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混凝土结构实体强度检验的注意事项2011-09-07 10:04:31 作者：info 来源： 浏览次数：30 网友评论 0 条 一、前言为落实强化验收的原则，混凝土结构工程施工质量验收规范GB50204-2002第一次列入了对结构实体混凝土强度检验的要求，并以同条件养护强度作为依据。规范公布执行两年以来对加强施工质量控制、保证结构安全起到了积极作用。但是，由于是新列入的检查项目，与传统习惯和概念有很大的差别。因此，在执行过程中往往引起误解，甚至发生错误。现根据两年来的执行情况，针对其中容易发生的问题，提出应该注意的事项和建议。二、等效养护龄期的理解和执行1.等效养护龄期的原理水泥胶体的固化和混凝土强度的增长很大程度上取决于养护环境的热工效应，表现为时间温度曲线下的积分面积(累积温度)，亦即成熟度，其量纲为 (度曰积)。标准养护的温度为20 ，龄期是28 ，故成熟度是560 。同条件养护所反映的结构实际环境受到大气温度和养护条件的限制，当然难以保证20 的恒温条件，但从热工效应的角度，如能保证按近560 的成熟度，则热工对强度增长的影响基本可以“等效”。为简化操作并留有一定裕量，修订规范取成熟度为600 的相应龄期为等效养护龄期。2.日平均温度的确定在为修订规范而进行的试验研究时，同条件养护试件的日平均温度是取当地气象台站公布的日最高温度与最低温度的平均值。目前气象预报已相当准确，而且根据积分中值定理，以最大、最小值的平均值对应的矩形面积末等效积分曲线所围的面积，不会有很大的误差。更何况在长达600 的等效养护龄期内，这种随机误差正负相抵，是不会有很大累积偏差的。上述做法的最大好处是简便易操作，在施工现场很容易执行。有些意见认为必须派专人在现场定时测温，甚至必须用自动仪表连续纪录温度曲线，这种必要性不大。其实，无论定时测温求平均，或对曲线进行数值积分，都属于近似计算的范畴。更何况即使是结构实体，在其不同部位、不同方向上的温度也是不一致的，过分苛求“精确”完全没有必要。目前，有关的科研正在进行。在我国不同的气候区，连续观察全年的气温变化，寻求气象台站公布数据与建筑工地实测数据的关系：平均温度、正负温差、离差范围、随季节变化的规律等，并由此估计对于混凝土强度增长的影响。研究结束后将在刊物上介绍分析的结果。也希望各地有兴趣的同志进行这项有意义的观察试验。但在目前，可取肖地气象台站公布的预数值为准。3.等效养护龄期的限值除按600 的等效养护龄期外，规范附录第D.0.2条还规定：实际的龄期“不应小于14 ，也不宜大于60 。”这主要是出于以下的考虑。混凝土的强度增长在早期很快，且趋势不稳定。14 以内的龄期尚处于强度的早期快速增长阶段，强度值尚不稳定，离差大而缺乏代表性，故等效养护龄期不得小于14 。实际只有日平均气温超过43 才有可能发生此种情况，在我国的气候条件下实际上是不太可能的。而另一方面，养护时间过长也可能引起不利于被检验方面的偏差，因此也要加以限制。试验研究表明，由于同条件试件的比表面积(混凝土体积与表面积之比)很大，养护后期失水严重，因而强度不升反降，到90 后比较明显。这种情况在干燥、炎热、多风等气候条件下更为突出。由试验统计分析，确定等效养护龄期不宜超过60 ，也正是为了保护被检验方面不被误判，减少施工单位的风险。4.秋冬季节的等效养护龄期在我国的北方地区的秋冬季节，由于持续降温，同条件养护试件往往在成熟度未达600 时就已达到等效养护龄期的限值60 ，因而发生验收龄期的困难。