摘 要:分析了混凝土结构强度质量试验的目的和试件的制作,对当前混凝土结构质量评定中的问题作了阐述,并对今后采用的检测方法作了介绍,尽可能地提高试验质量和评定的科学性。
关键词:混凝土结构,试件,强度,质量检测
中图分类号: TU375 文献标识码:A
引言
混凝土强度检验是检查评定混凝土质量的首要工作,用统计的方法评定混凝土质量可以体现建筑施工企业的质量管理水平。虽然GBJ 107 混凝土强度检验评定标准已颁布多年,但是,不了解混凝土质量检验评定方法的人还尚有存在,不利用评定结果总结经验指导生产的施工单位随处可见。另外,现行的GB 5020422002 混凝土结构工程施工质量验收规范规定,对涉及混凝土结构安全的重要部位应进行结构实体检验,其中一项就是利用同条件养护试件强度判定结构实体混凝土强度合格与否,其检验评定方法仍按《混凝土强度检验评定标准》执行。因此,有必要再次对《混凝土强度验收评定标准》进行认真学习,正确掌握对混凝土强度的检验评定。
1 强度试验的目的
根据GB 5020422002 混凝土结构工程施工质量验收规范规定,对混凝土试件进行强度试验的目的有3 个:1) 用于检验结构构件混凝土强度的试件,是利用标准养护的混凝土试件强度检验评定该批混凝土的强度是否合格,简称标准强度;2) 用于检验结构实体混凝土强度的试件,是利用同条件自然养护试件的等效养护龄期强度(等效养护龄期应根据同条件养护试件强度与标准养护条件下28 d 龄期试件强度相等的原则确定) 检验评定结构实体混凝土强度合格与否的,简称等效强度;3) 用于控制施工过程中混凝土强度的试件,是利用同条件自然养护试件强度判断施工工艺过程中某一道工序如拆模、断丝、起吊及施工期间需临时负荷等可能性的,简称施工强度。
2 试件的制作
1) 取样:混凝土的取样方法应在“浇筑地点随机抽取”。使试件强度更接近结构混凝土强度。一般预制构件厂应在混凝土浇筑地点随机抽取,施工现场应尽量在靠近混凝土浇筑地点随机抽取;商品混凝土的试样抽取地点则可由甲乙双方协商确定。
2) 取样频率:施工单位可根据自己的生产特点及所选择的强度评定方法确定取样频率,但不得低于下列《混凝土结构工程施工质量验收规范》规定:a. 每拌制100 盘且不超过100 m3 的同配合比的混凝土,取样不得少于1 次; b. 每工作班拌制的同一配合比的混凝土不足100 盘时,取样不得少于1 次;c. 当1 次连续浇筑超过1 000 m3 时,同一配合比的混凝土每200 m3 取样不得少于1 次;d. 每一楼层、同一配合比的混凝土,取样不得少于1 次;e. 每次取样应至少留置一组标准养护试件,同条件养护试件的留置组数应根据实际需要确定。
3) 试件的成型、养护和试验:a. 检验评定混凝土强度用的试件应符合现行的《普通混凝土力学性能试验方法》;b. 检验结构或构件拆模、断丝、起吊及施工期间需临时负荷的混凝土强度的试件、成型方法及养护条件应与施工期间采用的成型方法及养护条件相同,养护龄期一般情况不大于28 d ;c. 检验结构实体混凝土强度的试件、成型方法及养护条件应与被检结构构件的成型方法及养护条件相同,养护龄期(等效养护龄期) 按日平均温度逐日累计达到600 ℃·d 时所对应的龄期,并且不应小于14 d ,也不宜大于60 d。
3 当前结构质量的评定问题
3. 1 混凝土试件外观质量不规范,导致试验结论不准确
在试验室测试过程中,发现混凝土立方体试件外观质量存在的问题有:1) 试件尺寸有偏差。试件实测尺寸与公称尺寸相差较大,其原因是做试件时顶面未刮平、试模固定不紧、试模质量差、变形较大等。2) 试件承压面与相邻面不垂直。在测试中发现不少试件承压面与相邻面不垂直度大于试验方法规定值,这主要是由于试模装配时不加控制所造成的。3) 试件受压面的平整度不合要求。《普通混凝土力学性能试验方法》中规定了试件受压面的平整度要求,但还有部分试件达不到这一要求,主要原因有:试件成型振捣不够密实;试模不清理残留物,长期不擦油;混凝土水灰比较大;贴近试模的混凝土试件出现水泡,水分蒸发后留下孔洞;混凝土与试模接触面产生气泡等。
