渗透系数现场测定方法,渗透系数采样工具
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土石混合体渗透性能的正交试验研究
周中1 傅鹤林1 刘宝琛1 谭捍华2 龙万学2 罗强2
(1.中南大学土木建筑学院 湖南 长沙 410075
2.贵州省交通规划勘察设计研究院 贵州 贵阳 550001)
摘要 土石混合体作为土和石块的介质耦合体,具有非均质性、非连续性及试样的难以采集性等独特的性质,从而给研究带来极大的困难。土石混合体属于典型的多孔介质,其渗透特性与颗粒的大小、孔隙比及颗粒形状关系密切。本文采用室内正交实验,利用自制的常水头渗透仪,研究了砾石含量、孔隙比和颗粒形状三个因素在不同水平下对土石混合体渗透系数的影响。通过正交试验确定了三种因素对土石混合体渗透系数的影响顺序及各因素的显著性水平。提出了土石混合体渗透系数计算公式,并通过试验结果验证了计算公式的正确性,为土石混合体渗透系数的理论计算提供了一个简明有用的计算工具。
关键词 土石混合体 多孔介质 渗透性能 计算公式 正交试验
土石混合体一般由作为骨料的砾石或块石与作为充填料的粘土或砂组成,是介于土体与岩体之间的一种特殊的地质体,是土和石块的介质耦合体[1]。因为土石混合体具有物质组成的复杂性、结构分布的不规则性以及试样的难以采集性等独特的性质,从而给研究带来极大的困难,目前人们对于它的研究仍处于探索之中[2]。渗透与强度和变形特性,都是土力学中所要研究的主要力学性质,其在土木工程的各个领域中都有重要的作用[3]。土石混合体属于典型的非均质多孔介质[4],其渗透特性与颗粒的大小、颗粒组成、孔隙比及颗粒形状关系密切。土的渗透系数可以通过室内试验由达西定理计算得出,然而土石混合体的渗透系数却难以确定,主要原因是:取样困难;难以进行常规的渗透试验;大尺度的渗透试验不仅造价高准确性差,而且试验结果离散度大,难以掌握其规律性。迄今为止,国内还没有对土石混合体渗透性能进行研究的资料,现有研究成果局限于利用物理和数值模拟试验对其变形和力学性质进行研究,而对渗透性还未涉及。因此,能够求出土石混合体渗透系数的计算公式具有重要的理论意义和工程应用价值。
本文研究土石混合体中砾石含量、孔隙比(压实度)和颗粒形状三个因素在不同水平下对土石混合体的渗透系数的影响,找出三因素与土石混合体渗透系数之间的关系,并提出土石混合体渗透系数计算公式。
1 土石混合体渗透性能的正交试验
1.1 正交试验方案设计
在室内试验中考虑砾石含量、孔隙比(压实度)和颗粒形状三个因素对土石混合体渗透系数的影响,就每种因素拟考虑3个水平。对于这种3因素3水平的试验,如果考虑每一个因素的不同水平对基材的影响,则根据组合可得有33组试验,这对人力、物力与时间来说都是一种浪费,因此采用正交试验设计来研究这一问题更为合理。本试验所选取的正交表为L9(34),考虑试验误差的影响,但不考虑各因素间的交互作用(即假定他们之间相互没有影响)。共需9组试验,每组作平行试验3次,共27次渗透试验。本试验中采用的因素与对应的水平数如表1所示,其中粗粒形状分为球形体、六面体和三棱锥3个水平,分别由卵石、强风化石块和新打碎的碎石来近似替代。
表1 正交试验的因素水平
1.2 试样的基本物理力学性质
试验所取土样为正在修建的上瑞高速公路贵州段晴隆隧道出口处典型性土石混合体,其天然状态土的物理指标及颗粒级配曲线见表2和图1。由图1可知现场取回土样的不均匀系数Cu为12.31,说明土样中包含的粒径级数较多,粗细粒径之间差别较大,颗粒级配曲线的曲率系数Cc为1.59,级配优良。
表2 天然状态土的基本物理指标
图1 天然状态土的颗粒级配曲线
1.3 大型渗透仪的研制
《土工试验规程》(SL237—1999)规定粗粒土的室内渗透系数需由常水头渗透仪测试,国内常用的常水头渗透仪是70型渗透仪。70型渗透仪的筒身内径为9.44cm,试验材料的最大粒径为2cm,规范[5]要求筒身内径应为最大粒径的8~10倍,因此70型渗透仪的筒身内径过小,有必要研制大尺寸的渗透仪。自制渗透仪的内径和试样高度至少应为最大颗粒粒径的8倍,即至少应为16cm,另外,考虑到边界效应,试样的上下两头分别增加2cm,因此,自制渗透仪的内径和试样高分别取为16cm和20cm。考虑到土石混合体的渗透性较强,选取进排水管的口径为2cm。自制的大型常水头渗透仪的如图2 和图3所示。
图2 常水头渗透仪示意图
数据单位为cm
