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文檔簡介
《海水珊瑚骨料快凝快硬混凝土抗壓強度無損檢測方法超聲回
彈法》團體標準編制說明
一、工作簡況
1.1任務來源
標準化工作的重要意義就是通過標準對重復性的事物和概念達到統(tǒng)一，
以獲得最佳秩序和社會效益。2023年1月，中國人民解放軍陸軍工程大學
向中國建筑材料聯(lián)合會遞交標準草案和項目建議書；2023年3月，經(jīng)中國
建筑材料聯(lián)合會專家對立項材料進行審核并提出部分修改意見，修改后，
專家認為該標準項目科學、合理，制定必要性充足，參與起草單位組成和
編制周期合理，同意標準項目上報；2023年5月，中國建筑材料聯(lián)合會發(fā)
文《關于下達2023年第四批協(xié)會標準制定計劃的通知》（中建材聯(lián)標發(fā)〔2023〕
48號），批準團體標準《混凝土抗壓強度無損檢測方法超聲回彈法》立項，
標準項目歸口管理委員會為中國建筑材料聯(lián)合會，標準計劃號為
2023-56-xbjh，標準牽頭單位為中國人民解放軍陸軍工程大學，南京玻璃纖
維研究設計院有限公司負責具體的編制任務。
1.2標準制定的目的和意義
水泥混凝土是當今世界上建筑工程中使用量最大、適用范圍最廣的土
木工程材料，因其原料易得、成本低、操作簡便、耐久性好而廣泛應用于
工業(yè)和民用建筑以及交通、市政、能源、水利、海洋等建設工程中?？炷?/p>
快硬混凝土因具有凝結時間短、早期強度高且耐久性良好等特點，廣泛用
于混凝土路面、機場跑道等需要快速修補的工程以及海港碼頭、橋梁隧道
等快速搶修搶建工程。
南海作為我國最重要的南大門，自古以來對我國都有著重要的戰(zhàn)略價
值，南海海域遼闊，出于政治、軍事和巨大海洋權益的考慮，在南海島礁
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開展大規(guī)模海防工程建設具有非常重要的意義。雖然我國南海島礁上缺乏
大陸常見的天然砂石和淡水資源，但利用南海島礁附近大量存在的珊瑚礁
砂及海水等原材料，不但能節(jié)省施工時間，滿足快速推進工程建設的要求，
而且可以大幅降低由于材料運輸?shù)群馁M的經(jīng)濟成本。海水珊瑚骨料混凝土
材料早期強度發(fā)展較快，恰好能符合快速搶修搶建工程的要求，因此開展
海水珊瑚骨料快凝快硬混凝土材料在南海新型島體用機場跑道修補、彈坑
修補、新型工程搶修搶建等工程領域的應用研究具有重要的國防安全意義
和戰(zhàn)時工程實用價值。
抗壓強度是混凝土非常重要的性能指標之一，傳統(tǒng)的抗壓強度檢測方
法需制作混凝土試塊，養(yǎng)護28天后再進行破壞性實驗，時間周期長。隨著
建筑質(zhì)量控制水平的不斷提高以及混凝土抗壓強度檢測方法技術標準的建
立，回彈法和超聲檢測法這兩類無損檢測技術逐漸在工程中被應用，但由
于這兩類方法與傳統(tǒng)破壞性實驗相比準確率不高，通過結合回彈法和超聲
檢測法兩種無損檢測方法的超聲回彈綜合法技術得到了快速發(fā)展，能更準
確地評價混凝土的抗壓特性，也更適用于快速搶建工程，值得推廣應用。
目前國內(nèi)尚無檢測針對海水拌合珊瑚砂快凝快硬混凝土抗壓強度的快
速檢測方法標準，制定該測試方法的團體標準，能夠在搶修搶建工程中快
速、準確的判斷混凝土是否符合使用抗壓強度的要求，支撐和保障該材料
在國家重點發(fā)展領域的應用需求，為推動我國材料產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供重要的
技術支撐。
1.3標準制定工作的過程
標準制定任務下達后，中國人民解放軍陸軍工程大學聯(lián)合南京玻璃纖
維研究設計院有限公司、江蘇蘇博特新材料股份有限公司、江蘇科技大學
中具有多年生產(chǎn)、測試和標準化經(jīng)驗的人員組成標準起草小組，總結海水
珊瑚骨料快凝快硬混凝土抗壓強度檢測、標準化經(jīng)驗，形成標準草案。
2023年6月28日，起草小組在江蘇南京召開了標準工作組會，對文本