对此作出解释如下。规范中规定的限定词是“宜”而不是“应”。这意味着并不一定要强制执行而有一定的灵活性。也就是说，在保证600 的条件下，如龄期超出60 ，也并非完全不允许。这里600 的成熟度倒是必须保证的，因为成熟度(积温)对强度的发展具有更重要的影响。为了减少龄期过长干燥失水对于试件强度的不利影响，建议在60 以后对同条件养护试件用塑料布覆盖，防止试件在冬季干燥多风条件下继续失水而降低强度，影响验收结果。在这种覆盖条件下继续同条件养护，直到成熟度累计达到600 时再进行强度试验即可。5.等效养护龄期的误差问题规范规定达到600 的等效养护龄期时进行强度试验。这应理解为在未达到600 时不试验，而一旦达到或超过此值时即进行试验。有的意见提出，规范应规定以成熟度( )或以天( )计的，允许误差范围。超过允许偏差范围时试验结果无效。这种做法执行有难度，因为要恰好达到600 时试验是很困难的。由于气温变化无规律以及求平均值等原因，成熟度一般总有超出，且数值范围很难控制，对此不必过于苛求。与此类似，标准养护强度也只提出28 的养护龄期，而并未严格规定允许的龄期误差。实际上，龄期或成熟度对混凝土强度增长的影响是先快后慢，先强后弱。到28 龄期或600 的成熟度时，实际上已进入强度增长停滞期。即使有些误差，对强度值的影响不会太大。因此不必斤斤计较于允许偏差的确定。当然在实际执行中，还是应该遵守规定的龄期或成熟度条件作为进行强度试验的时间。三、强度代表值的修正1.同条件养护强度的代表性问题同条件养护试件与结构实体的混凝土具有几乎完全一致的原材料质量、配合比组成、搅拌运输工艺以及养护条件。温度差异引起热工效应的影响已由成熟度所反映的等效养护龄期考虑，因此其有很大的代表性而被选定作为检验实体混凝土强度的依据。即使是直接从结构实体中取样而测定的钻芯强度，由于钻芯工艺造成对芯样的累积损伤以及试样端面处理的操作，也会发生偏差。而同条件养护试件则不会有这种影响。同条件养护试件与结构实体的最大差别在于比表面积，即混凝土表面积与其体积的比值。试件的比表面积大得多，因此炎热、干燥、多风引起表面失水的情况比厚实的结构混凝土要严重得多。因此同条件养护试件的强度一般均小于其所代表的结构混凝土实际的强度。系统的试验对比和分析研究证实了这种影响。因此，在验收时应考虑这种湿度差别引起的不利影响。2.强度代表值的折算系数工程中混凝土浇筑后养护初期浇水，中后期则基本处于暴露的自然状态，湿度条件变差，水化受到影响。这对体积厚实的结构混凝土不会有多大影响，而比表面积很大的试件就明显不利。系统的试验分析证明，同条件养护试件后期强度增长停滞，甚至因混凝土“粉化”有所下降。反映这种差别带来的不利影响，规范作了二条规定：限制同条件养护的等效养护龄期不宜大于60 ；对同条件养护试件的强度代表值进行修正，乘大于1的折算系数。对比试验表明，比表面积不同，湿度差异引起的影响大约为4-6%，考虑必要的检验裕量，可取为10%。即折算系数为1.10。国外规范对此问题的处理原则类似，但方式不同。如美国规范(ACI 318)规定：“对结构混凝土有怀疑时，可在56 时钻芯取样，强度验收界限为0.85倍强度标准值，即验收界限降低15%。我国规范为验收方便，取与GBJ107标准完全相同的验收界限，而采用对试件试验强度代表值乘折算系数的方式表达，基本效果是相同的。3.折算系数的调整规范附录D.0.3条第2款有关折算系数的规定为：“同条件养护试件的强度代表值应根据强度试验结果按GBJ107的规定确定后，乘折算系数取用；折算系数宜取为1.10，也可根据当地的试验统计结果作适当调整。”