12-JTG 3420-2020【水泥及混凝土】试件制作，硬化水泥混凝土现场取样

本方法规定了在常温环境中室内试验时水泥混凝土试件制作与硬化水泥混凝土现场取样方法。

本方法适用于普通水泥混凝土及喷射水泥混凝土硬化后试件的现场取样方法，但因其特殊性所引起的对试验设备及方法的特殊要求，均应按对这些水泥混凝土试件制作和取样的有关技术规定进行。

引用标准：

《混凝土试验用搅拌机》（ JG 244）

《混凝土试验用振动台》 （ JG/T 245）

《混凝土试模》 （ JG 237）

《混凝土坍落度仪》 （ JG/T 248）

《钻芯法检测混凝土强度技术规程》 （ JGJ/T 384）

水泥混凝土拌合物的拌和与现场取样方法 （ T 0521）

2.1 强制搅拌机： 应符合现行《混凝土试验用搅拌机》（ JG 244）的规定。

2.2 振动台：应符合现行《混凝土试验用振动台》 （ JG/T 245）的规定。

（ 1） 非圆柱试模：应符合现行《混凝土试模》 （ JG 237）的规定。

（ 2） 圆柱试模：直径误差小于 1/200d，高度误差应小于 1/100h（ d 为直径， h 为高度） 。

试模的底板平面度公差不超过 0.02mm。组装试模时，圆筒纵轴与底板应成直角，允许公差为 0.5。

（ 3）喷射混凝土试模：尺寸为 450mm×450mm×120mm（长×宽×高） ，模具一侧边为敞开状。

2.4 试件尺寸

常用的几种试件尺寸（试件内部尺寸）和最大粒径规定如表 T 0551-1。所有试件承压面的平面度公差不超过 0.000 5d（ d 为边长）。

注：括号中的数字为试件中集料最大粒径，单位为 mm。标准试件的最小尺寸不宜小于粗集料最大粒径的 3 倍。

2.5 捣棒：直径 16mm，长约 600mm， 并具有半球形端头的钢质圆棒。

2.6 压板：用于圆柱试件的顶端处理，一般为厚 6mm 以上的毛玻璃，压板直径应比试模直径大 25mm 以上。

2.7 橡皮锤：带有质量约 250g 的橡皮锤头。

2.8 钻孔取样机：钻机一般用金刚石钻头，从结构表面垂直钻取，钻机应具有足够的刚度，保证钻取的芯样周面垂直且表面损伤最少。钻芯时，钻头应作无显著偏差的同心运动。

2.9 游标卡尺： 最大量程不小于 300mm，分度值为 0.02mm。

2.10 锯：用于切割适于抗弯拉试验的试件。

3.1 水泥混凝土的拌和应按 T 0521 的规定进行。成型前试模内壁涂一薄层矿物油。

3.2 取拌合物的总量至少应比所需量高 20%以上，并取出少量混凝土拌合物代表样，在5min 内进行坍落度或维勃试验，认为品质合格后，应在 15min 内开始制件或做其他试验。

3.3 当坍落度小于 25mm 时，可采用φ 25mm 的插入式振捣棒成型。将混凝土拌合物一次装入试模，装料时应用抹刀沿各试模壁插捣，并使混凝土拌合物高出试模口；振捣时捣棒距底板 10~20mm，且不要接触底板。振动直到表面出浆为止，且应避免过振，以防止混凝土离析，一般振捣时间为 20s。振捣棒拔出时要缓慢，拔出后不得留有孔洞。用刮刀刮去多余的混凝土，在临近初凝时，用抹刀抹平。试件抹面与试模边缘高低差不得超过 0.5mm。

3.4 当坍落度大于 25mm 且小于 90mm 时，用标准振动台成型。将试模放在振动台上夹牢，防止试模自由跳动，将拌合物一次装满试模并稍有富余，开动振动台至混凝土表面出现乳状水泥浆时为止，振动过程中随时添加混凝土使试模常满，记录振动时间（约为维勃秒数的 2~3 倍，一般不超过 90s）。振动结束后，用金属直尺沿试模边缘刮去多余混凝土，用抹刀将表面初次抹平，待试件收浆后，再次用抹刀将试件仔细抹平，试件表面与试模边缘的高低差不得超过 0.5mm。

3.5 当坍落度大于 90mm 时，用人工成型。拌合物分厚度大致相等的两层装入试模。捣固时按螺旋方向从边缘到中心均匀地进行。插捣底层混凝土时，捣棒应到达模底；插捣上层时，捣棒应贯穿上层后插入下层 20~30mm 处。插捣时应用力将捣棒压下，保持捣棒垂直，不得冲击，捣完一层后，用橡皮锤轻轻击打试模外端面 10~15 下，以填平插捣过程中留下的孔洞。每层插捣次数 100cm2 面积内不少于 12 次。试件抹面与试模边缘高低差不得超过0.5mm。

