混凝土结构标准养护试块强度和实体钻芯强度对比分析
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2022年10月11日 13:30:19
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0引言 GB50010—2002,GB50010—2010《混凝土结构设计规范》关于构件强度修正系数的论述基本没有区别,原文为:考虑到结构中混凝土的实体强度与立方体试件混凝土强度之间的差异,根据以往经验,结合试验分析并参考其他国家有关规定,对混凝土试件强度修正系数取为0.88。 为探讨混凝土结构实体强度与同条件试块强度、标准养护试块强度之间的关系,《混凝土结构工程施工验收规范》修订组于2000—

0引言

GB500102002GB500102010《混凝土结构设计规范》关于构件强度修正系数的论述基本没有区别,原文为:考虑到结构中混凝土的实体强度与立方体试件混凝土强度之间的差异,根据以往经验,结合试验分析并参考其他国家有关规定,对混凝土试件强度修正系数取为0.88

为探讨混凝土结构实体强度与同条件试块强度、标准养护试块强度之间的关系,《混凝土结构工程施工验收规范》修订组于20002001年进行系统试验研究。共试验立方体试件1496组,实体墙12个,强度等级C20C80;测强龄期14286090180365d,量测强度包括标养强度、同条件试块强度、钻芯强度等,得到的结论是:不同强度等级、不同龄期的同条件强度与芯样强度的比值为1.007,较好的代表实体强度。实体强度与标准养护试块强度间的比值为0.88,验证《混凝土结构设计规范》中试件强度修正系数取为0.88的准确性。

1混凝土结构工程施工质量验收规范的规定

GB502042002《混凝土结构工程施工质量验收规范》第10.1节规定结构实体检验的具体内容和方法。其中,10.1.3条规定,混凝土强度检验应以混凝土浇筑地点制备并与结构实体同条件养护的试件强度为依据,也可采用非破损或局部破损的检测方法,按照国家现行有关标准规定进行。并规定,同条件试块的强度代表值应根据强度试验结果按照现行国家标准《混凝土强度检验评定标准》的规定确定后,乘折算系数取用;折算系数宜取1.10,也可根据当地试验统计结果作适当调整。并在条文解释中进一步说明,结构实体混凝土强度通常低于标准养护条件下的混凝土强度,折算系数1.10主要考虑实际混凝土结构及同条件养护试件可能失水等不利于强度的增长因素,经试验研究及工程调查确定。各地也可根据当地试验统计结果对折算系数作适当调整,但需增大折算系数时应持谨慎态度。

GB502042015《混凝土结构工程施工质量验收规范》10.1.2条规定,结构实体混凝土强度应按不同强度等级分别检验,检验方法宜采用同条件养护试件方法;当未取得同条件养护试件强度或同条件试块强度不符合要求时,可采用回弹-取芯法进行检验。10.1.2条条文说明解释,应优先选用同条件养护试件方法检验结构实体强度。附录C.0.3规定,对同一强度等级的同条件养护试件,强度值应除以0.88后按现行国家标准GB/T50107《混凝土强度检验评定标准》的有关规定进行评定,评定结果符合要求时可判结构实体混凝土强度合格。附录C.0.3条文说明解释,结构混凝土强度通常低于标准养护条件下的混凝土强度,主要是由于同条件养护试件与标准养护条件的差异,包括温度、湿度条件的差异。系数0.88主要是考虑到实际混凝土结构及同条件养护试件可能失水等不利于强度增长的因素,经试验研究及工程调查确定的。附录D.0.7规定钻芯取样的合格条件:3个芯样的抗压强度算术平均值不小于设计要求的混凝土强度等级值的88%3个芯样抗压强度的最小值不小于设计要求的混凝土强度等级值的80%。附录D.0.7条文说明解释,根据编制组开展的试验研究,并参考国外标准,规定实体强度的合格要求。规范编制组分别在北京、新疆、海南、哈尔滨、昆明、舟山等地区的十余项工程中进行回弹-取芯法实体混凝土强度检验,表明本附录方法具有较好的可操作性。并能够较好的反映混凝土的实际强度。