图3 自制渗透仪
2 试验结果分析
2.1 试验结果
按正交试验表L9(34)的安排,共需作9组试验,每组试验作平行试验3次,取3次测量的平均值,并乘以温度校正系数
,即可求出每组试验20℃时的渗透系数,渗透系数的测量结果见表3。
表3 渗透试验测定结果
续表
2.2 试验分析
运用正交试验的直观分析法和方差分析法,分析各因素对土石混合体渗透系数影响的主次顺序,绘出因素水平影响趋势图,求出各因素的显著性水平。
2.2.1 直观分析
对试验所得的土石混合体的渗透系数进行正交试验的极差分析,并画出各因素的水平影响趋势图。正交试验的极差分析表见表4,3个因素与渗透系数的关系见图4。
表4 极差分析表
图4 各因素与渗透系数的关系
A—砾石含量;B—孔隙比;C—粗粒形状
由正交试验的极差分析表可以看出,对土石混合体渗透系数影响的主次顺序为A→B→C,即砾石含量→孔隙比→颗粒形状。由各因素与渗透系数的关系图可以看出砾石含量越多渗透系数越大,孔隙比越大渗透系数越大,颗粒磨圆度越大渗透系数越小。在路基工程及大坝工程中,可以通过调节粗颗粒的含量、压实度及颗粒形状以获得工程所需的渗透系数。
2.2.2 方差分析
为了确定因素各水平对应的试验结果的差异是由因素水平不同引起的,还是由试验误差引起的,并对影响土石混合体渗透系数的各因素的显著性水平给予精确的数量评估,需采用正交试验的方差分析法对试验数据进行分析,分析结果如表5所示。
表5 方差分析结果
方差分析结果表明:
(1)因素各水平对应的试验结果的差异是由因素水平不同引起的,而不是由试验误差引起的;
(2)砾石含量对土石混合体渗透系数的影响高度显著,孔隙比对土石混合体渗透系数的影响显著,颗粒形状土石混合体渗透系数的影响不显著。
3 土石混合体渗透系数
3.1 渗透系数与砾石含量之间的关系
众所周知,土石混合体的渗透系数与颗粒的大小及级配有关,本文选择等效粒径d20和曲率系数Cc来表示土的颗粒大小和颗粒级配,原因是文献[3]认为等效粒径d20比其他粒径特征系数更能准确地表示颗粒的大小,而与颗粒级配有关的系数是不均匀系数Cu和曲率系数Cc,不均匀系数Cu只反映土粒组成的离散程度,曲率系数Cc能在一定程度上反映颗粒组成曲线的特性,因而曲率系数Cc更适合于评价土的颗粒级配。不同砾石含量的颗粒级配曲线如图5所示。由图5可以求出各曲线的粒径特征系数,见表6。
图5 试样的颗粒级配曲线
表6 不同粗粒含量时的粒径特征
由图6可知,其他条件相同时,土石混合体的渗透系数k与函数f(d20,Cc)呈线性关系,其中
。
图6 k20-f(d20,Cc)关系曲线
3.2 渗透系数与密实度之间的关系
由正交试验的方差分析可知,孔隙率e对渗透系数的影响虽不如粗粒含量大,但也是很显著的。在其他条件相同时,k与
呈线性关系,如图7所示。
土石混合体
3.3 渗透系数与颗粒形状之间的关系
狄凯尔与海阿特(Tikell and Hiatt)于1938年探讨了颗粒的“棱角性”与“圆度”对渗透系数的影响,并指出颗粒的棱角性越大,渗透系数越大[6]。由正交试验分析表可知Cs1∶Cs2∶Cs3=0.9∶1∶1.2,并且将试验数据进行回归分析,当形状系数Cs1=0.18,Cs2=0.2,Cs3=0.24时与试验结果最为接近,此结论与卡门(Carmen)的研究成果[7]相近。
3.4 土石混合体的渗透系数
由以上分析可知土石混合体的渗透系数与颗粒大小、颗粒级配、颗粒形状及孔隙比有关,同时渗透流体对渗透性也有一定的影响,主要是受液体的动力粘滞度η的影响,大量研究成果表明渗透系数k 与g/η 成正比[3,4,7]。因此,土石混合体的渗透系数计算公式为
土石混合体
式中:k为土石混合体的渗透系数,cm/s;Cs为颗粒的形状系数,m-3;d20为等效粒径,小于该粒径的土重占总土重的20%,m;Cc为颗粒级配曲率系数,
;e为孔隙比;g为重力加速度,9.8 N;η 为液体的动力粘滞度,kPa · s(10-6),η20=1.01×10-6kPa·s。
由公式(1)计算出20℃时土石混合体的渗透系数k20列于表7。与其他物理力学参数相比,土石混合体的渗透性变化范围要大得多。同时,受宏观构造和微观结构复杂性的影响,其渗透性具有高度的不均匀性[8]。为进一步验证公式(1)的正确性,将实测值与由公式(1)得出的计算值进行对比分析,见图8。由图8可知由公式(1)计算出的渗透系数值与实测值基本吻合,9组试样的平均相对误差为21%,这对于离散性很强的土石混合体的渗透系数来说已经具有足够的精确性。