这里包含了以下三重意思：(1)试件试验后的强度代表值应乘折算系数；(2)折算系数宜取1.10；(3)允许根据具体情况，由系统的试验统计结果作适当调整。请注意规范中对折算系数的用词为“宜”而非“应”，即1.10仅为“建议”性质的系数。由于修订规范时所进行的试验虽已较多并有相当的统计依据，但难以全面、准确反应我国不同地域材料及气候的影响，还可能有些出入。因此，应允许并鼓励各地进行相应的系统试验及统计分析，从而对验收时的折算系数加以适当调整。具体考虑的因素可以是材料，如掺入粉煤灰后强度增长滞后，可能对验收带来不利的试验偏差；此外不同季节变化时，同样的600cd成熟度可能会得到不同的强度，如秋季先热后冷，春季先冷后热，前者早期温度较高对强度增长有利，强度可能大于后者等。此时，可根据足够数量的试验统计，提出有根据的调整，调整幅度以5%为限，即0.05。四、同条件养护强度的应用范围1.冬季施工由于寒冷，冬季施工混凝土强度增长受到影响，且成本太高，一般并不提倡。如有需要必须在冬季浇筑混凝土时，同条件养护试件的养护龄期的累积不考虑0 以下的天数，即按0计入成熟度。应注意的是，对于低于日平均温度0 以下的情况，也不以负成熟度从累积中扣除。这主要考虑0 以下的负温时，水化作用基本停滞，混凝土强度增长已经中止。对于我国严寒地区，持续低温时间很长且温度很低，则当连续5 平均温度低于5 而进入规定的冬季施工条件时，按专门的冬期施工规范执行。对于冬期施工条件下混凝土同条件养护试件的强度验收则由该规范的修订解决。2.人工加热养护人工加热养护常用于冬季施工或预制混凝土构件的工厂化生产中。由于修订规范时尚未进行这部分科研试验工作，因此未作明确规定。仅在规范第D.0.4条中规定“可按结构构件的实际养护条件，由监理(建设)、施工等各方根据本附录第D.0.2条的规定共同确定。”即按“与在标准养护条件下28 龄期试件强度相等的原则确定”。具体方法由各方协商解决。经近期补充的试验研究分析表明，人工加热养护混凝土试件的早期强度增长很快，但中后期强度增长减缓。故参考人工加热养护标准试件的方法并简化处理，建议可将人工加热养护温度作为第1 的日平均温度计入等效养护龄期，等达到600 d后再进行试验。3.保温养护冬季施工时，也有将原材料预热后搅拌混凝土，并在浇筑后用塑料布和保温材料(棉毯、草薕等)覆盖结构构件造成局部的人工小气候环境，以与外界的冬季气温环境隔绝。此时可以通过量测保温养护实际的日平均温度，按600 d累积成熟度作为等效养护龄期进行试验。其原理是，此时混凝土强度增长只与局部养护小环境的温度有关而并不取决于外界气温了。五、结束语根据规范执行二年以来出现的问题，作出了以上的解释。希望施工、监理(建设)单位正确理解并执行，以保证工程质量和结构安全。对于一些暂未确定的问题目前正进行试验研究，不久将来规范局部修订的形式加以明确。在正式修订之前，可按以上建议经协商后确定。本文不足之处，敬请批评指正。结构混凝土强度偏低的原因分析与对策2011-08-08 09:32:28|分类： 施工工艺 |标签： |字号大中小订阅 结构混凝土强度偏低的原因分析与对策山东临沂鲁班混凝土有限公司 赵恒树 孙超军随着商品混凝土的迅猛发展，供需双方因结构混凝土的强度偏低而互相扯皮的现象也越来越多，由于商品混凝土行业属于买方市场，供方为了能及时收回货款，为了能继续与需方合作，多数企业只好作出让步，被动承担部分经济责任。