摘 要:分析了混凝土結(jié)構(gòu)強(qiáng)度質(zhì)量試驗(yàn)的目的和試件的制作,對當(dāng)前混凝土結(jié)構(gòu)質(zhì)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(yàn)質(zhì)量和評定的科學(xué)性。
關(guān)鍵詞:混凝土結(jié)構(gòu),試件,強(qiáng)度,質(zhì)量檢測
中圖分類號: TU375 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A
引言
混凝土強(qiáng)度檢驗(yàn)是檢查評定混凝土質(zhì)量的首要工作,用統(tǒng)計的方法評定混凝土質(zhì)量可以體現(xiàn)建筑施工企業(yè)的質(zhì)量管理水平。雖然GBJ 107 混凝土強(qiáng)度檢驗(yàn)評定標(biāo)準(zhǔn)已頒布多年,但是,不了解混凝土質(zhì)量檢驗(yàn)評定方法的人還尚有存在,不利用評定結(jié)果總結(jié)經(jīng)驗(yàn)指導(dǎo)生產(chǎn)的施工單位隨處可見。另外,現(xiàn)行的GB 5020422002 混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范規(guī)定,對涉及混凝土結(jié)構(gòu)安全的重要部位應(yīng)進(jìn)行結(jié)構(gòu)實(shí)體檢驗(yàn),其中一項(xiàng)就是利用同條件養(yǎng)護(hù)試件強(qiáng)度判定結(jié)構(gòu)實(shí)體混凝土強(qiáng)度合格與否,其檢驗(yàn)評定方法仍按《混凝土強(qiáng)度檢驗(yàn)評定標(biāo)準(zhǔn)》執(zhí)行。因此,有必要再次對《混凝土強(qiáng)度驗(yàn)收評定標(biāo)準(zhǔn)》進(jìn)行認(rèn)真學(xué)習(xí),正確掌握對混凝土強(qiáng)度的檢驗(yàn)評定。
1 強(qiáng)度試驗(yàn)的目的
根據(jù)GB 5020422002 混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范規(guī)定,對混凝土試件進(jìn)行強(qiáng)度試驗(yàn)的目的有3 個:1) 用于檢驗(yàn)結(jié)構(gòu)構(gòu)件混凝土強(qiáng)度的試件,是利用標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)的混凝土試件強(qiáng)度檢驗(yàn)評定該批混凝土的強(qiáng)度是否合格,簡稱標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度;2) 用于檢驗(yàn)結(jié)構(gòu)實(shí)體混凝土強(qiáng)度的試件,是利用同條件自然養(yǎng)護(hù)試件的等效養(yǎng)護(hù)齡期強(qiáng)度(等效養(yǎng)護(hù)齡期應(yīng)根據(jù)同條件養(yǎng)護(hù)試件強(qiáng)度與標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)條件下28 d 齡期試件強(qiáng)度相等的原則確定) 檢驗(yàn)評定結(jié)構(gòu)實(shí)體混凝土強(qiáng)度合格與否的,簡稱等效強(qiáng)度;3) 用于控制施工過程中混凝土強(qiáng)度的試件,是利用同條件自然養(yǎng)護(hù)試件強(qiáng)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(fù)荷等可能性的,簡稱施工強(qiáng)度。
2 試件的制作
1) 取樣:混凝土的取樣方法應(yīng)在“澆筑地點(diǎn)隨機(jī)抽取”。使試件強(qiáng)度更接近結(jié)構(gòu)混凝土強(qiáng)度。一般預(yù)制構(gòu)件廠應(yīng)在混凝土澆筑地點(diǎn)隨機(jī)抽取,施工現(xiàn)場應(yīng)盡量在靠近混凝土澆筑地點(diǎn)隨機(jī)抽取;商品混凝土的試樣抽取地點(diǎn)則可由甲乙雙方協(xié)商確定。
2) 取樣頻率:施工單位可根據(jù)自己的生產(chǎn)特點(diǎn)及所選擇的強(qiáng)度評定方法確定取樣頻率,但不得低于下列《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》規(guī)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(dāng)1 次連續(xù)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(yīng)至少留置一組標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)試件,同條件養(yǎng)護(hù)試件的留置組數(shù)應(yīng)根據(jù)實(shí)際需要確定。
3) 試件的成型、養(yǎng)護(hù)和試驗(yàn):a. 檢驗(yàn)評定混凝土強(qiáng)度用的試件應(yīng)符合現(xiàn)行的《普通混凝土力學(xué)性能試驗(yàn)方法》;b. 檢驗(yàn)結(jié)構(gòu)或構(gòu)件拆模、斷絲、起吊及施工期間需臨時負(fù)荷的混凝土強(qiáng)度的試件、成型方法及養(yǎng)護(hù)條件應(yīng)與施工期間采用的成型方法及養(yǎng)護(hù)條件相同,養(yǎng)護(hù)齡期一般情況不大于28 d ;c. 檢驗(yàn)結(jié)構(gòu)實(shí)體混凝土強(qiáng)度的試件、成型方法及養(yǎng)護(hù)條件應(yīng)與被檢結(jié)構(gòu)構(gòu)件的成型方法及養(yǎng)護(hù)條件相同,養(yǎng)護(hù)齡期(等效養(yǎng)護(hù)齡期) 按日平均溫度逐日累計達(dá)到600 ℃·d 時所對應(yīng)的齡期,并且不應(yīng)小于14 d ,也不宜大于60 d。
3 當(dāng)前結(jié)構(gòu)質(zhì)量的評定問題
3. 1 混凝土試件外觀質(zhì)量不規(guī)范,導(dǎo)致試驗(yàn)結(jié)論不準(zhǔn)確