表7 计算值与实测值对应关系
图8 计算值与实测值关系
4 结论
(1)通过正交试验获取了砾石含量、孔隙比和颗粒形状对土石混合体渗透系数影响的主次顺序,并得出各因素的显著性水平,工程设计中可以通过合理调整土石混合体的砾石含量、孔隙比(压实度)和颗粒形状,以达到控制其渗透能力的目的。
(2)土石混合体的渗透系数与等效粒径d20和曲率系数Cc组成的函数
成正比,并与孔隙比函数
成正比。
(3)提出了土石混合体渗透系数的计算公式,并通过试验结果验证了计算公式的正确性,为土石混合体渗透系数的定量预测提供了一个简明有用的计算工具。
参考文献
[1]油新华.土石混合体随机结构模型及其应用研究.北方交通大学博士论文,2001:1~18
[2]油新华,汤劲松.土石混合体野外水平推剪试验研究.岩石力学与工程学报,2002,21(10):1537~1540,60~129
[3]刘杰.土的渗透稳定与渗流控制.北京:水利电力出版社,1992:1~20
[4]薛定谔A E.多孔介质中的渗流物理.北京:石油工业出版社,1984:141~173
[5]中华人民共和国水利部.土工试验规程(SL237—1999).北京:中国水利水电出版社,1999:114~120
[6] Tickell FG,Hiatt WN.Effect of angularity of grains on porosity and permeability of unconsolidated sands.AAPG Bulletin,1938,22(9):1272~1274
[7]黄文熙.土的工程性质.北京:水利电力出版社,1984:60~129
[8]邱贤德,阎宗岭,刘立等.堆石体粒径特征对其渗透性的影响.岩土力学,2004,25(6):950~954
土石混合体渗透性能的试验研究
周中1 傅鹤林1 刘宝琛1 谭捍华2 龙万学2 罗强2
(1.中南大学土木建筑学院 湖南 长沙 410075
2.贵州省交通规划勘察设计研究院 贵州 贵阳 550001)
摘要 土石混合体属于典型的多孔介质,其渗透特性与砾石的百分含量关系密切。通过自制的常水头渗透仪,测定了不同含砾量时土石混合体渗透系数值,研究发现含砾量与土石混合体渗透系数之间存在指数关系;基于幂平均法,提出了土石混合体复合渗透系数的计算公式,并通过试验结果验证了该式的正确性,为土石混合体渗透系数的理论计算提供了一个简明有用的计算工具。
关键词 土石混合体 多孔介质 渗透性能 复合渗透系数 经验公式
土石混合体一般是由作为骨料的砾石或块石与作为充填料的粘土或砂组成,它是介于土体与岩体之间的一种特殊的地质体,是土和石块的介质耦合体[1]。因为土石混合体具有物质组成的复杂性、结构分布的不规则性以及试样的难以采集性等特殊的性质,从而给研究带来极大的困难,目前人们对于它的研究仍处于探索之中[2]。渗透与强度和变形特性都是土力学中所要研究的主要力学性质,其在土木工程的各个领域都有重要的作用[3]。土石混合体属于典型的非均质多孔介质[4],其渗透系数是由高渗透性的砾石和低渗透性的土体复合而成的。土的渗透系数可以通过室内试验由达西定理计算得出,然而土石混合体的渗透系数却难以确定,主要原因是:取样困难;难以进行常规的渗透试验;大尺度的渗透试验不仅造价高、准确性差,而且试验结果离散度大,难以掌握其规律性。因此能够求出土石混合体复合渗透系数的计算公式具有重要的理论意义和工程应用价值。
土石混合体中土与砾石粒径的界限值为5mm,即将粒径小于5mm的颗粒称为土、大于5mm的颗粒称为石,砾石含量用P5表示[1]。利用自制的常水头渗透仪,研究砾石体积百分含量P5从0%逐步过渡到100%(间隔10%)时土石混合体的渗透系数,每种配比作平行试验3次,共33次渗透试验。
1 土石混合体渗透性能试验
1.1 试样的基本物理力学性质
试验所取土样为正在修建的上瑞高速公路贵州段晴隆隧道出口处典型性土石混合体,其天然状态土的物理指标及颗粒级配曲线见表1和图1。由图1可知现场取回土样的不均匀系数Cu为12.31,说明土样中包含的粒径级数较多,粗细粒径之间差别较大,颗粒级配曲线的曲率系数Cc为1.59,级配优良。
表1 天然状态土的基本物理指标
图1 天然状态土的颗粒级配曲线
1.2 大型渗透仪的研制
