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引言 普通混凝土工程包括配料、搅拌、运输、浇捣、养护等过程, 在整个工艺过程中, 各工序紧密联系又相互影响, 若其中任何一道工序处理不当, 将会影响混凝土工程的质量。因此, 在实际工程中做好混凝土结构分项工程的质量控制, 是保证混凝土结构质量的一项非常重要的工作。混凝土的工程质量通常是用一些具体的数量指标来表示, 在混凝土的各项质量指标中, 混凝土的强度与其他性能有较好的相关性, 能够较好地反映混凝土的质量情况, 所以, 混凝土强度可以用来作为检测和控制混凝土质量的主要参数。 本文根据 GB 50164) 925混凝土质量控制标准 6、GB 50204) 20025混凝土结构工程施工质量验收规范 6、JG J 55) 20005普通混凝土配合比设计技术规定 6和 GBJ 107) 875混凝土强度检验评定标准 6的规定, 从试验检测的角度, 对普通混凝土配合比设计、试件取样及其现场强度检测方法取舍等方面存在的问题及应采取的基本措施进行分析研究,供参考。 1 混凝土配合比的设计 传统的混凝土配合比设计方法, 是以采用标准试验方法所得的经过 28 d 期龄标准养护的抗压强度为依据来设计和调整混凝土配合比。这种方法存在着试配周期长、不能适应材料变化和现代快速施工的需要等缺点。为了解决这个问题, 试验室可采用早期推定混凝土强度进行快速配制的方法, 即通过检测水泥 3 d强度值来推算水泥 28 d的强度值,进而按公式: fcu, 28 = Afce (C /W - B )来推测出混凝土28 d的强度值。实践证明, 采用这种方法较为客观合理而且有效, 但需要解决几个相关的技术问题。 1. 1 有效地确定配制强度 为了保证配制强度的可靠性, 可以在 fcu. o = fcuk +1. 645R和 fcu, 28 = Afce (C /W - B )二者中取较大值作为拟定的配制强度, 以达到相应的强度保证率。通常配制工作是在 R 无可靠资料的情况下进行的,R可以按表 1的经验数值选取。表 1中的数值是根据 GB 50204) 20025混凝土结构工程施工质量验收规范 6初选值配制出的混凝土强度统计评定资料得到的, 并结合 JGJ 55) 20005普通混凝土配合比设计技术规定 6中有关 R 的选用规定进行确定的。它可以防止 R值偏低会降低混凝土强度的实际可靠度,又防止了 R 值偏高造成的配制强度过高。1. 2 选择合理的水灰比 根据水灰比定律可知, 在材料品种相同的条件下, 混凝土的强度随着水灰比的增大而降低, 其变化规律呈曲线关系, 而混凝土强度与水灰比的变化规律呈直线关系。在关系曲线未建立之前, 可以采用JGJ 55) 20005普通混凝土配合比设计技术规定6提供的公式: W /C = Afce /(fcu. o + ABfce )进行初步计算,该式中的回归系数 A 和 B 随所用材料的品种及质量不同而异, 在试验条件许可的情况下, 应结合工程实际使用的材料通过试验求出; 当缺乏试验条件时,可参照 JGJ 55) 20005普通混凝土配合比设计技术规定 6中的有关数据: 碎石混凝土, A 取 0. 46, B 取0. 48; 卵石混凝土, A 取 0. 07, B 取 0. 33。fce为水泥28 d抗压强度实测值。 但是, 从多年来水泥的实测 28 d 强度结果来看, 不同水泥厂的水泥富裕强度不尽相同, 同一水泥厂同一品种水泥在不同时期也存在着一定的差异,有的厂存在着偏高标准值较多的情况; 同时, 大部分施工企业为节省试验费用, 不能严格按施工检验程序送检, 一般仅在一个单项工程开工前进行一次原料检验。若仅以这一次送检结果作为整个工程的材料质量指标是不适宜的。