【照规范来，以后工地试验室都不用买振动台了】

3.6 当试样为自密实混凝土时，在新拌混凝土不离析的状态下，将自密实混凝土搅拌均匀后直接倒入试模内，不得使用振动台和插捣方式成型，但可以采用橡皮锤辅助振动。试样一次填满试模后，可用橡皮锤沿着试模中线位置轻轻敲击 6 次/侧面。用抹刀将试件仔细抹平，使表面略低于试模边缘 1~2mm。

4.1 【同3.1】

4.2 【同3.2】

4.3 当坍落度小于 25mm 时，可采用φ 25mm 的插入式振捣棒成型。拌合物分厚度大致相等的两层装入试模。以试模的纵轴为对称轴，呈对称方式填料。插入密度以每层分三次插入。插捣底层时，振捣棒距底板 10~20mm 且不要接触底板；振捣上层时，振捣棒插入该层底面下 15mm 深。振动直到表面出浆为止，且应避免过振，以防止混凝土离析。一般振捣时间为 20s。捣完一层后，如有棒坑留下，可用橡皮锤敲击试模侧面 10~15 下。振捣棒拔除时要缓慢。用刮刀刮去多余的混凝土，在临近初凝时，用抹刀抹平，使表面略低于试模边缘1mm~2mm。

4.4 当坍落度大于 25mm 且小于 90mm 时，用标准振动台成型。将试模放在振动台上夹牢，防止试模自由跳动，将拌合物一次装满试模并稍有富余，开动振动台至混凝土表面出现乳状水泥浆时为止振动过程中随时添加混凝土使试模常满，记录振动时间（约为维勃秒数的2~3 倍，一般不超过 90s）。振动结束后，用金属直尺沿试模边缘刮去多余混凝土，用抹刀将表面初次抹平，待试件收浆，再次用抹刀将试件仔细抹平，使表面略低于试模边缘 1~2mm。

4.5 当坍落度大于 90mm 时，用人工成型。对于试件直径φ 200mm 的试模，拌合物分厚度大致相等的三层装入试模。以试模的纵轴为对称轴，呈对称方式填料。每层插捣 25 下，捣固时按螺旋方向从边缘到中心均匀地进行。插捣底层时，捣棒到达模底； 插捣上层时，捣棒插入该层底面下 20~30mm 处。插捣时应用力将捣棒压下，不得冲击，捣完一层后，如有棒坑留下，可用橡皮锤敲击试模侧面 10~15下。用抹刀将试件仔细抹平，使表面略低于试模边缘 1~2mm。而对于试件直径φ 100mm 或φ 150mm 的试模，分两层装料，隔层厚度大致相等。试件直径φ 150mm 时，每层插捣 15 下；试件直径φ 100mm 时，每层插捣 8 下。捣固时按螺旋方向从边缘到中心均匀地进行。插捣底层时，捣棒应到达模底； 插捣上层时，捣棒插入该层底面下 15mm 深。用抹刀将试件仔细抹平，使表面略低于试模边缘 1~2mm。

4.6 当试样为自密实混凝土时，在新拌混凝土不离析的状态下，将自密实混凝土搅拌均匀后直接倒入试模内，不得使用振动台和插捣方式成型，但可以采用橡皮锤辅助振动。试样一次填满试模后，可用橡皮锤沿着试模中线位置均匀轻轻敲击 25 次。用抹刀将试件仔细抹平，使表面略低于试模边缘 1~2mm。

4.7 对端面应进行整平处理，但加盖层的厚度应尽量薄。

（ 1） 拆模前当混凝土具有一定强度后，用水洗去上表面的浮浆，并用干抹布吸去表面水之后，抹上干硬性水泥净浆，用压板均匀地盖在试模顶部。加盖层应与试件的纵轴垂直。为防止压板和水泥浆之间的黏结，应在压板下垫一层薄纸。

（ 2） 对于硬化的试件端面的处理，可采用硬石膏或硬石膏和水泥的混合物，加水后平铺在端面，并用压板进行整平， 也可采用下面任一方法： ①使用硫磺与矿质粉末的混合物（如耐火黏土粉、石粉等）在 180~210℃ 间加热（温度更高时将使混合物烘成橡胶状，使强度变弱），摊铺在试件顶面，用试模钢板均匀按压，放置 2h 以上即可进行强度试验； ②用环氧树脂拌水泥，根据需要硬化时间加入乙二胺，将此浆膏在试件顶面大致摊平，在钢板面上垫一层薄塑料膜，再均匀地将浆膏压平； ③在有充分时间时，也可用水泥浆膏抹顶，使用矾土水泥的养护时间在 18h 以上，使用硅酸盐水泥的养护时间在 3d 以上。

