建筑主体结构混凝土强度检验与评定若干问题.pdf

2 01 0卑 6月 第 7卷第 2期 深圳 土木 与建 筑 V OL 7 NO 2 I UN2 0 1 0 建筑主体结构混凝土强度检验与评定若干问题 谭志仁 1肖宇明 2 ( 1 深圳市建设工程质量监督总站 ) 1关于混凝土分项工程的混凝土强度检验与 评定 在国家标准 混凝土结构工程施工质量验收规 范G B 5 0 2 0 4中明确规定：混凝土分项工程结构构 件的混凝土强度应按现行国家标准 混凝土强度检 验评定标准G B l l 0 7 的规定分批进行检验评定。 根据上述两个标准的规定，结合笔者多年的工作经 验 ，认为当前一些相关的从业人员对标准的模糊理 解必须加以澄清。 G B 5 0 2 0 4和 G B J 1 0 7都规定混凝土强度应分 批进行检验评定，一般地不应 以个别组试件未达到 设计强度等级的强度标准值就判定某构件 的混凝 土强度不符合设计要求 。在个别特殊情况下，甚至 一 个验收批 试件 的强度平均值 略低于 强度等级标 准值，用统计法做批量评定时，该批混凝土强度也 可能评为合格。笔者曾对一批等级 C 1 0 0的大流动 性混凝土的强度检验评定中遇到过这种情况 ，这是 因为该批混凝土均匀性与易性十分好，生产控制也 十分严格，其试件强度标准差很小的缘故 。反过来 说，当试件数量不足，只能用非统计法时，即使全 部试件强度 都超过 ，强度评定也不一定合格 ， 因为 这 时 要 求 试 件 平 均 强 度 必 须 满 足 m 。 1 1 5 厂 c k 。 除非出现了试件强度最小值不满足要求， 或只有一组试件，否则不能根据个别组试块强度是 否 厶u 来判定一个验收批混凝土强度 是否合格。 当然，如 , R 果在一段时间内出现多组试块强度达不到 厂 c 值 ，验收批混凝土强度评定不合格 的可能性就 会大大增大，施工人员应引起充分注意，应立即查 明原因加 以改进 。 关于验收批 的划分 ，G B J 1 0 7规定 ： “ 一个 验收批的混凝土应 由强度等级相 同、龄期相 同以及 生产工艺条件和配合 比基本相 同的混凝土组成 。” 这是从混凝土的材料特性出发来考虑， 要求一个验 收批的混凝土来 自同一个母体 。G B J 1 0 7提 出划分 验收批的另外一个原则是： “ 对施工现场 的现浇混 谭志仁，深圳市建设工程质量监督总站，高级工程师 地址：深圳市福田区振兴路 1号 电话 ：1 3 6 0 3 O 儿 9 6 0 凝土， 应按单位工程的验收项 目划分收批”。 在 建 筑工程施工质量验收统一标准 G B 5 0 3 0 0中更 明确 规定 “ 分项工程可 由一个或若干检验批组成，检验 批可根据施工及质量控制和专业验收需要按楼层、 施工段、变形缝等进行划分。”这是从考虑施工条 件及方便验收作出的规定，笔者认为 ，这两个验收 批划分的原则都应 同时兼顾 。目前我国一般建筑工 程混凝土生产所用 的材料并不十分稳定，同一工程 项 目相同规格混凝土的原材料变化是常有的事 ，原 材料的变化必然带来配合比的变化，造成混凝土材 料特性也随之发生变化 ，不少施工单位在提交的混 凝土强度统计资料中，把一个单位工程中同强度等 级的混凝 土试件强度全部归到一起进行评定计算 ， 而没有严格按验收批划分的原则分批评定，实际上 就有可 能把本不属于 同一个母体的不同验 收批 的 混凝土强度硬捏在一起进行统计计算，这将导致统 计特征值失真，不能客观反映实际施工质量的控制 水平 ，可能造成错判。一旦出现评定不合格 ，也就 加大 了不合格所覆盖的范围，增加 了质量问题处理 的难度。 