混凝土工程技术资料解析

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1、混凝土工程技术存在的 问题与对策分析 （第二部分） 北京建筑工程学院 宋少民 BUCEA 混凝土结构回弹检测抗压强度存在的问 题与思考 问题的提出 近年来，越来越多的混凝土搅拌站和施工单位抱 怨混凝土回弹检测抗压强度存在的问题，具体说有 以下两个方面： 1、掺加粉煤灰的泵送混凝土用回弹法测定的强度经常 出现不合格，但实际结构中混凝土的强度合格 。 2、有些地区建筑管理与质量监督部门不按照GB/T 50344建筑结构检测技术标准规定 ，明明试块 强度合格，抽检组数也够，动不动就回弹测强，一 测就不够，然后就钻芯、就走关系。 学者质疑回弹法测强 清华大学廉慧珍教授2007年在混凝土发表学 术论文质

2、疑“回弹法检测混凝土抗压强度” 。主要观 点有以下几个方面： 1、材料的硬度和强度不是同一个概念。 同一种匀质材料的硬度和强度之间有一定的相关 性,而不同材料的硬度和强度之间不能建立相关的关 系;同样水胶比的砂浆和混凝土是不同的材料,砂浆的 硬度最多只可能与砂浆强度有一定的联系,而相同水 胶比的砂浆强度和混凝土强度的关系却依浆骨比和砂 率的不同而异。 2、混凝土碳化层和该混凝土更是不同的材料, 混凝土碳化层的硬度和内部混凝土的强度没 有关系,再基于碳化层的硬度引进“折减系数” 来推算混凝土的强度,在概念上是错误的。 这个“碳化层”的硬度及厚度和混凝土的强度 并没有关系,对于混凝土的强度来说是没

3、有意 义的。 碳化对混凝土的影响主要并不是强度,因为只要在掺 用粉煤灰后把混凝土水胶比降低到一定程度,28d抗 压强度无疑是会满足设计要求的,而且由于现场浇筑 混凝土温度的影响,掺粉煤灰的混凝土实际强度总是 会比标准养护的相同掺粉煤灰的混凝土试件强度高, 并与碳化无关。碳化本身不会造成混凝土劣化,但是 Ca(OH)2碳化后分子体积大约可收缩20%,如果先产生 干燥收缩,随后再加上碳化收缩,可能在约束条件下 产生开裂;更重要的是,钢筋在碱性环境下的稳定性 会因碱度降低而受到破坏,引起锈蚀。 3、混凝土是复杂的多相非均质材料,回弹值 和抗压强度之间没有唯一的关系;不只是不 同强度等级的混凝土没有相

4、同的硬度-抗压 强度关系,而且相同强度等级的混凝土也没 有相同的组成和微结构;即使给定的混凝土 ,也会因骨料和基体之间的硬度不同以及骨 料在矿物学上的变化而有不同的回弹值。 合理的方法是对每一种混凝土都标定其 强度-硬度关系“,当用回弹值估计现场 混凝土的强度时,必须和标定时的试验步骤 与环境条件相似”。把定到规范中的回弹值 -抗压强度关系表格或公式作为通用标准是 欠妥当的。 回弹测强标准编制组成员的回应 混凝土的抗压强度与其测区的回弹值（表 面硬度）之间有一定的关系，该关系是以大 量的试验数据为依据并考虑其他影响因素， 通过回归分析而建立的混凝土回弹值与抗压 强度之间的数学表达式。回弹法用于

5、检测混 凝土的抗压强度已在我国得到了广泛的应用 ，实践证明，采用回弹法推定的混凝土抗压 强值，对于处理工程质量问题具有十分重要 的意义。 尽管碳化会提高混凝土的抗压强度，但碳化对 混凝土表面硬度的影响更大。 回弹法是研究混凝土的表面回弹值与混凝土强 度之间的关系的，它研究的对象就是混凝土， 而不是混凝土中的砂浆。况且回弹规范中 规定在每个测区选择有效的16个测点，计算时 去掉3个最大的和3个最小值剩余10计算平均值 ，已经考虑了石子和气孔对回弹值的影响。 当检测条件与测强曲线的适用条件有较大 差异时，还可采用同条件试件或钻取混凝土 芯样进行修正。 廉慧珍教授的答复 引用毛泽东的话：时代在变化，

