關(guān)于混凝土結(jié)構(gòu)實體強度檢驗的若干思考

　　作為混凝土標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護試件強度驗收的補充和復(fù)核,對其重要部位的混凝土強度進行驗證性檢驗的實體強度檢驗已貫徹執(zhí)行4 年多了,這是修訂后的《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》GB5020422002(以下簡稱《規(guī)范》) 新增的主要內(nèi)容之一。但在執(zhí)行規(guī)范規(guī)定的過程中也發(fā)現(xiàn)一些有待解決的新問題,引起了人們的思考,為此很有必要對其進行探討,以利正確貫徹執(zhí)行以及供《規(guī)范》修訂時參考。

　　1 　實體混凝土強度試件過少,很難代表真實強度, 誤判或漏判極易發(fā)生根據(jù)混凝土質(zhì)量對結(jié)構(gòu)性能的影響及檢驗結(jié)果的代表性。

　　《規(guī)范》在規(guī)定結(jié)構(gòu)實體強度檢驗用同條件養(yǎng)護試件留置方式和取樣數(shù)量時指出,對于混凝土結(jié)構(gòu)工程中的各混凝土強度等級均應(yīng)留置同條件養(yǎng)護試件,同一強度等級的同條件養(yǎng)護試件留置數(shù)量應(yīng)根據(jù)混凝土工程量和重要性確定,不宜少于10 組,且不應(yīng)少于3 組,前者是構(gòu)成按統(tǒng)計方法評定混凝土強度的基本條件,后者按非統(tǒng)計方法評定混凝土強度時能夠具有一定的代表性,然而用如此少數(shù)混凝土試件,很難代表結(jié)構(gòu)整個同一混凝土強度等級的混凝土強度,混凝土工程量巨大的結(jié)構(gòu),其同一強度等級的混凝土可達上千立方米或更多,施工單位可能又不愿意多留置試件,只以《規(guī)范》規(guī)定的下限數(shù)量留置,未免太粗略了。

　　實體混凝土強度檢驗是對母體實體混凝土強度的抽樣檢驗,而這種抽樣檢驗是以隨機抽樣的質(zhì)量檢驗推斷整個母體實體某一混凝土強度等級的質(zhì)量情況的,其本身不可避免地帶來偶然性,難免造成誤判和漏判,如果抽樣檢驗子樣的數(shù)量較少而形成抽樣率又較低時,誤判和漏判極易發(fā)生,因此,當(dāng)某一強度等級的混凝土工程量相對越大,或同條件養(yǎng)護試件相對越少,則誤判和漏判的概率越大,越容易造成風(fēng)險。與此同時,誤判和漏判的混凝土工程量越大,造成的結(jié)構(gòu)安全隱患和經(jīng)濟損失也越大。

　　2 　實體混凝土強度試件收集時間延續(xù)過長,強度評定延后而影響工期

　　《規(guī)范》規(guī)定,同條件養(yǎng)護試件所對應(yīng)的結(jié)構(gòu)構(gòu)件或部位應(yīng)由監(jiān)理或建設(shè)、施工各方共同選定,為保證抽樣檢驗的隨機性,選定其結(jié)構(gòu)構(gòu)件或部位時要總體考慮某一強度等級混凝土在整個結(jié)構(gòu)中的分布,不可集中選定某一或某些結(jié)構(gòu)構(gòu)件或部位。按照等效養(yǎng)護齡期不應(yīng)小于14d ,也不宜大于60d 的規(guī)定,結(jié)構(gòu)封頂或接近封頂工程留置同條件養(yǎng)護試件的混凝土,有可能在澆筑后60d 才能決定該強度等級的混凝土是否通過驗收,其中也包括混凝土子分部工程開工初期澆筑的同強度等級的混凝土,也要等到此時來評定,這樣一來,混凝土子分部的驗收單位是整個結(jié)構(gòu)全部同一強度等級的混凝土,勢必耽誤前期澆筑混凝土的表面裝修,推延竣工時間;如果在實體混凝土強度驗收之前裝修,而以后實體混凝土檢驗未能通過驗收,則會對強度檢驗或加固處理帶來不便并造成經(jīng)濟損失。目前,施工單位往往采取這種沒驗收就裝修的方法施工,以恐延誤工期,顯然此法不妥;更有甚者,干脆對已裝修的結(jié)構(gòu)構(gòu)件或部位不進行強度檢驗或不進行處理,這樣定給結(jié)構(gòu)帶來安全隱患。有人提出,盡量采用較早澆筑的混凝土制作同條件養(yǎng)護試件,以解決等效養(yǎng)護齡期可能帶來延誤施工工期的影響,這樣做勢必影響抽樣檢驗的隨機性,此法亦不可取。