在 G B 5 0 2 0 4及 G B J 1 0 7中都规定， 在混凝土 分项工程验收中，用混凝土标准尺寸立方体试件抗 压强度来评定结构构件的混凝土强度，规范同时也 提 出 “ 当混凝土试件强度不合格时 ，可采用非破损 或局部破损的检测方法，按国家现行有关标准的规 定对结构构件中的混凝土强度进行推定，并作为处 理的依据 。”这里应该指出的是：非破损或局部破 损检测得到的是结构构件中混凝土强度的推定值 ， 它与试件强度评定值含义不同、数值不等。关于这 一 点还要在后文中进一步讨论。另一点要指出的是 这个推定值只作为质量 问题处理的一个依据，而不 是强度评定的依据 。由此可得 出结论：标准立方体 试件 的抗压 强度是混凝土分项工程验收 中检验 评 定结构构件混凝土强度是否合格的唯一依据 。因此， 施工中标准立方体试件的留置与检验，对混凝土分 项工程的质量验收是一个极为重要的环节 ，施工单 位必须给予充分的重视 。作为检测见证人的监理工 程师 ，也应对立方体试件的留置与检验实行全程跟 踪监控 ，务求使立方体试件强度检验 的结果真实、 183 Q Q生 且 簋 7卷第 2期 深圳 土 木 与建 筑 V O L 7 N O 2 I U N 2 0 1 0 有效 。 何谓标准立方体试件 ?G B J 1 0 7给 出了明确的 规定： “ 检验评定混凝土强度用的混凝土试件，其 标准成型方法，标准养护条件及强度试验方法均应 符合现行国家标准 普通混凝土力学性能试验方法 的规定，”这些规定应 己为广大相关的从业人员所 熟知，此处不在赘述。 根据笔者了解 的情况，目前在混凝土试件检验 工作中有以下几个方面应引起注意： ( 1 )按分批检验评定的原则，混凝土试件 留 置的时机及数量必须与批的划分相适应。验收规范 规定了试件留置的最少数量，必须满足。但还应考 虑分批验收的要求，最好做到每一个验收批都留有 足够数量 ( 不宜少于 1 0组)的试件 ，以便可以按 统计法进行强度评定。这样做 的结果是 ：评定结果 较能更真实反映实际，也能减少错判与漏判的机率。 ( 2 ) 不少施工单位的试验人员没有经过专门培 训，对标准规定的检验方法不熟悉，不按标准的规 定操作，试件制作、养护条件与试件管理失控 ，使 检验结果严重失真 。有的单位用本应报废的试模制 作试件，致使试件尺寸，平面度和相邻面垂直度严 重超差。有的混凝土试件强度检验结果与合格标准 相差甚远，而经实体取芯检验证实其强度 尚能满足 设计要求 ，再如有的检验批的试件检验，其试件强 度组 内离差过大不能作为评定依据的组数多达 1 0 左右 ，这些现象的出现可能就是上述原因造成的。 ( 3 )不少建设工程项 目的施工现场没有建立 起标准养护的条件 ，把混凝土试件埋在湿砂中或放 在露天水池中，养护温度没有控制 。这样做养护环 境的湿度虽然基本上满足要求，但养护温度随气温 变化，夏季造成试件强度偏高，而冬季又造成强度 偏低，用这样的试件检验得出的强度既非标准养护 强度 ，亦非同条件养护强度，在混凝土强度检验评 定中没有意义 ，是不能采用的。即使要用到同条件 养护试件 ，其留置数量、养护方法也是有明确规定 的，不能随意。 在这里还应该指 出：同条件养护 的试件强度， 在混凝土分项工程验 收中不参与混凝土 的强度评 定，而是施工过程控制中需要用到的强度数据 ，其 留置数量能满足施工控制所需即可。其试验龄期也 是根据施工需求进度要求来确定 ，而不是 2 8天标 准龄期。但在混凝土主体结构子分部工程实体混凝 土强度验收中，等效龄期的同条件养护试件强度则 是检验评定的主要依据 。同条件养护试件强度在这 两种情况下的作用不同，试件 留置数量不同，试验 龄期不同，不可混淆 184 2关于混凝土结构子分部工程中结构实体混 凝土强度 的检验 与评定 质量验收规范规定，在混凝土结构子分部工程 验收时，除了要求混凝土分项工程的混凝土强度 已 通过检验评定合格之外，还应对结构实体的混凝土 强度进行检验评定，具体做法在 G B 5 0 2 0 4附录 D 中已有明确规定。 