摘要:混凝土強度的檢驗是結構實體檢驗的主要項目之一,本文對同條件養護試件和標準養護試件的區別,應用回彈法和鉆芯法檢測混凝土強度時易出現的錯誤等問題進行了探討。
關鍵詞:混凝土強度;同條件養護試件;標準養護試件;回彈法;鉆芯法
1 、前言
在工程建設領域,鋼筋混凝土結構占據了相當大的比例。混凝土強度的檢驗是檢查鋼筋混凝土結構質量的主要項目之一。《混凝土結構工程施工質量驗收規范》(GB502042-2002) (以下簡稱“驗收規范”) 明確要求,對涉及混凝土結構安全的重要部位應進行結構實體檢驗,如柱、墻、梁等。本文就結構實體中混凝土強度檢驗問題進行分析和討論。
2、不同養護條件的混凝土試件強度
2.1、同條件養護試件
在國內傳統的混凝土施工中,一般留置有同條件養護混凝土試件,按照施工工序的需求,為工序交接提供依據。其取樣條件、數量、養護要求等均無明確規定,只是一種施工過程中的常規做法。現行的《驗收規范》中規定:對于混凝土強度的檢驗,每次取樣至少留置一組標準養護試件,同條件養護試件的留置數量根據實際需要確定。《驗收規范》明確了實體混凝土強度檢驗的要求,提出按成熟度法來計算混凝土的早期強度及等效養護齡期的概念。根據國內外已有研究資料,同條件混凝土強度一般低于標準養護條件下的強度,這主要是由于同條件養護試件與標準養護試件的差異,包括溫濕度等條件的差異,因而對同條件養護試件的強度代表值乘了一個折算系數1.10,并按現行國家標準《混凝土強度檢驗評定標準》(GBJ107-87)評定,主要考慮到實際混凝土結構及同條件養護試件可能失水等不利于強度增長的因素。各地區可根據當地的試驗統計結果對折算系數作適當的調整,但需增大折算系數時,應持謹慎的態度。必須指出,在同條件養護試件的要求中,未涉及養護的濕度條件。實際上施工現場實體結構的養護往往達不到規范的要求,而試件按規定養護就較容易實現。這個問題需要作進一步的完善,使同條件養護試件最大程度地代表實體結構混凝土強度。
2.2、標準養護試件
《驗收規范》仍把標養試件強度檢驗評定要求放在強制性條文內。但應該認識到,標養強度難以反映結構中混凝土的真實強度。可以說,標養強度反映的是“材料強度”,同時也代表了結構中混凝土應達到的“期望強度”。所謂“期望強度”是認為對混凝土施工及養護等諸多影響因素,應該在各方面加以克服消除,使實體混凝土強度最終能達到期望強度值。標準養護試件主要是對配合比、攪拌工藝、運輸操作等因素的檢驗,而同條件養護試件涉及澆筑、養護等更多因素的檢驗。《驗收規范》明確“結構實體混凝土強度的檢驗,應以在混凝土澆筑地點制備并與結構實體同條件養護的試件強度為依據”。給出了結構實體檢驗用同條件養護試件齡期的確定原則:同條件養護試件達到等效養護齡期時,其強度與標準養護條件下28 d齡期的試件強度相同。經過試驗研究和工程調查結果顯示,與結構實體組成成份、養護條件相同的同條件養護試件,其強度可作為結構實體混凝土強度的依據,能相對客觀地、較大程度地反映結構實體的混凝土強度。
2.3、驗收層次問題
同條件養護試件強度和標準養護試件強度所對應的驗收層次不同,這是在執行《驗收規范》時需要注意的一點。標養強度是《驗收規范》要求的驗收項目之一,但其只是混凝土分項工程中對某個檢驗批混凝土強度的檢驗評定,合格與否只影響相應檢驗批的驗收。同條件養護試件的強度檢驗則是整個混凝土結構子分部工程驗收中結構實體檢驗的一部分,合格與否直接影響其代表的混凝土強度等級的全部實體混凝土。所以《驗收規范》中要求,結構實體的檢驗采用由各方參與的見證抽樣形式,以保證檢驗結果的公證性。其中明確指出,對結構實體檢驗,并不是在子分部工程驗收前的重新檢驗,而是在相應分項工程驗收合格、過程控制使質量得到保證的基礎上,對重要項目進行的驗證性檢查,其目的是為了加強混凝土結構工程質量的驗收,真實地反映混凝土強度的性能指標,確保結構安全。