《土工试验规程》(SL237—1999)规定粗粒土的室内渗透系数需由常水头渗透仪测试,国内常用的常水头渗透仪是70型渗透仪。70型渗透仪的筒身内径为9.44cm,试验材料的最大粒径为2cm,规范[5]要求筒身内径应为最大粒径的8~10倍,因此70型渗透仪的筒身内径过小,有必要研制大尺寸的渗透仪。自制渗透仪的内径和试样高度至少应为最大颗粒粒径的8倍,即至少应为16cm,另外,考虑到边界效应,试样的上下两头分别增加2cm,因此,自制渗透仪的内径和试样高分别取为16cm和20cm。考虑到土石混合体的渗透性较强,选取进排水管的口径为2cm。自制的大型常水头渗透仪如图2和图3所示。
图2 自行研制的渗透仪
图3 常水头渗透仪示意图
数据单位为cm
1.3 试验步骤
首先,将由现场取回的土样烘干、过筛,并根据粒径的大小分为0~5 mm的土和5~20mm的砾石两部分。然后,按照试验要求的砾石体积百分含量P5,以10%的初始含水量配制试样,静置24 h。试验时,将配制好的试样分层装入圆桶中,每层装料厚度30mm左右,分层压实,记录每层的击实数。按上述步骤逐层装样,至试样顶部高出测压孔约3cm为止。测出装样高度,准确至0.1cm。在试样顶部铺一层2cm厚的细砾石作缓冲层。之后,由进水管注入蒸馏水,直至出水孔有水流出,静置24 h使试样充分饱和。用量筒从渗透水出口测定渗透量,同时用温度计测量水温,用秒表测记经一定时间的渗水量,共测读6次,取其平均值,6次结果相差不得超过7%,否则需重新测定。
1.4 试验数据
按照试验设计的各种砾石体积百分含量P5共需作11组试验,每组试验作平行试验三次,取3次测量的平均值,并乘以温度校正系数
,即可求出每组试验20℃时的渗透系数,渗透系数的测量结果见表2。
表2 渗透系数测定结果
2 试验结果分析
2.1 渗透系数与砾石含量的关系
不同含砾量的颗粒级配曲线如图4所示,由图4可以求出各曲线的粒径特征系数及不均匀系数Cu和曲率系数Cc。
图4 试样的颗粒级配曲线
图5为土石混合体砾石含量P5与20℃时渗透系数的关系曲线。从图5可以看出,随着含砾量的增加,渗透系数急剧增加,可见,在设计中可以通过调节砾石的含量来控制土石混合体的宏观渗透性能。
图5 粗粒含量与渗透系数的关系
从图5还可以发现,土石混合体中砾石的含量P5与渗透系数k之间存在指数关系,与文献[6]的研究成果相似,即
土石混合体
式中:k0为P5=0时土的初始渗透系数;n为与土石混合体本身性质相关的常数。对于文中试验值,k0与n分别为0.0006cm/s和8.82。在工程中可以通过少量试验来确定k0,n值,以此来预测不同级配土石混合体的渗透性。
2.2 土石混合体的复合渗透系数
近几十年来,许多学者在揭示影响和决定土的渗透系数内在因素及其相互关系方面进行了大量工作,并取得了有益的成果[7~12],被认为依然有效且目前常用的确定渗透系数的半经验、半理论公式有:
(1)水利水电科学研究院公式[7]:
土石混合体
式中:k10,k20分别为温度为10℃和20℃时的渗透系数(cm/s);η10/η20为温度为10℃和20℃的粘滞系数比;n为孔隙率;d20为等效粒径(mm)。
(2)泰勒(Taylor)[9]用毛管流的哈根-伯努力(Hange-Poiseuille)方程导出渗透系数的表达式:
土石混合体
式中:ds为当量圆球直径,可以用等效粒径d20代替;γw为液体容重;μ为液体粘滞度;e为孔隙比;C为形状系数,通常取C=0.2。
式(2)和式(3)均是针对土体的渗透特性提出的半经验、半理论公式,然而对于非均质性更强、粒径差别更大的土石混合体来说,其适用性不是很强。土石混合体中砾石形成骨架,细颗粒充填孔隙,其渗透系数是由低渗透介质土体的渗透系数kS和高渗透性介质砾石的渗透系数kG复合而成。土石混合体复合渗透系数不是按体积百分含量的简单复合,而是高低渗透性介质的耦合。在参考相关文献[10~12]的基础上,基于幂平均法,本文提出的土石混合体复合渗透系数k复合的表达式为
土石混合体
式中:P5为砾石的体积百分含量,%;kG为砾石的渗透系数,cm/s;kS为土的渗透系数,cm/s;f为系数。
砾石的体积百分含量P5可以由筛分法求出;土的渗透系数kS和砾石的渗透系数kG可以由室内试验直接求出或参考相关资料确定;系数f可以通过少量试验回归分析确定,因此可以说(4)式是一个简明实用的土石混合体复合渗透系数计算公式。
图6 不同计算方法结果比较