6、过去我们 熟悉的东西有些要闲置起来，而有些我们 不熟悉的东西要尽快熟悉起来。 引用王宏甲中国新教育风暴的话：对 一个理论的反驳即对问题的任何认 真的尝试性解决的反驳始终是我们 接近真理的前进一步。 “把混凝土当作宏观均质且各向同性 的材料”，过去在混凝土组分不是这么 多、水灰比比较大、总体强度等级比较 低、生产和施工控制也没有现在这样复 杂的情况下，还算可以，而现在情况正 在起着很大的变化，混凝土的非均质性 表现得更加突出。 不管发明者是谁，在混凝土中使用回弹 法总是从金属材料移植过来的，尽管工业上 的金属材料也并不是理想的绝对均匀体，毕 竟混凝土和金属材料的力学性质和匀质性相 差得太大。连金

7、属的表面硬度都很难测准， 何况混凝土？表面硬度的检测在金属工业中 主要也是用来评价材料匀质性、加工性，并 不用于检测其强度。 有的工程在剔除表面“碳化层”后再检测 回弹值，反而比未剔除时的还要高。更重要 的是，“碳化”层确实是与混凝土本体不同的 两种材料， “碳化层”的硬度和混凝土强度之 间不可能有相关关系。因此用对“碳化层”的 回弹值根据“碳化层”厚度修正的强度值的方 法是不能用的。 这是科学概念问题：不同材料的硬 度与强度之间是没有关系的，材料的表 面硬度和材料的厚度也是没有关系的。 需要说明的问题 砼结构工程施工质量验收规范(GB50204- 2002) 和砼强度检验评定标准(GBJ10

8、7)的规定 ：判定砼质量是否合格的基础是标养的砼立方体抗 压强度或同条件养护试块的立方体抗压强度,而更 能反映实体工程砼强度的是同条件养护试块的立方 体抗压强度。所以严格按规范要求作好同条件砼试 块的制做、养护、试压等工作,是确保砼实体质量 的最佳保证。 依据GB50204-2002用回弹法测强可以在 砼试件强度评定不合格时采用,其结果是对 砼实体质量达不到设计要求时,进行结构强 度复核的处理的依据;而在重要结构部位,不 管标养试块和同条件养护试块的强度评定合 格与否,均应对其进行结构实体砼强度检验 JGJ/T23-2001中用回弹法测得的砼强度 换算值、平均值、标准差及强度推定值,均 不参加

9、砼抗压强度的评定,只作为处理砼质 量问题的依据。既然回弹法测强度不作评 定依据,回弹法测强报告也不做评定,那么 我们如何评价回弹法测强结果呢? 当回弹法测强报告中有关数据不能满足 设计要求时,不要轻易进行处理,应当先请 设计人员核算或采用其他方法(比如钻芯取 样测砼强度)进行检测,的确达不到设计要 求,也不能满足使用功能要求时,再请专业 人员做出处理。 现今因水泥强度高、水化热大、混凝土水 胶比较低，即使很薄的构件（例如厚度10 cm的 楼板） 混凝土中的温度都不会是恒定的 20，不论是高还是低，实验室检测的指标和 现场构件中混凝土的性能差别都会较大。例如 ，当混凝土内部温度较高时，对不用或少

10、用矿 物掺和料的混凝土抗压强度，构件中的要低于 实验室标准试件的，用实验室指标验收就会不 安全；使用矿物掺和料的，则相反。 粉煤灰掺量对回弹测强误差影响 浙江省建筑科学设计研究院徐国孝, 丁伟军研 究得出结论：其它掺量基本不变, 粉煤灰单掺达 35%50%时, 制作混凝土立方体试块( 粗骨料为碎 石) 24 组, 用回弹仪测试、试压、碳化深度测试 后, 按泵送混凝土测强曲线计算, 发现其平均相对 误差和相对标准差都很大。而粉煤灰掺量在 10% 15%( 共计155组数据) 以及单掺 25%( 共计 27 组 数据) 时, 其平均相对误差和相对标准差在地区测 强曲线误差要求范围内。因此粉煤灰单掺