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的各項內(nèi)容進行認真的討論和修改，確定了標準的適用范圍、試驗方法等
內(nèi)容,并制定了相關的試驗計劃，對成員組成和分工以及項目計劃進行了充
分的討論，同時對標準中的指標和測試方法進行商討與確認。
會后，編制組根據(jù)計劃開展了試驗驗證工作，對試驗數(shù)據(jù)進行了整理、
分析和研究，并根據(jù)試驗結果完成了標準征求意見稿和編制說明初稿。擬
于2023年10月向中國建筑材料聯(lián)合會和相關單位發(fā)出征求意見稿。
二、標準編制原則和主要內(nèi)容
2.1標準編制原則
（1）與相關法律、法規(guī)、標準等協(xié)調(diào)一致。
（2）標準結構、格式和表達方式等按照GB/T1.1-2020《標準化工作
導則第1部分：標準化文件的結構和起草規(guī)則》進行編寫。
2.2標準的主要內(nèi)容
本標準對海水珊瑚骨料拌合快凝快硬混凝土的抗壓強度無損檢測方法
相關內(nèi)容進行了規(guī)定，具體包括：
（1）對“海水珊瑚骨料快凝快硬混凝土”和“超聲回彈法”的術語和定義
進行了明確，避免對標準的適用范圍產(chǎn)生歧義。
（2）對試驗過程中涉及到的試驗儀器和材料要求進行了規(guī)定，包括回
彈儀和超聲波檢測儀應符合的標準要求。
（3）對試驗中試塊制備的步驟進行了規(guī)定，包括混凝土材料的制備及
試塊的模具、養(yǎng)護要求等，并給出人工配置海水參考附錄。
（4）對試驗步驟進行了詳細的規(guī)定，包括測試區(qū)域的選擇、測試點的
選擇、回彈測試和超聲測試的步驟，并給出測試點參考圖。
（5）對結果計算公示和試驗報告內(nèi)容進行了明確規(guī)定。
本標準適用于對海水珊瑚骨料快凝快硬混凝土材料抗壓強度的快速測
試，并利用曲線方程推算混凝土的抗壓強度，不作為仲裁試驗或工程驗收
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使用。
三、主要試驗（或驗證）情況分析
為了驗證本標準試驗步驟和結果計算的合理性，編制組開展了充分的
試驗驗證和分析工作。
3.1試塊制備
3.1.1海水珊瑚骨料混凝土材料的制備
目前在快速修補材料方面，高性能混凝土是近年來建筑領域最具創(chuàng)新
性的技術，但當前普通高性能混凝土具有早期強度低、凝結時間長（超過
4h）、自收縮值大（1500με~2000με）等特點，這些特點直接影響高性能混
凝土修復效果和后期服役性能。因此，為更好地利用在南海相關搶修搶建
工程中應用，需要對普通高性能混凝土的膠凝材料組分進行調(diào)整。
經(jīng)項目編制組前期充分的試驗工作，得到了以膠凝材料的最優(yōu)配合比，
并分別測試該配合比在水上的服役性能，包括凝結時間、力學性能等。并
結合項目實際的施工環(huán)境，對水下高性能搶修混凝土的配合比進行調(diào)整，
以滿足它在施工的要求。為因此，本標準驗證試驗工作均以該配合比的海
水珊瑚骨料快凝快硬混凝土材料基礎，并制成大小為
150mm×150mm×150mm的試塊開展驗證，材料配比如下表1所示：
表1海水珊瑚骨料快凝快硬混凝土材料配比
快干水泥砂珊瑚骨料海水
45.1425.5215.959.28
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圖1制備混凝土照片
3.1.2人工海水的制備
海水作為海水珊瑚骨料快凝快硬混凝土的重要組成部分，對混凝土性
能有著較大的影響，為提高內(nèi)陸地區(qū)試驗的便利性，在參考ASTMD1141-98
《StandardPracticeforthePreparationofSubstituteOceanWater》的基礎上，
結合海水珊瑚骨料混凝土應用情況和試驗驗證結果，提出人造海水制方法
備，并在標準附錄A中給出供參考。具體制備過程如下：
溶液A的制備：稱量3889.0g的MgCl2·6H2O，405.6g的CaCl2，14.8g
的SrCl26H2O，溶于7kg的純水中，攪拌至液體完全透明，存儲在密封的
玻璃容器中。
溶液B的制備：稱取486.2g的KCl，140.7g的NaHCO3，70.4g的KBr，