由此可见,试件外观质量的好坏直接影响到立方体试件测试结果。因此,在试验前首先一定要检查试件是否有蜂窝、麻面、缺棱和掉角等现象;其次应测量平整度和垂直度。
3. 2 试压时承压面位置不正确,影响混凝土试件强度
规范中规定,试件的承压面与成型时的顶面垂直,但在试验时如果以成型时的侧面为承压面,会导致试件因表面不平整而提前破坏,从而影响混凝土试件质量的评定。
3. 3 试验时加荷速度不合要求,影响混凝土质量评定
试验证明,不同的加荷速度对同一配合比的混凝土试件的测试会产生不同的结果,速度过快或过慢都会影响试验结果。因此,必须按试验方法要求进行连续而均匀的加荷,加荷强度要根据混凝土强度等级而定,低于C30 时取0. 3 MPa/ s～0. 5 MPa/ s ,高于或等于C30 时取0. 5 MPa/ s～0. 8 MPa/ s ,当试件接近破坏而开始变形时,停止调整试验机油门,直至试件破坏,然后记录试验荷载数据。
4 抽样检验混凝土强度方法
4. 1 钻芯检验法
钻取混凝土芯样是采用内径为100 mm 或150 mm 的金刚石或人造金刚石薄壁钻头。取芯时应在结构或构件的下列部位进行:构件或构件受力较小部位;混凝土强度质量具有代表性的部位;应避开主筋、预埋件和管线的位置;便于钻芯机的安装与操作的部位。由于芯样是在混凝土建筑物上钻取,因此所得结果能较真实地反映混凝土建筑物的强度情况。高度和直径均为100 mm或150 mm 芯样试件抗压强度值,可直接用以作为边长为150 mm立方体试件的混凝土抗压强度。
钻芯检验法的用途较广,除可应用于建筑施工期间的检验外,尚可应用于建筑物已交付使用多时后的复验,或者由于建筑物的用途变更,建筑物经受了意外灾害,必须重新核定建筑物的承载能力,均可借助于钻芯检验法。钻芯检验法也有不足之处,如对薄壁构件及钻取芯样对整个结构安全有影响时,不能采用。
4. 2 回弹法
回弹法是一种非破损检验法,是利用回弹仪根据事前预测好的硬度—强度曲线来测定结构或构件的抗压强度。回弹仪可直接测得结构或构件已硬化的混凝土的数据。其不足之处是由于仪器误差比较大,并且所测得的结果只代表混凝土表层的情况,当表层和内部质量一致时,则测得的强度即是该构件的平均强度。此外,混凝土表面的碳化深度,也对用回弹法检验混凝土的强度有相当大的影响,这就需要事先对碳化深度能准确地测定,然后根据经验对所测混凝土强度作必要的修正。回弹法不能用于早期混凝土强度的检验。
4. 3 超声法
超声法也是一种非破损检验法,它是利用超声波检测仪的发射器与接收器放在需要测试混凝土强度的对称部位,发射器放出的超声波,经过混凝土后被接收器接收。由于混凝土密实度不同,形成超声波在其间行进速度不同,通过仪器读数,按事前建立的强度与速度关系曲线,可以换算成所需要测定的混凝土强度。
超声也有一定的局限性,由于水泥品种不同,砂、石原材料的差别以及掺不同的外加剂或混合材料的影响,对超声波速度的测定均有相当影响,因此事前根据不同情况分别测定强度与速度曲线是非常重要的。超声法的另一用途是可以检测混凝土内部是否有孔洞缺陷,超声波通过缺陷时,会在示波仪上反映其异常现象,这不能用于混凝土的早期强度检验。
4. 4 超声回弹综合法
超声回弹综合法是国际上20 世纪60 年代发展起来的一种非破损检测法。由于测试精度较高,已在我国混凝土工程中广泛应用。这种综合法是建立在超声波传播速度和回弹值同混凝土抗压强度之间相互联系基础上的,以声速和回弹值综合反映混凝土的抗压强度。综合法与单一方法相比,精度高、适应范围广。现中国工程建设标准化委员会已批准《超声回弹综合法检测混凝土强度技术规程》作为推荐性标准,可供检测混凝土强度时使用。
5 结语
混凝土质量的好坏,直接关系到建筑物的安全性和耐久性,其控制效果首先反映在试件的抗压强度上,而试件抗压强度在试验室测定过程中会受许多因素的干扰,从而影响混凝土质量的评定结果。
参考文献:
[1 ] GB S030022001 ,建筑工程施工质量验收统一标准[ S] .
[2 ] GBJ 107 ,混凝土强度检验评定标准[ S] .
[3 ] 刘艳萍. 混凝土结构耐久性研究发展趋势[ J ] . 山西建筑,2006 ,32 (20) :76277.