2工程实践中的矛盾冲突

在近年来的工程实践中,多个项目发生这一问题:施工现场依据GB502042002GB502042015《混凝土结构工程施工质量验收规范》制作标准养护试件、同条件养护试件,并依据《混凝土强度检验评定标准》验收合格,但是业主方或监督站委托采用非破损或局部破损的检测方法进行实体强度检验,得到的数据常常达不到设计强度的要求,有时只能达到设计强度的0.5倍甚至更低。这一结果直接导致混凝土结构工程的施工质量验收工作陷入困境,为此我站应用宝钢文化中心改扩建工程的深基坑混凝土支撑,做了一次科学试验研究,用来对比混凝土实体强度与标准养护试块的强度差异。

3试验过程

20121115日—201349日期间,随着工程施工的进展,随机在施工现场混凝土浇筑地点抽取商品混凝土样品,并记录抽取样品时混凝土的浇筑位置,以便将来检测同一构件、同一位置的实体混凝土强度。共制作混凝土标准养护试块15组。商品混凝土的抽样、试块制作、养护、抗压强度检测工作由上海星欣科技发展有限公司完成,该公司通过计量认证、具有建设工程质量检测机构资质证书,所检测数据具有法律效力。

2013613日—20131017日,对上述构件混凝土强度进行实体检测。检测方法采用回弹法,检测标准采用JGJ/T232001《回弹法检测混凝土抗压强度技术规程》;钻芯法检测标准采用DG/TJ0820202007《上海建设规范结构混凝土抗压强度检测技术规程》。共对15个构件进行实体强度检测,钻取芯样15组共45个。本次检测工作由宝钢工程质量监督站检测中心实施,该中心通过计量认证、具有建设工程质量检测机构资质证书,所检测数据具有法律效力。

4数据分析

实体强度的数据以芯样为准,对比回弹数据与芯样强度,用于判定回弹准确性,另文分析,本文仅对芯样强度与标准养护试块强度进行对比分析。数据如表1所示。

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5结语

1)本次试验检测实体构件强度时,龄期都超过60d,累计气温都>600d℃,理论上,芯样强度应>600d℃同条件试块的强度。但是,本次试验数据显示,Fx/fcu的平均值为83.8%,<88%。主要是由于试件与实体构件存在尺寸上的差异,试块的制作振捣更充分,骨料含量更多,砂率相对较小,内部结构密实。用试块抗压强度代表实体构件强度,存在高估混凝土构件强度的风险。

2)从本次试验数据可以看出,当经历较长日历天数,尤其经过高温夏季以后,实体强度有明显补增长,混凝土后期强度的增长,可以在一定程度上缓解实体构件强度和试块强度间的差距。本次试验的构件是基坑支撑,本身是要拆除的,芯样数据却非常理想。通常,主体分部实体检验时,常出现的设计强度50%左右的芯样在本次试验中并未出现。本次试验的混凝土供应商,也是普通的市场水平,数据较为理想,说明回弹-钻芯法在实际工程中是可以操作使用的。但是,应当给予混凝土充分的强度增长时间。毕竟,国内还是有一些工程,因为芯样强度不足,拆除了已完成的主体结构,造成的人类财富的损失、资源的浪费。

GB502042015《混凝土结构工程施工质量验收规范》附录D.0.3条文说明解释,在确定取芯位置时,当位于钢筋较密的部位时,可采取直径70mm的芯样。事实上,实体强度检验一般选取重要的构件,较多选取框架柱,几乎没有任何一个框架柱,柱主筋间距>70mm,也即钻芯必然切断柱主筋。遇到箍筋层,取芯一般会失败,造成很大的结构损伤。所以,规范优先考虑使用同条件试块的验收方法。所以,施工企业一定要加强混凝土标准养护试块的管理,加强同条件试块的管理,试块验收合格的条件下,结构安全,可减少回弹取芯法的验收比例,减少损伤结构,顺利完成验收工作。

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知识点:混凝土结构标准养护试块强度

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