19.0g的H3BO3，2.1g的NaF溶于7kg的純水中，攪拌至液體完全透明，
存儲在密封的玻璃容器中。
將245.34gNaCl和40.94gNa2SO4溶于9kg水中。加入200mL溶液A，
緩慢攪拌，然后加入100mL溶液B，緩慢攪拌，用水稀釋至10L，具體成
分見表2。用0.1mol/L的NaOH溶液調(diào)節(jié)pH值至8.2。
表2人造海水成分表
化合物濃度（g/L）
NaCl24.53
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MgCl25.20
Na2SO44.09
CaCl21.16
KCl0.695
NaHCO30.201
KBr0.101
H3BO30.027
SrCl20.025
NaF0.003
3.2開展驗證試驗
在前期試驗的基礎上已知本次試驗用的海水珊瑚骨料快凝快硬混凝土
的終凝時間約為52min，結合材料的凝固情況來看，抗壓強度測試從混凝土
材料倒入模具起1.5h開始進行第一個試塊的檢測。
快凝快硬混凝土材料前期抗壓壓強變化較大，隨著時間增加變化逐漸
變緩，材料抗壓強度隨時間變化趨勢可參考圖2。根據(jù)材料壓強隨時間變化
趨勢，從第一個試塊開始，后續(xù)測試時間間隔分別為0.25h、0.5h、1h直至
制樣后48h，共針對13個試塊進行試驗，每個試塊依據(jù)回彈測試、超聲測
試和破壞性壓強測試的順序依次開展。
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圖2混凝土材料抗壓強度隨時間變化曲線
3.2.1回彈測試結果
本標準驗證試驗中回彈測試部分參考JTG3450-2019《公路路基路面現(xiàn)
場測試規(guī)程》中T0954-1995《回彈儀測試水泥混凝土強度方法》相關步驟，
依據(jù)上文中提到的時間間隔依次對13個試塊試驗，選擇混凝土澆筑面的側(cè)
面進行回彈值的測試，每個試塊均勻分布不少于9個測試點如圖2所示，
如有氣孔、外露的砂石等避開該點重新選擇附近的測試點。
圖2回彈值測試點分布圖
經(jīng)過測試后，每個試塊得到9個測點數(shù)據(jù)，實驗得到的數(shù)據(jù)如表3所
示，從測得的9個回彈值中剔除1個最大值和1個最小值，根據(jù)其余7個
有效回彈值的平均值得到該試塊的回彈代表值R。
表3回彈值數(shù)據(jù)
回彈值測點序號平均回彈
試塊序號123456789代表值R
124252325262721262625.00
228292032292626273027.86
330303227303127323230.29
430323233333029332931.29
531313434303029343532.00
7/14
630333535333332363333.43
734333131303136333332.29
837373837373936383837.43
937393637363733383636.71
1036404235383936353937.57
1138334042403933373837.86
1239374135393837403938.43
1336384138394140443939.43
圖3回彈值測試拍攝照片
3.2.2超聲測試結果
本標準驗證試驗中超聲測試部分參考T/CECS02-2020《超聲回彈綜合
法檢測混凝土抗壓強度技術規(guī)程》中相關步驟，依據(jù)上文中提到的時間間
隔依次對13個試塊試驗，選擇回彈值測試區(qū)域進行超聲測試，每個試塊均
勻分布不少于3個測試點如圖4所示，如有氣孔、外露的砂石等避開該點
重新選擇附近的測試點。
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圖2超聲值測試點分布圖
經(jīng)過測試后，每個試塊得到3個測點數(shù)據(jù)，實驗得到的數(shù)據(jù)如表4所
示，按公式計算，超聲測距l(xiāng)為150mm，聲時初讀數(shù)t0為0.6μs，
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