根据我对结构混凝土强度的检测发现，引起结构混凝土强度偏低的主要原因有以下三个方面：1、 结构混凝土养护太差1.1当前混凝土的养护现状：（1）现浇板为了防止早期裂缝而覆盖了塑料薄膜，但大多数工地都是在施工放线前就把薄膜揭去了，然后改成洒水养护；多数工地没有专人负责养护工作，只是安排零工在有空闲的时候养护几次。（2）混凝土柱子采取用塑料薄膜缠裹的方法较好，但也有少数工地并未采用。（3）混凝土剪力墙在拆模后多数采用洒水养护，但无专人负责，洒水次数过少，养护时间过短，达不到规范要求。（4）特别是近几年高层建筑越来越多，超过十层后，水压达不到，只能安装水泵二次抽水，有的水管不够用，有的水箱不能及时向上提升，导致养护不及时，越往高处困难越多，混凝土的养护也越来越差。1.2 养护差给混凝土带来的隐患：由于新浇筑的混凝土缺乏养护，其一，混凝土强度会有明显的降低，降低幅度会达到2535%，给结构的安全性留下隐患；其二，混凝土表面不密实，碳化速度快，碳化深度大，有的工程在结构回弹时，C30混凝土浇筑不到半年的碳化深度就已达到610，像这种情况就足以说明，该部位就根本没有进行养护。碳化深度过大，降低了混凝土对钢筋的保护能力，缩短了混凝土结构的耐久年限。2、“回弹检测混凝土抗压强度技术规程”检测准确度不高当采用“回弹检测混凝土抗压强度技术规程”对结构混凝土进行检测时，C20C40混凝土的强度推定值偏低10%左右；C50及以上混凝土的推定强度偏低20%左右。回弹仪率定的合格范围80 2过宽，应控制在8082。使用率定值较高的回弹仪进行结构检测时，所推定的结构混凝土抗压强度值要比率定值在7880的回弹仪所检测的强度推定值高出3MPa以上，此值更接近钻芯所检测的结构混凝土抗压强度值。3、钻芯检测不规范有些检测单位在进行钻芯检测过程中不能严格按照“钻芯规程”要求操作，对芯样切割后不进行加工即试压，导致芯样混凝土抗压强度比实际强度降低2050%。还有的单位磨平机不符合规程要求，磨平机没有夹紧芯样的装置，用双手抱着芯样在砂轮上磨，这样的磨平机如何能磨平芯样的受压面呢？关于2、3项的详细内容可登录网易博客圈中的“商品混凝土技术交流园地”，阅读“混凝土结构工程在回弹和钻芯过程中遇到的问题与对策”。4、保证结构混凝土强度合格的对策4.1 早期养护对现代混凝土的重要意义：山东的张波、张晓光和孙启斌在中国混凝土进展2010论文集第120页发表了“早期养护对现代混凝土的重要意义”的论文，详细论述了早期养护对混凝土抗压强度的影响：即养护越好强度越接近标养强度；对混凝土抗裂性能的影响：即养护越好混凝土结构构件越不容易裂缝；对混凝土碳化的影响：即养护越好，碳化速度越慢，碳化深度越浅。特向施工人员推荐该论文，深入学习领会并实施，为搞好混凝土工程质量贡献一份力量。4.2 混凝土早期养护新工艺（1）对混凝土现浇板的养护：最好采用随搓平板面随苫盖塑料薄膜的新工艺，即当混凝土浇筑一段后，先用振捣棒振实混凝土，然后找平板面并用木搓板随搓一小段随把塑料卷自前向后滚苫上，该卷薄膜的开头和结尾要用木搓板拍压使之与混凝土粘住，防止被大风刮起。切忌不要在放线时把塑料薄膜全部揭起，可用裁纸刀把放线碍事的部位裁掉，这样做虽然费点事，但却省去了日后大量的养护用水和工时，还是挺合算的。（2）对混凝土柱子养护：最好在柱子拆模后采用塑料薄膜缠裹柱面，在缠裹前先洒水，紧接着把柱面缠裹严密，使其内部的水分不蒸发，达到良好的自养护效果。（3）混凝土剪力墙的养护：在剪力墙拆模后立即涂刷合格的混凝土养护液，特别在冬期施工最适宜采用此法。