结构实体混凝土 强度检验评 定与混凝土 分项 工程验收 中的混凝土强度检验 评定相 比较有 以下 一 些不同特点，在执行中应予 以注意： 结构实体强度检验并不 是在子分部工程验 收前的重新检验，而是在分项工程验收合格 的基础 上，对结构安全的重要部位的重要项 目进行的验证 性检验， 所 以它是有针对性的， 而非随机抽样检验 ， 试件 的取样与养护条件必须与受检验 结构构件或 部位的养护条件相一致。 同条件养护混凝土试件 能较好地反 映结构 实体混凝土的强度 ，而后者 由于养护条件的差异， 通常低于标准养护条件 的混凝土强度 ，因此，同条 件养护 的混凝土试件强度通常不等于标准养 护的 混凝土试件强度，而 G B J 1 0 7的判定依据是标准养 护的试件强度 ，同条件养护试件强度不能直接 弓 l 用 ， 而应乘一个折算系数转换为标准养护试件强度，才 能按 G B 1 0 7进行强度评定，规范规定 ，在没有取 得可靠依据的情况下，折算系数取 1 1 。 在混凝土分项工程的验收中，标准养护的混 凝土立方体试件强度是唯一强度评定依据 ，而在混 凝土结构子分部工程的验收中，除了采用同条件养 护 的混凝土立方体试件强度作 为主要强度评 定的 依据外，也可根据合 同的约定，采用非破损或局部 破损 的检测方法，按 国家现行有关标准的规定进行， 关于这个 问题，在下节将进一步讨论。 3关于非破损或局部破损检测方法应用问题 的 讨 论 目前在工程检测 中应用最广 的非破损或局部 破损检测法是回弹法和钻 芭 = 法，其它方法因为应用 上还不够成熟或操作比较困难而极少采用。以下就 这两种方法的应用进行讨论 。 3 1两种方法的适用性 回弹法：属于非破损检测方法，对结构不造 成破坏， 具有快速简便的特点， 适合于大面积普查 ， 由于回弹法 的基本原理是测 出混凝土 的表面硬度 ， 再 由表面硬度与 强度 的相关关系推定混凝土 的强 度，所 以表层与内部质量有 明显差异或 内部存在缺 陷的混凝土不适用 回弹法检测，事实上混凝土表里 质量差异总是存在的，只是程度不同，对表面硬度 2 0 1 0年 6月 第 7卷第 2期 圳 土 与建茧 V 0 L _ 7 N 0 2 I U N 2 0 1 0 与强度的相关关系的影响不同而己。为此，回弹规 程 I G J T 2 3对个别普遍存在的影响因素给出了修正 方法，例如碳化修正和泵送混凝土的修正，但也很 难对工程中常遇到的影响因素逐个进行修正 ，例如 混凝土的成型工艺。混凝土中掺加粉煤灰等掺合料， 掺各种外加剂 、膨胀剂、大流动性免振混凝土的应 用 以及测 区表面混凝 土的含水率 的变化等都可 以 对回弹值 ( 反映了混凝土的表面硬度 )与强度的相 关关系产生影响，很难用几个简单的修正系数覆盖 所有可能出现的情况，目前对这方面的实验研究还 是很不充分。为 了提高回弹检测的准确度 ，回弹规 程建议优先采用专用测强曲线、地区测强曲线，但 由于建立专用或地 区曲线要做大量对 比和验证试 验 ，费时费力，目前极少采用。回弹法规程还提出 可 以用钻芯法或 同条件养护 的立方体试件对 回弹 检测结果进行校正，这样做可以在一定程度上克服 回弹法的缺点。 钻芯法 ：属于局部破损检测方法，由于钻芯 试件可 以直接取 自混凝土结构实体，排除了外在因 素的影响，具有很高的可信度 ，如果检测全过程能 严格执行钻芯法技术规程 C E C S 0 3的规定，检测得 到的芯样试件 强度值 与混凝土结构 实体钻芯部位 的混凝土强度十分接近 ，因此还可 以用它校核回弹 检测 的测 区强度换算值 。