　　《規(guī)范》規(guī)定,等效養(yǎng)護齡期可取按日平均溫度逐日累計達到600 ℃·d 時所對應(yīng)的齡期,即混凝土成熟度為600 ℃·d 時所對應(yīng)的齡期。在修訂《規(guī)范》而進行試驗研究時,同條件養(yǎng)護試件的日平均溫度是取當(dāng)?shù)貧庀笈_公布的日最高溫度與最低溫度的平均值計算的,這種計算方法不用工地自己測試和計算,數(shù)據(jù)從當(dāng)?shù)貧庀笈_天氣預(yù)報中易得,且應(yīng)用操作簡便,在工地現(xiàn)場有很好的可執(zhí)行性,事實證明誤差很小,特別是累積誤差更小,目前,建筑工地應(yīng)用的也是這種日平均溫度的計算方法。

　　4 　等效養(yǎng)護齡期的縮短和延長

　　《規(guī)范》規(guī)定,等效養(yǎng)護齡期不應(yīng)小于14d ,不宜大于60d。在14d 前面的“不應(yīng)”,在60d 前面的“不宜”,兩詞的使用是有區(qū)別的,雖然兩詞都表示等效養(yǎng)護齡期的執(zhí)行有一定的靈活性,不過執(zhí)行時前者比后者嚴(yán)格,后者比較寬松,也就是說,等效養(yǎng)護齡期要求其最短時間14d 比最長時間60d 嚴(yán)格些,但也不是“必須”為14d。事實也證明,工地上的混凝土試件要保證一定在某一天試壓也很困難,但要切記,等效養(yǎng)護齡期短于14d 時一定要嚴(yán)格控制。我國北方地區(qū),由于初冬季節(jié)的持續(xù)降溫或早春寒流的侵襲,有時可能發(fā)生60d 的時間已到,但仍然沒滿足成熟度600 ℃·d 的要求,如果這樣,等效養(yǎng)護齡期延長是允許的。如果等效養(yǎng)護齡期短于14d ,說明日平均溫度已接近43 ℃,這種情況在我國所處地域發(fā)生的可能性非常小,如有發(fā)生,等效養(yǎng)護齡期縮短也不是不可以的,但要持謹慎態(tài)度處理,與延長等效養(yǎng)護齡期的指導(dǎo)思想要有區(qū)別。

　　5 　折算系數(shù)的確定

　　《規(guī)范》規(guī)定,同條件養(yǎng)護試件的強度代表值應(yīng)根據(jù)試件強度試驗結(jié)果按現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)確定,乘以折算系數(shù)后取用,折算系數(shù)宜取1110 ,也可以根據(jù)當(dāng)?shù)卦囼灲y(tǒng)計結(jié)果作適當(dāng)調(diào)整。結(jié)構(gòu)實體混凝土強度通常低于標(biāo)準(zhǔn)條件養(yǎng)護下的混凝土強度,這主要是由于同條件養(yǎng)護試件養(yǎng)護條件與標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護條件的差異而引起的,其主要是指溫度及濕度等條件的差異。折算系數(shù)取1110 ,主要是考慮到實體混凝土結(jié)構(gòu)與同條件養(yǎng)護試件可能失水等不利于強度增長的因素,經(jīng)試驗研究及工程調(diào)查確定的。但我國地域廣闊,溫度及濕度等氣候變化千差萬別、混凝土組成材料性質(zhì)各異及礦物摻料與外加劑的摻入,很難以統(tǒng)一的折算系數(shù)反映全國不同施工條件、材料特征及氣候環(huán)境各種不同的影響,因此《, 規(guī)范》只是建議性的提出取值1110 ,各地區(qū)可通過試驗研究分析對比同條件養(yǎng)護試件與標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護試件間的強度關(guān)系,得出適用于本地區(qū)的更加合理的折算系數(shù)。這表明《規(guī)范》在增加同條件養(yǎng)護試件檢驗實體混凝土強度這一層次的同時,對于所建議值為1110 的折算系數(shù)可稍加增減,采取了寬松而又靈活的態(tài)度,但需要指出的是,需增大折算系數(shù)時一定要持謹慎態(tài)度。

