃±2 ℃，相對濕度在95%以上，試件宜放在鐵架或木架上，間距至少 10~20mm。試件表面應(yīng)保持一層水膜，并避免用水直接沖淋。當(dāng)無標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)室時，將試件放入溫度 20℃±2 ℃的飽和氫氧化鈣溶液中養(yǎng)護(hù)。

5.3 標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)齡期為 28d（以攪拌加水開始），非標(biāo)準(zhǔn)的齡期為 1d、3d、7d、60d、90d、180d。

6 硬化普通水泥混凝土現(xiàn)場試樣的鉆取或切割取樣

6.1 芯樣的鉆取

（1） 鉆取位置：在鉆取前應(yīng)考慮由于鉆芯可能導(dǎo)致對結(jié)構(gòu)產(chǎn)生不利影響，應(yīng)盡可能避免在靠近混凝土構(gòu)件的接縫或邊緣處鉆取，且不應(yīng)帶有鋼筋。

（2） 芯樣尺寸：芯樣直徑宜為混凝土所用集料最大粒徑的 3 倍以上，不宜小于最大粒徑的 2 倍，一般為φ150mm±10mm 或φ100mm±10mm ，特殊部位可采用φ75mm 直徑芯樣。

（3）標(biāo)記：鉆出后的每個芯樣應(yīng)立即清楚地編號，并記錄芯樣在混凝土結(jié)構(gòu)中的位置。

6.2 切割取樣

對于現(xiàn)場取樣的不規(guī)則混凝土試塊，可按表 T 0551-1 所列棱柱體尺寸進(jìn)行切割，以滿足不同試驗的需求。

6.3 檢查與測量

（1） 外觀檢查：

每個芯樣應(yīng)詳細(xì)描述有關(guān)裂縫、接縫、分層、麻面或離析等不均勻性，必要時應(yīng)記錄下列事項：

集料情況：估計集料的最大粒徑、形狀及種類，粗細(xì)集料的比例與級配。

密實性：檢查并記錄存在的氣孔、氣孔的位置、尺寸與分布情況，必要時應(yīng)拍下照片。

（2） 測量：

平均直徑：在芯樣高度的中間及兩個 1/4 處，每處垂直測量 2 次。6 個測值的算術(shù)平均值為 d_m，精確至 1.0mm。

平均長度：芯樣直徑兩端側(cè)面測定鉆取后芯樣的長度及加工后的長度，其尺寸差應(yīng)在

0.25mm 之內(nèi)，取平均值作為試件平均長度 L_m，精確至 1.0mm。

平均長、高、寬：對于切割棱柱體，分別量取所有邊長，精確至 1.0mm。

7 硬化噴射水泥混凝土試件的現(xiàn)場取樣方法

7.1 噴射水泥混凝土抗壓強度標(biāo)準(zhǔn)試塊應(yīng)采用從現(xiàn)場施工的噴射水泥混凝凝土板件上切割或鉆芯法制取。

7.2 標(biāo)準(zhǔn)試塊制作符合下列步驟：

（1） 在噴射作業(yè)面附近，將模具敞開一側(cè)朝下，以 80°（與水平面的夾角）左右置于墻腳。

（2） 先在模具外的邊墻上噴射，待操作正常后將噴頭移至模具位置，由下而上逐層向模具內(nèi)噴滿水泥混凝土。

（3） 將噴滿水泥混凝土的模具移至安全地方，用三角抹刀刮平混凝土表面。

（4） 在潮濕環(huán)境中養(yǎng)護(hù) 1d 后脫模。將混凝土板件移至標(biāo)養(yǎng)室，在標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)條件下養(yǎng)護(hù) 7d，用切割機去掉周邊和上表面（底面不可切割）后加工成邊長 100mm 的立方體試塊或鉆芯成φ100mm×100mm 的圓柱體試件，立方體試塊的邊長允許偏差應(yīng)為±10mm ，直角允許偏差應(yīng)為±2°。噴射水泥混凝土板件周邊 120mm 范圍內(nèi)的混凝土不得用作試件。

7.3 加工后的試塊應(yīng)繼續(xù)在標(biāo)準(zhǔn)條件下養(yǎng)護(hù)至 28d 齡期，進(jìn)行抗壓強度試驗。

8 水下不分散混凝土試件的水下成型方法

8.1 將水下成型用的試模置于水箱中，將水加至該試模上限以上 150mm 處，水應(yīng)保持其水溫在 20℃±3℃。

8.2 用手鏟將水下不分散混凝土拌合物從水面處向水中落下，澆入試模中。每次投料量為試模容積的 1/10 左右，投料應(yīng)連續(xù)操作，料量應(yīng)超出試模表面，每個試模的投料時間約為 0.5~1min。水下澆注方式如圖 T 0551-1 所示。

圖 T 0551-1 水下不分散混凝土澆注方式（尺寸單位：mm）

8.3 將試模從水中取出，靜置 5~10min，使混凝土自流平、自密實而達(dá)平穩(wěn)狀態(tài)。

8.4 用木錘輕敲試模的兩個側(cè)面以促進(jìn)排水，超量澆注的混凝土在初凝之前用抹刀抹平，然后將其放回水中。

8.5 放置 2d 拆模，在水中進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)，試件之間應(yīng)保持一定距離，每一齡期以 3 個試件為一組。

8.6 當(dāng)達(dá)到預(yù)定齡期時，從水中將試件取出，進(jìn)行測試。

條文說明

為規(guī)范混凝土試件的制作過程，特制定本方法。本方法規(guī)定了非圓柱試件和圓柱試件的試件尺寸，并規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)試件的橫截面最短尺寸應(yīng)大于最大粒徑 3 倍。

在試件成型時，根據(jù)混凝土坍落度的不同，坍落度小于 25mm、25mm~90mm、大于 90mm、自密實混凝土，分別提出不同成型方法。

本方法參照《巖土錨桿與噴射混凝土支護(hù)工程技術(shù)規(guī)范》（GB 50086—2015）中噴射水泥混凝土試件現(xiàn)場取樣方法。

使用小直徑芯樣試件可能會造成樣本的標(biāo)準(zhǔn)差增大，其強度可按《鉆芯法檢測混凝土強度技術(shù)規(guī)程》（JGJ/T 384—2016）的規(guī)定進(jìn)行計算與推定。，建議使用標(biāo)準(zhǔn)芯樣試件確定水泥混凝土抗壓強度值。