在試驗(yàn)室測試過程中,發(fā)現(xiàn)混凝土立方體試件外觀質(zhì)量存在的問題有:1) 試件尺寸有偏差。試件實(shí)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(zhì)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(fā)現(xiàn)不少試件承壓面與相鄰面不垂直度大于試驗(yàn)方法規(guī)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?！镀胀ɑ炷亮W(xué)性能試驗(yàn)方法》中規(guī)定了試件受壓面的平整度要求,但還有部分試件達(dá)不到這一要求,主要原因有:試件成型振搗不夠密實(shí);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(xiàn)水泡,水分蒸發(fā)后留下孔洞;混凝土與試模接觸面產(chǎn)生氣泡等。
由此可見,試件外觀質(zhì)量的好壞直接影響到立方體試件測試結(jié)果。因此,在試驗(yàn)前首先一定要檢查試件是否有蜂窩、麻面、缺棱和掉角等現(xiàn)象;其次應(yīng)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(qiáng)度
規(guī)范中規(guī)定,試件的承壓面與成型時的頂面垂直,但在試驗(yàn)時如果以成型時的側(cè)面為承壓面,會導(dǎo)致試件因表面不平整而提前破壞,從而影響混凝土試件質(zhì)量的評定。
3. 3 試驗(yàn)時加荷速度不合要求,影響混凝土質(zhì)量評定
試驗(yàn)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(chǎn)生不同的結(jié)果,速度過快或過慢都會影響試驗(yàn)結(jié)果。因此,必須按試驗(yàn)方法要求進(jìn)行連續(xù)而均勻的加荷,加荷強(qiáng)度要根據(jù)混凝土強(qiáng)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(dāng)試件接近破壞而開始變形時,停止調(diào)整試驗(yàn)機(jī)油門,直至試件破壞,然后記錄試驗(yàn)荷載數(shù)據(jù)。
4 抽樣檢驗(yàn)混凝土強(qiáng)度方法
4. 1 鉆芯檢驗(yàn)法
鉆取混凝土芯樣是采用內(nèi)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(yīng)在結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的下列部位進(jìn)行:構(gòu)件或構(gòu)件受力較小部位;混凝土強(qiáng)度質(zhì)量具有代表性的部位;應(yīng)避開主筋、預(yù)埋件和管線的位置;便于鉆芯機(jī)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(jié)果能較真實(shí)地反映混凝土建筑物的強(qiáng)度情況。高度和直徑均為100 mm或150 mm 芯樣試件抗壓強(qiáng)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(qiáng)度。
鉆芯檢驗(yàn)法的用途較廣,除可應(yīng)用于建筑施工期間的檢驗(yàn)外,尚可應(yīng)用于建筑物已交付使用多時后的復(fù)驗(yàn),或者由于建筑物的用途變更,建筑物經(jīng)受了意外災(zāi)害,必須重新核定建筑物的承載能力,均可借助于鉆芯檢驗(yàn)法。鉆芯檢驗(yàn)法也有不足之處,如對薄壁構(gòu)件及鉆取芯樣對整個結(jié)構(gòu)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(yàn)法,是利用回彈儀根據(jù)事前預(yù)測好的硬度—強(qiáng)度曲線來測定結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的抗壓強(qiáng)度?；貜梼x可直接測得結(jié)構(gòu)或構(gòu)件已硬化的混凝土的數(shù)據(jù)。其不足之處是由于儀器誤差比較大,并且所測得的結(jié)果只代表混凝土表層的情況,當(dāng)表層和內(nèi)部質(zhì)量一致時,則測得的強(qiáng)度即是該構(gòu)件的平均強(qiáng)度。此外,混凝土表面的碳化深度,也對用回彈法檢驗(yàn)混凝土的強(qiáng)度有相當(dāng)大的影響,這就需要事先對碳化深度能準(zhǔn)確地測定,然后根據(jù)經(jīng)驗(yàn)對所測混凝土強(qiáng)度作必要的修正?；貜椃ú荒苡糜谠缙诨炷翉?qiáng)度的檢驗(yàn)。
4. 3 超聲法
超聲法也是一種非破損檢驗(yàn)法,它是利用超聲波檢測儀的發(fā)射器與接收器放在需要測試混凝土強(qiáng)度的對稱部位,發(fā)射器放出的超聲波,經(jīng)過混凝土后被接收器接收。由于混凝土密實(shí)度不同,形成超聲波在其間行進(jìn)速度不同,通過儀器讀數(shù),按事前建立的強(qiáng)度與速度關(guān)系曲線,可以換算成所需要測定的混凝土強(qiáng)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(dāng)影響,因此事前根據(jù)不同情況分別測定強(qiáng)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(nèi)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?，F(xiàn)象,這不能用于混凝土的早期強(qiáng)度檢驗(yàn)。
4. 4 超聲回彈綜合法
超聲回彈綜合法是國際上20 世紀(jì)60 年代發(fā)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(yīng)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(qiáng)度之間相互聯(lián)系基礎(chǔ)上的,以聲速和回彈值綜合反映混凝土的抗壓強(qiáng)度。綜合法與單一方法相比,精度高、適應(yīng)范圍廣?，F(xiàn)中國工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化委員會已批準(zhǔn)《超聲回彈綜合法檢測混凝土強(qiáng)度技術(shù)規(guī)程》作為推薦性標(biāo)準(zhǔn),可供檢測混凝土強(qiáng)度時使用。
5 結(jié)語
混凝土質(zhì)量的好壞,直接關(guān)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(qiáng)度上,而試件抗壓強(qiáng)度在試驗(yàn)室測定過程中會受許多因素的干擾,從而影響混凝土質(zhì)量的評定結(jié)果。
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