　　6   對冬期及大體積混凝土施工的實體混凝土強度檢驗須加快研究

　　在冬期條件下,或出于縮短養(yǎng)護時間的需要,則要對結(jié)構(gòu)構(gòu)件或部位采取人工加熱,因此《規(guī)范》規(guī)定,其同條件養(yǎng)護試件的等效養(yǎng)護齡期可按結(jié)構(gòu)構(gòu)件或部位的實際養(yǎng)護條件由監(jiān)理或建設(shè)、施工各方根據(jù)同條件養(yǎng)護試件強度與標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護條件下28d 齡期試件相等的原則確定,具體方法由各方協(xié)商解決。同條件養(yǎng)護試件拆模后,應(yīng)置于靠近相應(yīng)結(jié)構(gòu)構(gòu)件或部位的適當(dāng)位置并應(yīng)采取相同的養(yǎng)護方法,是強調(diào)同條件養(yǎng)護試件的養(yǎng)護條件與施工現(xiàn)場混凝土結(jié)構(gòu)的養(yǎng)護條件相互一致,這種養(yǎng)護條件要求的相互一致性,特別是養(yǎng)護初期抗凍臨界強度達到之前,必須保證同條件養(yǎng)護試件與施工現(xiàn)場結(jié)構(gòu)的養(yǎng)護條件的相互一致,確保同條件養(yǎng)護試件真實反映冬期負溫及其混凝土人工加熱對其質(zhì)量的有利和不利影響非常重要,但此時同條件養(yǎng)護試件的留置方式或取樣數(shù)量在《規(guī)范》中卻沒有特別明確另行指出,而是應(yīng)按《規(guī)范》常溫條件下的規(guī)定執(zhí)行。

　　常溫下,一般體積不大的混凝土結(jié)構(gòu)可視同條件養(yǎng)護試件與結(jié)構(gòu)的溫度和大氣氣溫相同,而對于冬期及大體積混凝土來說,兩者大小不同,后者混凝土早期內(nèi)部溫度大大超過外界環(huán)境溫度,而此時的同條件養(yǎng)護試件雖然置于靠近相應(yīng)結(jié)構(gòu)構(gòu)件或部位的適當(dāng)位置,由于大體積混凝土內(nèi)部大量水化熱產(chǎn)生,內(nèi)部混凝土溫度遠遠大于同條件養(yǎng)護試件的溫度,為此必須人工給同條件養(yǎng)護試件創(chuàng)造一定的溫度和濕度條件,使同條件養(yǎng)護試件的養(yǎng)護條件與大體積混凝土內(nèi)部的溫度和濕度一致,如果不對同條件養(yǎng)護試件的養(yǎng)護條件特意人工創(chuàng)造養(yǎng)護條件或人工創(chuàng)造的養(yǎng)護條件與大體積混凝土所處情況不一致,這種實體混凝土的強度檢驗則不能代表其真實強度。值得注意的是,大體積混凝土內(nèi)部的濕度一般都可以滿足水泥水化需要,但如果大體積混凝土內(nèi)部溫度大于同條件養(yǎng)護試件的溫度,而混凝土內(nèi)部的高溫又能引起強度損失,更加大同條件養(yǎng)護試件的強度失真。

　　冬期施工以及人工加熱養(yǎng)護條件下的同條件養(yǎng)護試件的養(yǎng)護條件,其處理原則與大體積混凝土同條件養(yǎng)護試件相同。不論是大體積混凝土施工,還是冬期施工的人工加熱或覆蓋保溫材料,都是要給混凝土造成一種與外界不同溫度和濕度的小氣候,此時混凝土強度的增長只與局部小環(huán)境的小氣候溫度及濕度有關(guān),并不取決于外界大環(huán)境的溫度及濕度,因此,必須以實際局部小氣候的日平均溫度按600 ℃·d 累計成熟度計算等效養(yǎng)護齡期,不過對此也可較寬松靈活對待,等效養(yǎng)護齡期在同條件養(yǎng)護試件強度與在標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護條件下28d 齡期試件強度相同的原則下,可根據(jù)結(jié)構(gòu)構(gòu)件或部位實體養(yǎng)護條件和當(dāng)?shù)貙嵺`經(jīng)驗,其中包括試驗研究結(jié)果,由監(jiān)理或建設(shè)、施工各方共同確定。如果采用一般慣用的“大體積混凝土”的定義來界定是否屬于大體積混凝土實體強度檢驗顯然不妥,關(guān)鍵是使同條件養(yǎng)護試件的溫度及濕度等條件與實體混凝土一致。