由于钻芯法检测对结构混 凝土在钻芯部位造成局部破损，钻芯的部位和数量 应考虑结构安全 问题，钻芯位置还应避开受力钢筋 ， 在布筋密的构件 中，有可能难于找到合适的钻芯位 置 ，甚至不得不钻取直径更小的芯样 ，小芯样 由于 受粗骨料影响，试验结果较离散 ，给强度判定带来 困难。上述这些因素使钻芯法在检测部位和钻芯数 量上受到一定限制，另外，芯样的加工精度对获取 准确的芯样强度是至关重要 的，不采用专业 的岩石 切割机和端面磨平机 是很难 以满 足技术规程对 芯 样加工精度要求的。 3 2两种方法在混凝土强度评定 中遇到的困难 在 G B 5 0 2 0 4中， 直接指定 G B J 1 0 7作为唯一的 混凝土强度评定依据 ，G B J 1 0 7规定 “ 检验评定混 凝土强度用 的混凝土试件 ，其标准成型方法、标准 养护条件及强度试验方法均符合国家标准 普通混 凝土力学性能试验方法的规定。”在这里，不妨 称这种试件强度为标准立方体试件强度 ，在结构实 体检验时用的同条件养护试件，由于其养护条件是 非标准的，在依据 G B J 1 0 7进行强度评定时，显然 不能直接采用其强度代表值 。 无论回弹法或钻芯法检验得到 的都不 是混凝 土的标准立方体试件强度 ，显然，把它们当作标准 立方体试件强度依照 G B J 1 0 7进行强度评定的做法 是错误的。 那么 ，回弹法与钻芯法获得 的强度值与标准立 方体试件强度或 同条件养护立方体试件强度是什 么关系呢 ?下面 引述 回弹规程 和钻 芯法规程 的正 文和其条文说 明对这个 问题 的解释。 回弹法得到的结构或构件的混凝土强度推定 值 ，在 回弹规程正文 中定义为 “ 相应于强度换算总 体分布 中保证率不低于 9 5 的结构或 构件 中的混 凝土抗压强度值。”在条文说明中更进一步说明： “ 本规程定义强度推定值为结构或构件本身的强 度值。” “ 一般情况下，结构或构件 由于制作、养 护等方面原因， 其强度值要低于同条件试件强度 ” ， “ 该强度 与标准养护或同条件试件存有差异，因此 不能据此结果对构件 的设计强度等级给出合格 与 否的结论。”这里，只说明了回弹法检测得到混凝 土强度推定值不等于标准立方体试件强度 ，也不等 于同条件养护立方体试件强度，至于能否折算和怎 么折算成标准立方体试件强度，没有说 明。没有取 得标准立方体试件抗压强度，就不可能按 G B J 1 0 7 对混凝土强度 的合格性作出判定 。这就是用回弹法 检测进行混凝土强度检验评定遇到的困难。 钻 芯法检测 得到 的芯样试件混凝土抗压强度 值 ，它与标准立方体试件或 同条件养护试件强度 的 关系 ，旧版钻芯法规程 C E C S 0 3 ：8 8的条文说明列 举了一些相关数据： “ 据国外一些试验结果，由于 受到施工，养护条件影响，结构混凝土强度一般仅 为标准强度的 7 5 8 0 。 据中国建筑科学研究结构 所对试验用板的 8 6 ， 为同条件养护试块的 8 8 。 ” 新版钻芯法规程 C E C S 0 3 ：2 0 0 7删去这段文字并明 确指出；标准立方体强度与芯样抗压强度之间没有 固定的换算关系，从以上的说明中可 以看出：芯样 强度值与标准立 方体 试件 强度值之 间的关系是不 确定 的，通常认为它低于标准立方体试件强度值 ， 用钻芯法无法取得确定的混凝土标准立方体强度 。 与 回弹法一样 ，用钻芯法检验评定混凝土强度时， 遇到了性质相同的困难。 既然同条件养护立方体试件强度值 ，回弹强度 推定值和钻芯芯样强度换算值都代表 了结构实体 的混凝土的强度 ，笔者建议 ：当采用回弹强度推定 值或钻芯强度换算值进行混凝土强度评定时，可以 参照 G B S 0 2 0 4中对待 同条件养护试件强度的做法， 将测 区强度换算值或芯样抗压强度值乘上 1 1的折 算系数取用，再按 G B J 1 0 7进行评定 ，这样做相对 更合理些。 