为进一步验证(4)式,我们将试验测得的k值与用(2),(3),(4)式计算得到的k值进行对比分析。结果见图6,具体数值见表3。由图6和表3可知据水利水电科学研究院公式和泰勒公式计算结果均高于实测值,尤其是当P5≤30%时,(2)式计算结果和(3)式计算结果比实测值大2~3个数量级,与实测值相差较大。而用本文方法得到的土石混合体的渗透系数最接近实测值,平均相对误差仅为0.6%,能够作为土石混合体渗透系数定量预测的有效工具。在工程设计中,可以根据工程对土石混合体渗透性的要求,依据本文提供的经验公式,调整土石混合体中砾石的含量,达到控制土石混合体渗透能力的目的。
表3 土石混合体渗透系数及相关参数
3 结论
(1)利用自制的常水头渗透仪,测定了不同含砾量时土石混合体的渗透系数值,并指出含砾量与土石混合体渗透系数之间存在指数关系。在工程设计中可以通过合理调整土石混合体中砾石的含量,达到控制其渗透性能的目的。
(2)指出土石混合体的渗透系数是一种由高渗透性的砾石和低渗透性的土体复合而成的,给出了土石混合体复合渗透系数的计算公式,并通过试验结果验证了计算公式的正确性,为土石混合体渗透系数的定量预测提供了一个简明有用的计算工具。
参考文献
[1]油新华.土石混合体随机结构模型及其应用研究.北方交通大学博士论文.2001:1~18
[2]油新华,汤劲松.土石混合体野外水平推剪试验研究.岩石力学与工程学报.2002,21(10):1537~1540,60~129
[3]黄文熙.土的工程性质.北京:水利电力出版社.1984:60~129
[4]薛定谔 A E.多孔介质中的渗流物理.北京:石油工业出版社.1984:141~173
[5]中华人民共和国水利部.土工试验规程(SL237—1999).北京:中国水利水电出版社,1999:114~120
[6]邱贤德,阎宗岭,刘立等.堆石体粒径特征对其渗透性的影响.岩土力学,2004,25(6):950~954
[7]刘杰.土的渗透稳定与渗流控制.北京:水利电力出版社,1992:1~20
[8] Wen X H,Gomez-Hernandez J J.Upscaling hydraulic conductivities in heterogeneous media:An overview.Journal of Hydrology,1996,183:ix~xxxii
[9] Taylor D W.Fundamentals of soil mechanics.John Wiley & SONS,Inc.,1948
[10] Brown W F.Solid mixture permitivities.Journal of Chemical Physic,1955,23(8):1514~1517
[11] Dagan G.Analysis of flow through heterogeneous random aquifers by the method of embedding matrix—1:Steady flow.Water Resources Research,1981,17(1):107~122
[12] Noetinger B.The effective permeability of a heterogeneous porous medium.Transport in Porous Media,1994,15:99~127
谁有水泥的取样标准
取样
常用建材取样试验方法
一、水泥
1、试验规范标准:
(1)、《水泥胶砂强度检验方法(ISO法)》(GB/T17671-1999)
(2)、《水泥标准稠度用水量、凝结时间、安定性检验方法》(GB/T1346-2001)。
(3)、《水泥细度检验方法》(GB175-1992)
(4)、《硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥及粉土等灰硅酸盐水泥》(GB1344-1992)。
(5)、《矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥及粉土等灰硅酸盐水泥》(GB1344-1992
2、编号和取样
水泥出厂前按同品种、同标号来编号和取样,袋装水泥和散装水泥应分别进行编号和取样,每一编号为一取样单位,水泥出厂编号按水泥厂年生产能力规定。
3、取样送样规则:
(1)、首先要掌握所购买的水泥的生产厂是否具有产品生产许可证及上海市建委核发的建设工程材料准用证。
(2)、水泥委托检验样必须以每一个出厂水泥编号并不超过400T为一个取样单位,不得有两个以上的出厂编号混合取样。