　　冬期施工、大體積混凝土施工以及人工加熱養(yǎng)護時的實體混凝土強度檢驗,在修訂《規(guī)范》時尚未進行這方面的試驗研究工作,因此在《規(guī)范》中只提到一些處理原則,遠遠不能滿足施工的需要,關(guān)于這些方面的研究試驗工作急待進行,以便《規(guī)范》早日修訂。

　　7 　除以同條件養(yǎng)護強度檢驗實體混凝土強度外,并不完全排除采用其他方法

　　同條件養(yǎng)護強度的檢驗方法相對其他方法簡便易行,而且又能最接近地反映結(jié)構(gòu)混凝土的真實強度,因此《, 規(guī)范》明確規(guī)定對混凝土的檢驗,應(yīng)以在混凝土澆筑地點制備并以結(jié)構(gòu)實體同條件養(yǎng)護的試件強度為依據(jù),這就明確地肯定了同條件養(yǎng)護強度在結(jié)構(gòu)實體檢驗中的重要地位和主導(dǎo)作用。與此同時《, 規(guī)范》又規(guī)定,對混凝土強度的檢驗,也可根據(jù)合同約定,采用非破損或局部破損的檢測方法,按國家現(xiàn)行有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定進行。由此可見,除以同條件養(yǎng)護強度檢驗實體混凝土強度以外,并不完全排除采用其他方法的可能性,但應(yīng)考慮其他檢測方法由于各種因素可能造成的不確定性及誤判。結(jié)構(gòu)混凝土強度采用非破損或局部破損的方法間接測定稱為推定強度,推定強度測定的諸多方法均不是對混凝土立方體抗壓強度的直接測定,而是通過測定某些物理量,利用其物理量與混凝土立方體抗壓強度的相對關(guān)系間接推定。實踐證明,不論是回彈法、超聲回彈綜合法、拔出法,還是鉆芯法都有一定的局限性,尤其是混凝土組分變化較大時,其誤差尤為明顯。因此,當(dāng)未根據(jù)系統(tǒng)試驗統(tǒng)計建立新的可靠推定關(guān)系之前,不宜作為驗收結(jié)構(gòu)實體混凝土強度的依據(jù)。雖然鉆芯法可較直接反映結(jié)構(gòu)實體強度,但該法自身的特點決定了其難以成為結(jié)構(gòu)實體混凝土強度驗收依據(jù)進行推廣。

　　《規(guī)范》規(guī)定,當(dāng)未能取得同條件養(yǎng)護試件強度、同條件養(yǎng)護試件強度被判為不合格時,應(yīng)委托具有相應(yīng)資質(zhì)等級的檢測機構(gòu)按國家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定進行檢測,說明了推定強度只是一種輔助檢測手段,而且這種輔助檢測是有一定條件的,是在對檢測單位的資質(zhì)和標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的應(yīng)用都有嚴(yán)格限制的條件下進行的。只有當(dāng)同條件養(yǎng)護強度的檢測不可能時,才能考慮采其他檢測方法,比如說,當(dāng)用同條件養(yǎng)護強度檢驗實體混凝土強度未能通過,而此時同條件養(yǎng)護試件已全部用完,才能用推定強度來推定實體混凝土強度。

 

　　《規(guī)范》中關(guān)于推定強度進行實體強度檢驗時規(guī)定,對混凝土強度檢測也可根據(jù)合同約定用非破損或局部破損的檢測方法,其中限定詞“也可”二字也說明了這種檢測方法所占有的地位,其意示為對這種方法不支持、不提倡,但不反對的原則立場,而且規(guī)定要在合同約定的情況下進行。

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