4结论 1 8S 2 0 1 0年 6 月第 7 V 0 L 7 N0 2 I U N2 01 0 预制梁用 C 5 0缓凝早强大流态混凝土的研制与应用 孟伟峰李云龙来立志 ( 深圳市新力源建材实业有限公司 ) I 摘要】根据南坪项 目预制箱 梁的特点，在深圳地 区现有的地材的基础上 ，采用正交法优化配合比，配制 出了优质 的缓凝早 强大流态混凝土，满足 了正常施工的要求和预制箱梁的质量要求。 【 关键词 】缓 凝 旱 强大流 态 正 交法 0引言 南坪预制箱梁对混凝土的技术要求 ： 超缓凝：在预制梁的浇注过程 中，因梁厚度 只有 1 8 c m，只能采取附着式振捣器进行振捣，同 时采用了水平分层浇注法，但在振捣时，整片梁都 处于振捣状态，从而要求混凝土的初凝时间必须大 于整片预制梁的浇注时间，要求缓凝时间不低于 7 个小时。 早强：在早期，需要对预制梁进行张拉，要 求混凝土 3 d强度达到设计强度等级 C 5 0的 9 0 ， 即 45 0 MP a 。 大流动性：预制梁的结构属箱式结构，配筋 比较密， 为满足施工要求 ， 在混凝土的浇注过程中， 要求混凝土具有相对大的流动性。 综上所述， 预制梁用 C 5 0混凝土属于缓凝早强 大流态混凝土。从理论上来讲，缓凝与早强是一对 相互矛盾的组合 ，要保证混凝土缓凝时间的延长势 必要影响到混凝土的早期强度 。通过该项 目混凝土 的研究分析 ，我们认为合理的选择和使用外加剂是 解决矛盾的关键所在 。 1原材料的选择 1 1 7 k 泥 孟伟峰，深圳市新力源建材实业有限公司 地 址 ：深圳 市南 J J 区北环 路南倒 广深 公路 东侧 电话：8 3 9 3 7 0 6 2 为满足 C 5 0预制箱梁早强、缓凝 的要求，选用 高强度等级 、早强的及凝结时间相对较长 的水泥 ， 根据我公司的实际情况，选用大宇水泥厂生产的强 度等级为 P I 5 2 5 R的硅酸盐水泥和广东 “ 华润 ”水 泥厂生产的 R O 4 2 5 R水泥进行试配， 水泥物理性能 见表 1 。 1 2粉煤灰 表 1 水泥物理性能 项目 大宇 R 1 5 2 5 R “ 华润”R O 4 2 5 R 标准稠度 ( ) 2 7 8 2 6 6 龄期( d) 3 2 8 3 2 8 抗折强度 ( MP a) 6 6 9 5 6 7 8 9 抗压强度 ( MP a ) 3 3 3 5 8 4 2 8 6 5 2 3 初凝时间 ( mi n ) 1 2 2 1 2 5 因该混凝土属于预应力混凝土 ，按规范不允许 掺加粉煤灰。但考虑到掺加少量粉煤灰能有效改善 混凝土的工作性 、降低水泥用量等优 点，选用公司 目前使用的台山电厂的 I I 级粉煤灰进行试配，具体 技术指标见表 2 。 表 2 粉煤灰技术指标 l产 地 及 级 别 细 度( ) 需 水 量比( ) 烧 失 量( ) l 台 山I I 1 8 3 9 6 0 7 1 1 _ 3 砂 s1 8 0 鹤 选 用 东 莞 河 砂 ， 该 含 量 ( 1 0 0 宝 度模数较高，可提高混凝土的工作度，减少混凝土 用水量， 减少泌水和离析现象， 具体技术指标见表 3 。 G B J 1 0 7混凝土强度合格性判定的唯一标准 。 取得混凝土标准立方体强度是按 G B 1 0 7对混凝土 强度进行合格性判定的必要条件。 用其他方法检测得到的混凝土强度推定值 ， 是处理混凝土质量问题的一个依据 ，但不是混凝土 强度判定的依据 。 1 86 同条件养护试件的抗压强度 ，按 G B 1 0 7评 定方法得到的强度代表值，乘折算系数 1 1 ，可作 为结构实体混凝土强度判定的依据 ，该折算系数可 根据当地试验统计资料作适当调整 。 注：直接引用标准原文文字用 “ ”号标出。G B J 1 0 7将要修 订 请读者注意 。