(3)、水泥试样必须在同一个编号不同部位处等量采集,取样点至少在20点以上,经混合均匀后用防潮容器包装,重量不少于12Kg。
(4)、委托单位必须逐项填写检验委托单,如水泥生产厂名、商标、品种、标号、出厂编号或出厂日期、工程名称、物理检验项目(安定性、强度、细度、稠度、凝结时间等)
(5)、水泥出厂日期超过三个月应在使用前作复检,并留样保存三个月。
二、砂、石
1、试验规范标准:
(1)《水运工程混凝土试验规程》(JT270-1998)、
(2)《水运工程混凝土施工规范》(JTJ268-1996)。
2、砂石的验收
按同产地、同规格分批验收,用大型工具运输的,以600t为一验收批。
3、取样规定:
(1)、在料堆上取样时,取样部位应均匀分布。取样前,先将取样部位表层铲除,然后对于砂子由各部位抽取大致相等的8份,组成一组样品,对于石子由各部位抽取大致相等的15份(在料堆的顶部、中部和底部各由均匀分布的五个不同部分取样)组成或一组样品
(2)、从汽车、货船上取样时,应从不同部位和深度抽取大致相等的砂为8份,石为16份,分别组成一组样品。
(3)、若检验不合格时,应重新取样。
(4)、石子的送检数量为石子最大粒径×2kg,如最大粒径为31.5mm,则取样数量为31.5mm,则取样数量为31.5×3=63kg。
(5)、每组样品应妥善包装,并附样品卡片,标明样品的编号、名称、取样时间、产地、规格、样品量、要求检验的项目及取样方式。
4、检测项目:
(1)、对于砂子,每验收批至少应进行颗粒级配、含砂量和泥块含量检验,根据工程要求,可增加检测项目,如:表观密度、堆积密度。砂子送检数量至少为25kg。
(2)、对于石子,每验收批至少进行颗粒级配、含泥量、泥块含量检验。(其中针片状颗粒含量和压碎指标检验,当试验连续三次以上符合要求时,可一个月做一次,再连续三次符合要求,可一季度做一次检测)。根据工程要求,可增加检测项目。
三、钢筋母材
(一)、机械性能
1、试验方法、标准:
(1)、《金属拉伸试验方法》(GB228-1987)
(2)、《金属材料弯曲试验方法》(GB/T232-1999)
(3)、《钢筋混凝土用热扎带肋钢筋》(GB1499-1998)
(4)、《金属材料室温拉伸试验方法》(GB/T228-2002)
(5)、《低碳钢热扎圆盘条》(GB/T701-1997)
(6)、《水运工程混凝土施工规范》(JTJ268-1996)
2、取样规则
(1)、钢筋应按批进行检查和验收、每批重量不大于60t,每批应由同一牌号、同一炉罐号、同一规格、同一交货状态的钢筋组成。
(2)、冷拉钢筋应分批进行验收,每批由重量不大于20t的同级别、同直径的冷拉钢筋组成。
3、取样数量
钢筋的试样数量根据其供货形式的不同而不同。
(1)、直条钢筋、冷拉钢筋,每批应做2个拉伸试验、2个弯曲试验;
(2)、盘条钢筋,每批盘应做1个拉伸试验,2个弯曲试验。
4、取样方法
拉伸和弯曲试验的试样可在每批材料中任选两根钢筋切取,去掉头部50cm,各取一拉一弯
钢筋日常习惯试件长度: 单位(mm)
试件直径 拉伸试件长度 弯曲试件长度 反复弯曲试件长度
6.5~20 300~400 250 150~250
22~32 350~450 300
5、委托书填写:必须填写钢筋的种类、直径、成产厂家、出厂编号或炉号、代表吨位、工程名称、使用单位全称、送样人、送样日期、、见证单位全称、见证人、见证人证号
(二)、钢筋化学分析:
1、试验方法、标准:
(1)、《钢筋混凝土用热扎光圆钢筋》(GB13013-1991)
(2)、《钢筋混凝土用热扎带肋钢筋》(GB1499-1998)
(3)、《钢筋混凝土用余热处理钢筋》(GB13014-1991)
(4)、《炭素结构钢》(GB/700-1988)
(5)、《低碳钢热扎圆盘条》(GB/T701-1997)
2、每一炉罐号的钢材应取一个样进行化学分析;钢筋在加工过程中发现脆断、焊接性能不良或机械性能显著不正常等现象时,应进行化学成分检验或其它专项的检验。化学分析质保书应由供货方提供。
3、试样必须在钢材具有代表性的部位采取,样屑可以钻取、刨取,应粉碎并混合均匀,并去除表面氧化铁皮和脏物。
四、钢筋焊接件:
1、试验规范、标准:
(1)、《水运工程混凝土施工规范》(JT268-1996)
(2)、《钢筋焊接接头试验方法标准》(JGJ/T27-2001)
2、闪光对焊:
①、应从每批成品中切取6个试件,3个作拉伸试验,3个作弯曲试验;