3、混凝土實體強度檢測
混凝土強度的實體檢測方法可分為非破損法和局部破損法,這里對回彈法和鉆芯法進行分析。
3.1、回彈法
回彈法是國內進行現場檢測使用較多的一種方法,針對混凝土的現狀,在使用回彈法時應注意以下幾點:
(1) 有條件的地區,應建立地區測強曲線。
(2) 實際工作中經常遇到高濕度環境下的混凝土測強問題,需要通過一系列試驗獲取不同的濕度修正系數。
(3) 碳化深度對回彈推定值影響很大,而實際中混凝土摻合料、脫模劑、粉刷層等因素會影響實際碳化深度的測定,要加以甄別,防止“假碳化”產生的誤判。
對有些檢測部門先磨去表面碳化層再進行回彈的做法提出異議,由于磨去表面碳化層,其表面呈多相組分狀態,因而回彈點不易確定;此外,根據試驗數據,對早齡期碳化深度超過0.5mm的混凝土構件采用鉆芯回彈綜合法進行檢測。
(4) 對于齡期超過14~1000 d 范圍的混凝土,不能直接采用《回彈法檢測混凝土抗壓強度技術規程》(JGJ/T23-2001) 附錄A 的強度換算表進行換算,應采用同條件試件或鉆取混凝土芯樣對內焊法的檢測結果進行修正。按該規程得出的結構或構件的混凝土強度推定值是指相應于強度換算值總體分布中保證率不低于95 %的結構或構件中的混凝土抗壓強度值。實際檢測中,不能直
接將混凝土強度推定值與混凝土設計強度等級的數值做對比。應注意現場混凝土構件的回彈強度推定值往往低于混凝土設計強度等級這一事實,根據檢測的目的和實際情況來綜合判定結構或構件的混凝土強度情況。
3.2、鉆芯法
鉆芯法由于代表性好,直觀,測試誤差小,在國內外得到廣泛應用,在使用鉆芯法時應注意以下幾點。
3.2.1、芯樣尺寸問題
《鉆芯法檢測混凝土強度技術規程》(CECS 03:88)規定,高度和直徑分別為100 mm 和150 mm 芯樣試件的抗壓強度測試值,可直接作為混凝土的強度換算值。但實際檢測時,往往用直徑小于75 mm的小芯樣來作抗壓試驗。有些學者認為直徑小于75 mm 的芯樣強度偏低,標準差較大,其強度換算值存在爭議,需慎重采用。
3.2.2、芯樣強度值的代表性
芯樣雖然是直接從實體結構中鉆取,但其強度仍與實際結構存在差異。因為鉆取過程本身就是對芯樣的一種干擾,累計的損傷會使強度受到削弱。所以芯樣強度值也有一定的局限性和近似性,不能完全地反映出結構實體的真正強度。
3.2.3、用混凝土芯樣修正回彈測試值修正系數法
在《回彈法檢測混凝土抗壓強度技術規程》(JGJ/T23-2001)中明確規定混凝土芯樣修正回彈測試值修正系數的方法,但實際修正效果并不好。在對修正系數法、總體修正量法、局部修正量法等三種方法利用實例進行分析,認為局部修正量法效果最好,因為修正應該是芯樣強度與其對應的測試區回彈值進行比較,不能用抽樣的總體強度進行比較,否則會出現反常現象。
4、結束語
混凝土強度檢驗是工程質量控制的重要環節,也是結構安全鑒定的主要項目。在實際檢測檢驗中,需要對規范、規程的要求真正理解掌握,才能準確檢測實體混凝土的強度,并作出正確評價。《驗收規范》中指出,“結構實體檢驗可采用對同條件養護試件強度進行檢驗的方法進行”。同條件養護試件的要求,第一次明確寫入規范,對它的理解和實際操作,還需要一個過程,但其著重于實體質量檢驗的原則是不言而喻的。
回彈法和鉆芯法在實際檢測中廣泛應用,使用過程的不規范或錯誤做法也經常見到,需要研究和判斷。
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