（ 3） 对不采用端部整平处理的试件，可采用切割的方法达到端面和纵轴垂直。整平后的端面应与试件的纵轴相垂直，端面的平整度公差在±0.1mm 以内。

5.1 试件成型后，用湿布覆盖表面（或其他保持湿度办法），在室温 20℃ ±5℃ 、 相对湿度大于 50%的情况下，静放一个到两个昼夜，然后拆模并作第一次外观检查、编号。 对有缺陷的试件应除去，或加工补平。

5.2 将完好试件放入标准养护室进行养护，标准养护室温度为 20℃ ±2℃ ，相对湿度在95%以上，试件宜放在铁架或木架上，间距至少10~20mm。 试件表面应保持一层水膜，并避免用水直接冲淋。当无标准养护室时，将试件放入温度 20℃ ±2℃ 的饱和氢氧化钙溶液中养护。

5.3 标准养护龄期为 28d（以搅拌加水开始） ， 非标准的龄期为 1d、 3d、 7d、 60d、 90d、180d。

6 硬化普通水泥混凝土现场试样的钻取或切割取样

6.1 芯样的钻取

（ 1） 钻取位置：在钻取前应考虑由于钻芯可能导致对结构产生不利影响，应尽可能避免在靠近混凝土构件的接缝或边缘处钻取，且不应带有钢筋。

（ 2） 芯样尺寸：芯样直径宜为混凝土所用集料最大粒径的 3 倍以上，不宜小于最大粒径的 2 倍，一般为φ 150mm±10mm 或φ 00mm±10mm，特殊部位可采用φ 75mm 直径芯样。

（ 3） 标记：钻出后的每个芯样应立即清楚地编号，并记录芯样在混凝土结构中的位置。

6.2 切割取样

对于现场取样的不规则混凝土试块，可按表 T 0551-1 所列棱柱体尺寸进行切割，以满足不同试验的需求。

6.3 检查与测量

（ 1） 外观检查：

每个芯样应详细描述有关裂缝、接缝、分层、麻面或离析等不均匀性，必要时应记录下列事项：

集料情况：估计集料的最大粒径、形状及种类，粗细集料的比例与级配。

密实性：检查并记录存在的气孔、气孔的位置、尺寸与分布情况，必要时应拍下照片。

（ 2） 测量：

平均直径：在芯样高度的中间及两个 1/4 处，每处垂直测量 2 次。 6 个测值的算术平均值为 dm，精确至 1.0mm。

平均长度：芯样直径两端侧面测定钻取后芯样的长度及加工后的长度，其尺寸差应在0.25mm 之内，取平均值作为试件平均长度 Lm，精确至 1.0mm。

平均长、高、宽：对于切割棱柱体，分别量取所有边长，精确至 1.0mm。

7.1 喷射水泥混凝土抗压强度标准试块应采用从现场施工的喷射水泥混凝凝土板件上切割或钻芯法制取。

7.2 标准试块制作符合下列步骤：

（ 1） 在喷射作业面附近，将模具敞开一侧朝下，以 80°（与水平面的夹角）左右置于墙脚。

（ 2） 先在模具外的边墙上喷射， 待操作正常后将喷头移至模具位置，由下而上逐层向模具内喷满水泥混凝土。

（ 3） 将喷满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） 在潮湿环境中养护 1d 后脱模。将混凝土板件移至标养室，在标准养护条件下养护7d，用切割机去掉周边和上表面（底面不可切割）后加工成边长 100mm 的立方体试块或钻芯成φ 100mm×100mm 的圆柱体试件，立方体试块的边长允许偏差应为±10mm，直角允许偏差应为±2°。喷射水泥混凝土板件周边 120mm 范围内的混凝土不得用作试件。

7.3 加工后的试块应继续在标准条件下养护至 28d 龄期，进行抗压强度试验。

为规范混凝土试件的制作过程，特制定本方法。本方法规定了非圆柱试件和圆柱试件的试件尺寸，并规定标准试件的横截面最短尺寸应大于最大粒径 3 倍。在试件成型时，根据混凝土坍落度的不同，坍落度小于 25mm、 25mm~90mm、 大于 90mm、 自密实混凝土，分别提出不同成型方法。

本方法参照《岩土锚杆与喷射混凝土支护工程技术规范》 （GB 50086—2015） 中喷射水泥混凝土试件现场取样方法。使用小直径芯样试件可能会造成样本的标准差增大，其强度可按《钻芯法检测混凝土强度技术规程》（JGJ/T 384—2016）的规定进行计算与推定。，建议使用标准芯样试件确定水泥混凝土抗压强度值