因此, 可以将此次检测结 果仅作为一个参考性的指标, 在实际配合比设计时采用一个系数加以折算修正, 该系数可取 0. 7~ 0. 9,这样既考虑到水泥富裕强度的变化, 又可以不使折减值低于标准值以致影响合格判定。例如某品种32. 5级的水泥 28 d抗压强度实测值为 42. 8 M Pa,按 0. 7的系数折算修正后为 30. 0 MPa, 此值未达到标准值, 显然与实际检验结果不吻合。故宜取 0. 8或0. 9的系数修正,即修正值为 34. 2M Pa或 38. 5 MPa。
根据近几年来对试验室配合比设计情况的统计分析, 砂率的取值基本为 28% ~ 32 % , 仅有个别预制构件混凝土配合比的砂率稍大, 可达 35 % ~ 38%。如果其他条件相同, 可在此基础上按以下经验进行调整: 1 水灰比 W /C按 0. 4、0. 5、0. 6、0. 7的顺序每调一档, 砂率应增加 3% 左右; o细骨料按细、中、粗的顺序每调一档, 砂率应增加 2% 左右; ?碎石比卵石的砂率应增加 2 % 左右; ? 粗骨料最大粒径按40 mm、20 mm、16 mm的顺序每调一档, 砂率应增加2% 左右; ? 粗骨料为单粒级时, 砂率应增加 2 % 左右。 1. 5 宜用重量法表示混凝土配合比的设计结果 GB 50204) 20025混凝土结构工程施工质量验收规范6规定, 工地现场混凝土拌和均采用实物过磅计量。因此, 为了方便施工操作以及提高施工配合比的可靠度, 混凝土配合比的设计结果最好采用重量法表示。按重量法进行配合比设计需要确定混凝土拌合物的假定密度, 以便计算单位体积 ( 1 m3)混凝土中各种材料的用量。在 JGJ 55) 20005普通混凝土配合比设计技术规定 6中, 混凝土拌合物假定密度的范围为 2 350~ 2 450 kg /m3。为了设计操作的统一性, 不同强度等级均取混凝土拌合物的假定密度为 2 400 kg /m3 进行计算。按此设计的配合比, 经现场大量试验和测定, 除了 C 10混凝土之外,试配后混凝土的体积达不到 1 m3 , 表明该假定密度的取值偏小。经过对混凝土密度的大量试验统计分析, 发现在一定范围内混凝土的表观密度随着强度等级的升高而增大, 除 C 10 混凝土之外, 基本在2 450 kg /m3以上。因此, 将高于 C 10 的混凝土拌合物的假定密度调整为 2 450 kg /m3, 基本上满足混凝土表观密度假定计算值与实测值之差的绝对值不超过假定计算值的 2 %的要求, 同时使重量与体积相吻合。 2 混凝土试件取样数量的确定 对于按照既定配合比施工的混凝土工程, 全方位地加强施工质量的检测与评定, 是保证混凝土工程满足混凝土结构承载力性能要求较直接的手段。混凝土试件强度作为混凝土强度评定的依据, 是混凝土结构质量控制的重点。根据 GB 50204) 20025混凝土结构工程施工质量验收规范6, 混凝土试件类型与数量的确定应满足三个基本原则, 即独立的试件类型、足够的试件数量和试件取样频率的代表性。施工过程中发现, 有些现场技术人员对此了解不够、理解不透, 常出现一些有关混凝土强度试件的问题, 导致工程质量评定与验收资料的不齐全或缺失, 给工程质量评定与验收造成了麻烦。 2. 1 正确理解混凝土试件的作用 GB 50204) 20025混凝土结构工程施工质量验收规范 6针对留置强度试件的作用, 强调应留置3种混凝土强度试件: 第 1 种为混凝土标准养护试件; 第 2种为用于确定施工期间混凝土强度的同条件养护试件; 第 3种为用于结构实体检验的同条件养护试件。 混凝土标准养护试件主要是验证混凝土的实际质量与混凝土配合比设计要求的一致性, 并用于混凝土的强度检验评定, 它能反映出原材料、配合比及材料的计量等混凝土施工质量方面的控制情况, 这种混凝土试件每次取样都应该留置, 并标准养护28 d进行试压。