②、在同一班内,由同一焊工完成的300个同级别、同直径钢筋焊接头应作为一批。当同一班内焊接的接头数量较少,可在一周之内累计计算;累计仍不足300个接头,应按一批计算;
③、闪光对焊施焊前如改变钢筋级别、直径或调换焊工时,均应制作两个试样,作冷弯试验,合格后才能按相应的参数成批焊接。;
④、取样尺寸
拉伸钢筋:40~50cm
弯曲钢筋:(D+2.5D)+150mm(适用钢筋直径为10~25mm)注≤2.5mm D=4d d—钢筋直径
⑤、接头处不得有横向裂纹;接头处的弯折角不得大于4度;接头处的钢筋轴线偏移,不得大于0.1倍钢筋直径,同时不得大于2mm。
3、电阻电焊
①、凡钢筋级别、直径及尺寸均相同的焊接制品,即为同一类型制品,每200件为一批;②、热扎钢筋点焊应作抗剪试验,试件为3件;冷拔低碳钢丝焊点,除作抗剪试验外,还应对较小钢丝作拉伸试验,试件为3件。
4、电弧焊
①、在工厂焊接条件下,以300个同类型接头(同钢筋级别、同接头型式)为一批;不足300个时,仍作为一批。
②、从每批成品中切取3个接头作拉伸试验,取样尺寸40~60cm。
③、进行电弧焊,施焊前或改变钢筋级别、直径、焊条型号,调换焊工时,应制作2个拉伸试验,试验结果大于或等于该类钢筋的抗拉强度时,才允许正式试焊。
④、电弧焊焊缝长度单面焊10d,双面焊5d(d—钢筋直径)。
5、焊接件委托书填写:
必须填写钢筋的种类、直径、焊接形式、焊工姓名、焊工证号、工程名称、使用单位全称、送样人、送样日期、代表接头数量、见证单位全称、见证人、见证人证号。
五、混凝土试件:
1、试验规范、标准:
(1)《水运工程混凝土施工规范》(JTJ268-1996)
(2)《水运工程混凝土试验规程》(JTJ270-1998)
2、混凝土试件的取样频率:
(1)、现场搅拌混凝土:
混凝土试样应在混凝土浇注地点随机抽取,取样频率应符合下列规定:
①、连续浇筑大于40m3的混凝土时,每100 m3取一组,不足100 m3者也应取一组。
②、连续浇筑小于等于40 m3时,每20~40 m3取一组;小于20 m3每工作班取一组。
③、当配合比有变动时,每一配合比均应留置试件。
(2)、商品混凝土
①、用于交货检验的混凝土试样应在交货地点采取,按每100m3相同配合比的混凝土,取样不少于一次,一个工作班拌制的相同配合比的混凝土不足100 m3时,取样不少于一次,当在一个分项工程中连续供应相同配合比的混凝土大量大于1000 m3时,其交货检验的试样为每200 m3混凝土取样不得少于一次。
②、用于出厂检验的混凝土试样不得少于一次,每一工作班相同的配合比的混凝土不足100盘时,取样亦不得少于一次。
③、对于预拌混凝土拌合物的质量,每车应目测检查,混凝土坍落度检验的试样,每100m3相同的配合比的混凝土取样检验不得少预一次,当一个工作班相同配合比的混凝土不足100 m3时,也不得少于1次。
3、混凝土试样的见证送样:
混凝土试件必须由施工单位送样人会同建设单位(或委托监理单位)见证人一起陪同送样,进试验室时,应认真写好“委托单”上所要求的全部的内容,如工程名称、使用部位、设计强度等级、捣制日期、配合比、坍落度等。
六、水泥砂浆
1、试验规范、标准:
(1)、《水运工程混凝土试验规程》(JTJ270-1998)
(2)、《水运工程混凝土施工规范》(JTJ268-1996)
2、取样方法
每批水泥垫块制作均须成型3个试件,尺寸为70.7×70.7×70.7,有三联模。
3、委托填写:
委托单位全称、工程名称、工程部位、配合比、成型日期、每方水泥用量、水泥品种、送样人、送样日期、见证单位全称、见证人、见证人证号、抗压强度。
七、混凝土外加剂:
1、外加剂试验方法、标准:
(1)、《混凝土外加剂》(GB8076-1997)
(2)、《混凝土外加剂匀质性试验方法》(GB/T8077-2000)
2、外加剂种类:
普通减水剂、高效减水剂、缓凝高效减水剂、早强减水剂、缓凝减水剂、引气减水剂、早强剂、缓凝剂、引气剂等九种。
3、取样的数量:
每批取样量不少于0.2T水泥所需用的外加剂量;每一编号取得的试样应充分混均,分为两等份,一份按GB8076-1997标准规定方法与项目进行试验,另一份要密封保存半年。取样代表数量每一编号不大于10t。并提供出厂质保书。
4、检测项目:
(1) 液体:固体含量、密度、PH值、减水率(不必每次做)。
(2) 固体:含水量、细度、砂浆减水率
八、混凝土泵送剂:
