摘 要:分析了混凝土結構強度質量試驗的目的和試件的制作,對當前混凝土結構質量評定中的問題作了闡述,并對今后采用的檢測方法作了介紹,盡可能地提高試驗質量和評定的科學性。
關鍵詞:混凝土結構,試件,強度,質量檢測
中圖分類號: TU375 文獻標識碼:A
引言
混凝土強度檢驗是檢查評定混凝土質量的首要工作,用統計的方法評定混凝土質量可以體現建筑施工企業的質量管理水平。雖然GBJ 107 混凝土強度檢驗評定標準已頒布多年,但是,不了解混凝土質量檢驗評定方法的人還尚有存在,不利用評定結果總結經驗指導生產的施工單位隨處可見。另外,現行的GB 5020422002 混凝土結構工程施工質量驗收規范規定,對涉及混凝土結構安全的重要部位應進行結構實體檢驗,其中一項就是利用同條件養護試件強度判定結構實體混凝土強度合格與否,其檢驗評定方法仍按《混凝土強度檢驗評定標準》執行。因此,有必要再次對《混凝土強度驗收評定標準》進行認真學習,正確掌握對混凝土強度的檢驗評定。
1 強度試驗的目的
根據GB 5020422002 混凝土結構工程施工質量驗收規范規定,對混凝土試件進行強度試驗的目的有3 個:1) 用于檢驗結構構件混凝土強度的試件,是利用標準養護的混凝土試件強度檢驗評定該批混凝土的強度是否合格,簡稱標準強度;2) 用于檢驗結構實體混凝土強度的試件,是利用同條件自然養護試件的等效養護齡期強度(等效養護齡期應根據同條件養護試件強度與標準養護條件下28 d 齡期試件強度相等的原則確定) 檢驗評定結構實體混凝土強度合格與否的,簡稱等效強度;3) 用于控制施工過程中混凝土強度的試件,是利用同條件自然養護試件強度判斷施工工藝過程中某一道工序如拆模、斷絲、起吊及施工期間需臨時負荷等可能性的,簡稱施工強度。
2 試件的制作
1) 取樣:混凝土的取樣方法應在“澆筑地點隨機抽取”。使試件強度更接近結構混凝土強度。一般預制構件廠應在混凝土澆筑地點隨機抽取,施工現場應盡量在靠近混凝土澆筑地點隨機抽取;商品混凝土的試樣抽取地點則可由甲乙雙方協商確定。
2) 取樣頻率:施工單位可根據自己的生產特點及所選擇的強度評定方法確定取樣頻率,但不得低于下列《混凝土結構工程施工質量驗收規范》規定:a. 每拌制100 盤且不超過100 m3 的同配合比的混凝土,取樣不得少于1 次; b. 每工作班拌制的同一配合比的混凝土不足100 盤時,取樣不得少于1 次;c. 當1 次連續澆筑超過1 000 m3 時,同一配合比的混凝土每200 m3 取樣不得少于1 次;d. 每一樓層、同一配合比的混凝土,取樣不得少于1 次;e. 每次取樣應至少留置一組標準養護試件,同條件養護試件的留置組數應根據實際需要確定。
3) 試件的成型、養護和試驗:a. 檢驗評定混凝土強度用的試件應符合現行的《普通混凝土力學性能試驗方法》;b. 檢驗結構或構件拆模、斷絲、起吊及施工期間需臨時負荷的混凝土強度的試件、成型方法及養護條件應與施工期間采用的成型方法及養護條件相同,養護齡期一般情況不大于28 d ;c. 檢驗結構實體混凝土強度的試件、成型方法及養護條件應與被檢結構構件的成型方法及養護條件相同,養護齡期(等效養護齡期) 按日平均溫度逐日累計達到600 ℃·d 時所對應的齡期,并且不應小于14 d ,也不宜大于60 d。
3 當前結構質量的評定問題
3. 1 混凝土試件外觀質量不規范,導致試驗結論不準確
在試驗室測試過程中,發現混凝土立方體試件外觀質量存在的問題有:1) 試件尺寸有偏差。試件實測尺寸與公稱尺寸相差較大,其原因是做試件時頂面未刮平、試模固定不緊、試模質量差、變形較大等。2) 試件承壓面與相鄰面不垂直。在測試中發現不少試件承壓面與相鄰面不垂直度大于試驗方法規定值,這主要是由于試模裝配時不加控制所造成的。3) 試件受壓面的平整度不合要求。《普通混凝土力學性能試驗方法》中規定了試件受壓面的平整度要求,但還有部分試件達不到這一要求,主要原因有:試件成型振搗不夠密實;試模不清理殘留物,長期不擦油;混凝土水灰比較大;貼近試模的混凝土試件出現水泡,水分蒸發后留下孔洞;混凝土與試模接觸面產生氣泡等。