用于确定施工期间混凝土强度的同条件养护试件, 即确定构件拆模、出池、出厂、吊装、张拉、放张等施工期间临时负荷时的混凝土强度, 工程中应用比较多的是确定拆模强度, 这种混凝土试件应根据实际情况确定其试压日期, 试压日期不固定。用于结构实体检验的混凝土试件, 即与结构实体混凝土组成、养护条件相同的混凝土试件, 其强度可以作为检验结构实体混凝土强度的依据, 能够较准确地反映混凝土结构实体的真实强度, 是在相应的分项工程验收合格、过程控制使质量得到保证的基础上进行的一项验证性的检查, 检验实体混凝土强度等级是否符合设计要求, 从而确保结构安全。结构实体检验的试件涉及到柱、板、墙、梁等结构构件的结构安全和使用功能的重要部位和分部评定,具体留置部位由建设、监理、施工等各方共同选定, 并采取各方参与的见证抽样方式, 在混凝土入模处见证取样, 这种混凝土试件应达到等效养护龄期时进行试压。 2. 2 混凝土试件数量的合理留置 标准养护混凝土试件的留置数量, GB 50204)20025混凝土结构工程施工质量验收规范 6有明确规定, 必须严格执行。每工作班同一配合比不足100盘, 取样不少于 1次; 每 100盘且Z 100 m3, 同一配合比取样不少于 1次; 每一楼层同一配合比的混凝土取样不少于 1次。首次使用的混凝土配合比应进行开盘鉴定, 开始生产时应至少留置 1组标准养护试件作为验证配合比的依据。 对于同条件试件留置数量的要求, 同一混凝土强度等级试件留置组数宜Y 10组, 且应Y 3组, 具体结构构件和部位由建设、监理、施工三方共同确定。基础工程分部中例外的是孔桩基础, 由于养护条件的限制, 可将试件置于桩边覆盖养护。施工合同中另有约定的, 可根据合同确定取样数量留置, 但不应低于以上取样数量。 用于结构实体检验的同条件养护混凝土试件留置数量, 宜 Y 10组, 且应 Y 3组。这种试件的取样与留置, 应在施工组织设计和施工方案中予以明确。 例如, 某 4层砖混结构住宅楼, 每层有阳台挑梁悬臂结构, 梁板的跨度均 > 2 m, 且 < 8="" m,="" 梁板混凝土与构造柱混凝土分开浇注,="" 每层梁板与构造柱均分为两个施工段进行施工;="" 构造柱混凝土一次浇注量为="" 40="" m3,="" 梁板混凝土一次浇注量为="" 120="" m3。按照规范的规定,="" 该工程中梁板和挑梁底模拆除时的混凝土强度应分别达到设计强度等级标准值的="" 75%和="" 100="" %。梁板和悬臂构件拆模时,="" 要判断其混凝土强度是否达到相应规范的规定。因此,="" 每一个梁板的施工段应至少留置两组同条件混凝土试件,="" 即1组用于梁板拆模,="" 1组用于挑梁拆模,="" 若为了更有把握,="" 也可多留置几组。对于标准养护的混凝土试件,="" 每一构造柱施工段可留="" 1组;="" 每一梁板施工段应留两组,="" 因其一次混凝土浇注量=""> 100 m3, 所以, 每一层标准养护混凝土试件应至少留 6 组。这样, 对于该住宅楼的主体结构, 标准养护混凝土试件应至少留置 6 @ 4= 24(组 ); 用于确定施工期间混凝土强度的同条件养护混凝土试件应至少留置 4 @ 4= 16(组 );用于结构实体检验的同条件养护混凝土试件的留置, 每一个施工段可留置 1组或两组, 总量控制在10组以上。 2. 3 混凝土试件制作方式和取样地点的规范化 为了保证混凝土试件强度检测的真实性和有效性, 规范混凝土试件的取样地点和制作方式是十分重要的。在实际施工中, 如果混凝土试件制作人员的操作不到位, 或者在混凝土试件制作过程中添加石子等粗骨料以增加其强度等等, 这些不规范的行为, 常常会导致试件检测强度与实际混凝土结构强度的不一致。