1、试验规范、标准:
《混凝土泵送剂》(JC473-2001)
2、取样数量:
每批取样量不少于0.5T水泥所需用的泵送剂量;每一编号取得的试样应充分混均,分为两等份,一份按JC473-2001标准规定方法进行试验,另一份要密封保存半年。取样代表数量每一编号不大于10t。并提供出厂质保书。
3、检测项目:
液体:固体含量、密度、水泥净浆流动度(不必每次做)
九、粉煤灰:
1、试验规范、标准:
(1)、《港口工程粉煤灰混凝土技术规程》(JTJ/T273-1997)、
(2)、《水运工程混凝土试验规程》(JTJ270-1998))、
(3)、《水泥化学分析方法》(GB/T176-1996)。
2、粉煤灰的取样应以同一灰源连续供应的200t相同等级的粉媒灰为一批,不足200t时,按一批计。
3、散装灰的取样,应从每批不同的部位取得15份试样,每份不得少于1kg混合均匀,按四分法缩取比试验用量大一倍试样。取样数量6kg。
4、试验项目:
(1)、一般检测项目:细度、烧矢量;
(2)、全套检测项目:细度、烧矢量、含水率、需水量比、三氧化硫每批粉媒灰应测定细度、烧失量,当灰源变化时,应测定SO3和需水比,同一灰源每季度应测定一次SO3含量。
十、粒化高炉矿渣粉:
1、试验规程、标准
(1)、《粒化高炉矿渣微粉在水泥混凝土中应用技术规程》(DG/TJ08-1999)
(2)、《用于水泥和混凝土中的粒化高炉矿渣粉》(GB/T18046-2000)。
2、取样方法:
在20个以上不同部位取等量样品,总量至少20kg,试样混匀后,按四分法缩取处比试验所需量大一倍的试样。取样数量:6kg。代表数量每批不得大于200t。
3、试验项目:
活性指数、流动度。
十一、充填用砂:
1、试验规范、标准
(1)、《水运工程混凝土施工规范》(JTJ268-1996)
(2)、《水运工程混凝土试验规程》(JTJ270-1998)
2、从同一取砂点取样,每1000m3为一个样,用四分法缩分成一份试样。取样数量为8kg。
3、质量评定标准:
①、当砂粒径大于0.075mm的含量大于总质量的91%以上,可判该砂样质量符合要求,不必再做0.05mm粘粒含量的检测。
②、当砂粒径大于0.075mm的含量大于总质量的85~90%之间,再增加粒径大于0.05mm的含量的检测,当粒径大于0.05的含量大于总质量的90%时,则该批砂样质量符合要求。
4、检测项目:
颗粒级配、含泥量
十二、土工织物:
1、试验规范、标准:
(1)、《土工布的取样和试验准备》(GB/T13760-1992)
(2)、《水运工程土工织物应用技术规范》(JTJ/T239-1998)
2、确定抽样数量:
380g/ m2复合布、230g/
m2机织布随机抽样以10000m2一个,加筋带、丙纶绳随机抽样以20000m一个,每供货批取样不少于一个
3、选择卷装:
抽取的卷装个数确定后,到产品车间、仓库或交货场地选择卷装,应作到随机抽取,无破损,黑色塑料包装应完整。
4、剪样品:
(1)卷装好,所选的卷装上剪取全幅宽的一段作样品,样品长度应满足所有的检测项目对试样尺寸的要求,保证全套试验的试样在同一样品剪取。一般土工布以6m2、加筋带7m、丙纶绳15m、包缝长3m(宽40cm)为宜。
(2)样品应避开卷装的头两层、污渍、折痕、破洞以及非生产原因产生的其他可见疵点
5、标记样品:
用箭头标记标明卷装的长度方向(即产品的纵向或径向)、供货方或生产方、产品名称、卷号、取样日期。
6、保存样品
做好标记后,将其卷起,不要折,交送检测部门。
7、检测项目:
(1)、380g/ m2复合布、230g/ m2机织布:
单位质量、厚度、抗拉强度、延伸率、梯形撕裂强度、顶破强度、刺破强度、落锥穿透直径、孔径、垂直渗透系数。
(2)、加筋带、丙纶绳:
单位重量、拉伸负荷、伸长率。
说 明:
为确保进场材料的质量,根据《水运工程施工监理规范》(JTJ216-2000) 6.1.5的规定,对施工单位自行检测的材料和混凝土试件,监理应按施工单位检测数量的10%进行平行试验。应做到计划与随机相结合,平行试验项目既要有重点,又要有面,既可按比例抽样也可针对项目中发现的问题加密取样,总之要有代表性,并全面监控。平行试验工作不能由施工单位试验室代替,更不能随意到任意一试验部门进行试验,平行试验工作不能影响施工进度,更不能先用后试。如施工单位复检结果与监理的平行检测结论不一致时,以监理平行检测结果为准,不合格应做退货处理,并做好退货台帐