由此可見,試件外觀質量的好壞直接影響到立方體試件測試結果。因此,在試驗前首先一定要檢查試件是否有蜂窩、麻面、缺棱和掉角等現象;其次應測量平整度和垂直度。
3. 2 試壓時承壓面位置不正確,影響混凝土試件強度
規范中規定,試件的承壓面與成型時的頂面垂直,但在試驗時如果以成型時的側面為承壓面,會導致試件因表面不平整而提前破壞,從而影響混凝土試件質量的評定。
3. 3 試驗時加荷速度不合要求,影響混凝土質量評定
試驗證明,不同的加荷速度對同一配合比的混凝土試件的測試會產生不同的結果,速度過快或過慢都會影響試驗結果。因此,必須按試驗方法要求進行連續而均勻的加荷,加荷強度要根據混凝土強度等級而定,低于C30 時取0. 3 MPa/ s～0. 5 MPa/ s ,高于或等于C30 時取0. 5 MPa/ s～0. 8 MPa/ s ,當試件接近破壞而開始變形時,停止調整試驗機油門,直至試件破壞,然后記錄試驗荷載數據。
4 抽樣檢驗混凝土強度方法
4. 1 鉆芯檢驗法
鉆取混凝土芯樣是采用內徑為100 mm 或150 mm 的金剛石或人造金剛石薄壁鉆頭。取芯時應在結構或構件的下列部位進行:構件或構件受力較小部位;混凝土強度質量具有代表性的部位;應避開主筋、預埋件和管線的位置;便于鉆芯機的安裝與操作的部位。由于芯樣是在混凝土建筑物上鉆取,因此所得結果能較真實地反映混凝土建筑物的強度情況。高度和直徑均為100 mm或150 mm 芯樣試件抗壓強度值,可直接用以作為邊長為150 mm立方體試件的混凝土抗壓強度。
鉆芯檢驗法的用途較廣,除可應用于建筑施工期間的檢驗外,尚可應用于建筑物已交付使用多時后的復驗,或者由于建筑物的用途變更,建筑物經受了意外災害,必須重新核定建筑物的承載能力,均可借助于鉆芯檢驗法。鉆芯檢驗法也有不足之處,如對薄壁構件及鉆取芯樣對整個結構安全有影響時,不能采用。
4. 2 回彈法
回彈法是一種非破損檢驗法,是利用回彈儀根據事前預測好的硬度—強度曲線來測定結構或構件的抗壓強度。回彈儀可直接測得結構或構件已硬化的混凝土的數據。其不足之處是由于儀器誤差比較大,并且所測得的結果只代表混凝土表層的情況,當表層和內部質量一致時,則測得的強度即是該構件的平均強度。此外,混凝土表面的碳化深度,也對用回彈法檢驗混凝土的強度有相當大的影響,這就需要事先對碳化深度能準確地測定,然后根據經驗對所測混凝土強度作必要的修正。回彈法不能用于早期混凝土強度的檢驗。
4. 3 超聲法
超聲法也是一種非破損檢驗法,它是利用超聲波檢測儀的發射器與接收器放在需要測試混凝土強度的對稱部位,發射器放出的超聲波,經過混凝土后被接收器接收。由于混凝土密實度不同,形成超聲波在其間行進速度不同,通過儀器讀數,按事前建立的強度與速度關系曲線,可以換算成所需要測定的混凝土強度。
超聲也有一定的局限性,由于水泥品種不同,砂、石原材料的差別以及摻不同的外加劑或混合材料的影響,對超聲波速度的測定均有相當影響,因此事前根據不同情況分別測定強度與速度曲線是非常重要的。超聲法的另一用途是可以檢測混凝土內部是否有孔洞缺陷,超聲波通過缺陷時,會在示波儀上反映其異常現象,這不能用于混凝土的早期強度檢驗。
4. 4 超聲回彈綜合法
超聲回彈綜合法是國際上20 世紀60 年代發展起來的一種非破損檢測法。由于測試精度較高,已在我國混凝土工程中廣泛應用。這種綜合法是建立在超聲波傳播速度和回彈值同混凝土抗壓強度之間相互聯系基礎上的,以聲速和回彈值綜合反映混凝土的抗壓強度。綜合法與單一方法相比,精度高、適應范圍廣。現中國工程建設標準化委員會已批準《超聲回彈綜合法檢測混凝土強度技術規程》作為推薦性標準,可供檢測混凝土強度時使用。
5 結語
混凝土質量的好壞,直接關系到建筑物的安全性和耐久性,其控制效果首先反映在試件的抗壓強度上,而試件抗壓強度在試驗室測定過程中會受許多因素的干擾,從而影響混凝土質量的評定結果。
參考文獻:
[1 ] GB S030022001 ,建筑工程施工質量驗收統一標準[ S] .
[2 ] GBJ 107 ,混凝土強度檢驗評定標準[ S] .
[3 ] 劉艷萍. 混凝土結構耐久性研究發展趨勢[ J ] . 山西建筑,2006 ,32 (20) :76277.