因此, 对混凝土试件的取样地点应作要求。对于标准养护混凝土试件, 采用现场搅拌的, 应在搅拌地点取样; 采用商品混凝土的, 取样应在商品混凝土从运输车输出之后 、泵送之前进行。对于商品混凝土的取样, 还应注意宜取运输车输出混凝土的中间部分, 即前 1 /4 和后 1 /4的混凝土不要取样。对于同条件养护的混凝土试件, 取样应在混凝土浇注地点, 即混凝土被塔吊或泵车运送到工作面后再取样。 混凝土试件的制作应严格按 GB /T 50081)20025普通混凝土力学性能试验方法标准 6的规定进行。例如, 取样为试验室拌制的混凝土, 应在拌制后尽量短的时间内成型, 一般应 Z 15m in。对坍落度Z 70 mm 的混凝土, 宜用振动台振实; 而对坍落度> 70 mm的混凝土, 宜用振捣棒人工捣实。对取样或拌制好的混凝土拌合物, 应至少再用铁锹来回拌和 3次。用人工插捣制作试件, 混凝土拌合物应分两次装入模内, 每次的装料厚度应大致相等。每层插捣次数按 10 000 mm2 截面面积内不少于 12次。插捣后, 应使用橡皮锤轻轻敲击试模四周, 直到插捣棒留下的空洞消失为止。 3 混凝土强度现场检测方法的选择 根据 GBJ 107) 875混凝土强度检验评定标准 6, 试验检测技术人员除了在试验室依据混凝土试件对现场浇注的混凝土工程质量进行检测评定之外, 当需要对被检测的混凝土结构构件作出准确的判断时, 还需要根据混凝土结构的具体情况及检测条件进行现场检测。 目前, 在施工现场对混凝土进行强度检测的方法很多, 例如超声法、回弹法、超声回弹综合法、钻芯法、后装拔出法、抗拔法等, 其中以回弹法、超声法、钻芯法较为常用。至于采用何种方法为宜, 需要对检测数据的可靠性、检测结构构件的适用性、检测费用、检测速度以及对结构构件的破坏程度等条件综合考虑 。一般情况下, 当需要准确判定混凝土的强度等级且有条件时, 可优先考虑采用钻芯法或采用钻芯法修正; 当混凝土质量比较均匀时, 可采用回弹法和超声回弹法, 如果用钻芯法进行校核, 可以提高回弹法和超声回弹法的精确度。 例如, 某大楼柱高 4 m, 混凝土设计强度等级为C 30, 主筋间距为 60 mm, 因试件试验结果相差太大而无法作为混凝土强度的判定依据。考虑到混凝土构件中钢筋的间距太小无法钻芯试验, 而超声法又只能测知缺陷, 这时可以采用回弹法来检测。再如, 某游泳池长 50 m, 宽 25 m, 池壁高 2 m,池壁混凝土的强度等级为 C 30, 建设单位要求对混凝土强度进行检测。如果采用取芯法试验, 随后补孔的混凝土会产生收缩, 导致游泳池渗水, 而且大量地取芯其成本也较高; 如果采用回弹法由表面混凝土来推断其强度, 该工程并不缺少试件强度数据, 混凝土强度代表值的测定显得并不重要。该次检测工作的重点是检测池壁混凝土内部是否有蜂窝、空洞,是否会渗水, 所以, 可以选用超声检测法。 参考文献: [ 1] JG J 15) 83, 早期推定混凝土强度试验方法 [ S]. [ 2] GBJ 107) 87, 混凝土强度检验评定标准 [ S]. [ 3] GB 50300) 2001, 建筑工程施工质量验收统一标准 [ S]. [ 4] GB 50204) 2002, 混凝土结构工程施工质量验收规范 [ S]. [ 5] JG J 55) 2000, 普通混凝土配合比设计技术规定 [ S]. [ 6] GB 50164) 92, 混凝土质量控制标准 [ S].
唯一能持久的竞争优势是胜过竞争对手的学习能力。——盖亚斯 |
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