除在冬期施工外，也可采用设专人洒水养护的方法，每小时洒水一次，设两人轮流值班，连续养护不少于7天，若养护至14天更好。采用涂刷养护液的方法时必须做到涂刷养护液后能在混凝土构件表面形成不透水的薄膜，若一遍不成可再刷一遍。若形不成防水膜，则证明该养护液不合格，不得使用。（4）混凝土路面（地面）的养护：当路面压痕完成后立即苫盖塑料薄膜，起头要先用土或砂压住，然后苫好，再把上风向的侧边和尾头压住，如此依次苫盖完毕，第二天可把塑料薄膜的一边稍稍揭起再灌满水，并把薄膜苫好。此后只要看好薄膜不被大风刮起就万事大吉了。若发现有被大风刮起的地方，应迅速洒水并重新苫盖好。如此延续不少于14天。4.3 做好混凝土养护的保证措施（由建设主管部门实施）（1）提高监理人员的养护意识，使每个现场监督员做到监督养护就像监督钢筋的施工那样重视。混凝土养护不到位，不准进行下道工序。如果在结构回弹时混凝土强度因为碳化深度过大而造成，也要追究现场监督员的责任。（2）确定一年内碳化深度的限值：新浇筑的混凝土在早期养护能符合规范要求的话，在一年内：C40及以上的混凝土的碳化深度不大于1.5，标养（标养28天后转入室外自然养护）不大于1；C30及C35混凝土的碳化深度不大于2.5，标养不大于1.5；C20及C25混凝土的碳化深度不大于4，标养不大于2.5。建议国家在修改混凝土有关的规范或规程时，把一年内的混凝土碳化深度的限值作出规定。当结构回弹验收时，若混凝土的碳化深度值超出限值，就可证明混凝土的早期养护较差，就必须追究施工和监理人员的责任。减少需方与供方因结构强度不合格而互相推诿，互相扯皮的现象。4.4 确保结构混凝土达到设计要求的措施（1）考虑到在施工现场不合理的人为因素和近期内难以保证施工人员能对混凝土搞好养护的实际情况，必须提高生产配合比的富余系数，标养28天生产混凝土的抗压强度应大于设计强度的1.2倍。实际上，预拌混凝土标养28天的抗压强度只占其最终强度的70%左右，28天后的混凝土还有30%左右的强度富余区间，如果前期养护较差的话，这30%的强度富余数就会化为泡影。由于预拌混凝土交付给需方时是半成品，另一半则需要需方的积极配合才能制成合格的成品混凝土，合理的振捣和养护是制成合格混凝土的重要环节。因为供方控制不了需方，这就需要建设行政主管部门和监理公司加大对施工单位的监督力度，使其按规范施工，使预拌混凝土向耐久、环保、绿色方向发展。（2）禁止施工人员向混凝土拌合物内加水，使用外加剂调整拌合物的坍落度。由于混凝土运到工地后等待时间过长，混凝土坍落度损失较大而导致不易浇筑，还有的是施工人员无理要求加大坍落度，即使混凝土拌合物的交付坍落度符合需方要求，泵工和浇捣人员还会向泵斗内加水，他们只顾及好泵送和便于操作，从没有把混凝土的未来强度和耐久性放在心上。为了杜绝施工人员随意向拌合物内加水，混凝土生产企业应当转变观念，从自身服务上找问题：假如我们送到工地的混凝土能够便于泵送和浇筑而不出现坍损过快的现像；假如我们的运输车遇到特殊情况在工地等待时间过长，致使拌合物的坍落度过小，而我们的驾驶员能够主动的向拌筒内加入适量的外加剂而调大拌合物的坍落度，施工人员还能向混凝土拌合物内加水吗？因此，不要只怨施工人员向拌合物内加水，要改为混凝土生产企业不用施工人员再向混凝土拌合物内加水。这就需要我们的混凝土生产企业加大对运输车驾驶员的培训力度，使每一个驾驶员都能学会合理适度地向混凝土拌合物内加入外加剂调大拌合物的坍落度。详细内容可登录网易博客圈中的“商品混凝土技术交流园地”，阅读“二次掺加泵送剂的方法”。