11、超过 30% 时, 泵送混凝土测强曲线已不适用。 解决问题的途径 各地针对目前预拌混凝土中矿物细粉掺和 料掺加量较大的趋势，制定符合本地区混凝 土结构物回弹测强实际情况的测强曲线，克 服目前的问题。下面对北京地标与新行业标 准泵送混凝土测区强度换算表进行比较。 行业标准： 平均回弹值 测区混凝土强度换算值 平均碳化深度值 （MPa） （mm） 00.51.01.52.02.53.03.54.04.55.05.56 39.0 42.1 41.3 40.5 39.7 38.9 38.1 37.4 36.6 35.9 35.2 34.5 33.8 33.2 39.2 42.5 41.7 40.9 4

12、0.1 39.3 38.5 37.7 37.0 36.3 35.5 34.8 34.2 33.5 39.4 42.9 42.1 41.3 40.5 39.7 38.9 38.1 37.4 36.6 35.9 35.2 34.5 33.8 39.6 43.4 42.5 41.7 40.9 40.0 39.3 38.5 37.7 37.0 36.3 35.5 34.8 34.2 39.8 43.8 42.9 42.1 41.3 40.4 39.6 38.9 38.1 37.3 36.6 35.9 35.2 34.5 40.0 44.2 43.4 42.5 41.7 40.8 40.0 39.2 3

13、8.5 37.7 37.0 36.2 35.5 34.8 40.2 44.7 43.8 42.9 42.1 41.2 40.4 39.6 38.8 38.1 37.3 36.6 35.9 35.2 40.4 45.1 44.2 43.3 42.5 41.6 40.8 40.0 39.2 38.4 37.7 36.9 36.2 35.5 40.6 45.5 44.6 43.7 42.9 42.0 41.2 40.4 39.6 38.8 38.1 37.3 36.6 35.8 40.8 46.0 45.1 44.2 43.3 42.4 41.6 40.8 40.0 39.2 38.4 37.7 3

14、6.9 36.2 41.0 46.4 45.5 44.6 43.7 42.8 42.0 41.2 40.4 39.6 38.8 38.0 37.3 36.5 41.2 46.8 45.9 45.0 44.1 43.2 42.4 41.6 40.7 39.9 39.1 38.4 37.6 36.9 41.4 47.3 46.3 45.4 44.5 43.7 42.8 42.0 41.1 40.3 39.5 38.7 38.0 37.2 北京市地方标准： 行业标准 45.0 55.6 54.5 53.4 52.4 51.3 50.3 49.3 48.3 47.4 46.5 45.5 44.6 43

15、.8 45.2 56.1 55.0 53.9 52.8 51.8 50.7 49.7 48.8 47.8 46.9 45.9 45.0 44.1 45.4 56.5 55.4 54.3 53.3 52.2 51.2 50.2 49.2 48.2 47.3 46.3 45.4 44.5 45.6 57.0 55.9 54.8 53.7 52.7 51.6 50.6 49.6 48.6 47.7 46.7 45.8 44.9 45.8 57.5 56.4 55.3 54.2 53.1 52.1 51.0 50.0 49.0 48.1 47.1 46.2 45.3 46.0 58.0 56.9 55

16、.7 54.6 53.6 52.5 51.5 50.5 49.5 48.5 47.5 46.6 45.7 46.2 58.5 57.3 56.2 55.1 54.0 52.9 51.9 50.9 49.9 48.9 47.9 47.0 46.1 46.4 59.0 57.8 56.7 55.6 54.5 53.4 52.3 51.3 50.3 49.3 48.3 47.4 46.4 46.6 59.5 58.3 57.2 56.0 54.9 53.8 52.8 51.7 50.7 49.7 48.7 47.8 46.8 46.8 60.0 58.8 57.6 56.5 55.4 54.3 53.2 52.2 51.1 50.1 49.1 48.2 47.2