如何使混凝土試件抗壓強(qiáng)度結(jié)果客觀評(píng)價(jià)混凝土構(gòu)件實(shí)際強(qiáng)度

劉耀東

【摘? 要】隨著各級(jí)質(zhì)檢部門對(duì)混凝土實(shí)體質(zhì)量控制要求是越加嚴(yán)格，但混凝土強(qiáng)度評(píng)價(jià)采用混凝土試件這種方法與混凝土構(gòu)件實(shí)體強(qiáng)度之間存在偏差，成為客觀評(píng)價(jià)混凝土實(shí)體強(qiáng)度的熱點(diǎn)問題。

【關(guān)鍵詞】混凝土試件;抗壓強(qiáng)度;實(shí)體質(zhì)量

引言

強(qiáng)度滿足設(shè)計(jì)值是混凝土結(jié)構(gòu)的最基本要求，如混凝土強(qiáng)度不能滿足設(shè)計(jì)要求，會(huì)對(duì)結(jié)構(gòu)造成嚴(yán)重的安全隱患，其返工處理也將浪費(fèi)大量的財(cái)力、物力和人力，給企業(yè)和國家造成資源浪費(fèi)和經(jīng)濟(jì)損失，甚至威脅人民群眾的生命安全。同配比、同強(qiáng)度等級(jí)、同施工條件下的不同批次混凝土試件強(qiáng)度卻往往偏差很大，原因是混凝土振搗，試件制作、混凝土養(yǎng)護(hù)、試驗(yàn)操作等諸多因素造成的，甚至混凝土強(qiáng)度在規(guī)定齡期達(dá)不到設(shè)計(jì)要求的情況也有發(fā)生，有不少同一組混凝土試件的不同個(gè)體之間強(qiáng)度偏差也超過了規(guī)范的要求。鑒于這種情況，對(duì)某鐵路隧道工程混凝土抗壓強(qiáng)度值進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，對(duì)出現(xiàn)的情況進(jìn)行了分析。

1.結(jié)果值統(tǒng)計(jì)匯總

某隧道二襯混凝土強(qiáng)度設(shè)計(jì)值為C30，每板二襯長12m，共匯總二襯24板，每板制取混凝土試件3組，總計(jì)72組。在對(duì)二襯混凝土抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果統(tǒng)計(jì)中，72組抗壓強(qiáng)度試件有14組不滿足要求，合格率僅為 88.9%。具體結(jié)果統(tǒng)計(jì)如下：

2.原因分析

此隧道二襯混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度值雖然不高，混凝土強(qiáng)度值浮動(dòng)范圍較大，混凝土強(qiáng)度值總體穩(wěn)定性較差，標(biāo)準(zhǔn)差和變異系數(shù)都很大，極差達(dá)到11.3Mpa。通過對(duì)不合格強(qiáng)度值的分析，可以看出，制作混凝土試件的不規(guī)范性對(duì)混凝土試件抗壓強(qiáng)度的不穩(wěn)定性產(chǎn)生不小的影響，中間值不合格占總數(shù)量的62.5%，一組試件強(qiáng)度值偏差超限作廢的占25%。根據(jù)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果及以往的施工經(jīng)驗(yàn)，認(rèn)為這些問題產(chǎn)生的原因主要有以下幾個(gè)方面：

2.1試件制作不規(guī)范

（1）取樣代表性不強(qiáng)：混凝土取樣過程不規(guī)范，制作試件混凝土沒按要求從混凝土罐車?yán)锶?，或取出的混凝土直接裝進(jìn)試模中，人工拌和和裝模不均勻，混凝土取樣勻質(zhì)性差別較大。（2）入模方法不當(dāng)：混凝土試件裝模不規(guī)范或振搗不密實(shí)，插搗方法和次數(shù)均不符合相關(guān)規(guī)范要求。（3）混凝土試件制作完成后未進(jìn)行收面處理導(dǎo)致混凝土試件不規(guī)則或試件高度偏低，在混凝土拌合物初凝后未及時(shí)進(jìn)行二次收面。（4）試件拆模的時(shí)間過早引起試件缺棱掉角。

2.2原材料質(zhì)量離散大

不同批次的砂石材料質(zhì)量和規(guī)格發(fā)生變化時(shí)，將導(dǎo)致混凝土實(shí)體質(zhì)量波動(dòng)也比較大，不同批次的水泥強(qiáng)度、粉煤灰活性指數(shù)、外加劑抗壓強(qiáng)度比等也有較大的差異。

2.3混凝土攪拌機(jī)組拌合時(shí)間不足

拌合站操作手為了盡快完成混凝土拌和任務(wù)，攪拌時(shí)間不按規(guī)范要求拌和，攪拌出混凝土均勻性比較差

2.4為了滿足混凝土拌合物狀態(tài)而調(diào)整骨料的比例

在混凝土拌合過程中，使用的各種粗骨料與當(dāng)初做配合比的材料規(guī)格有比較大的出入;配合比設(shè)計(jì)時(shí)，為了保證級(jí)配穩(wěn)定，粗骨料由兩到三種規(guī)格的集料按規(guī)定的比例摻配而成，未根據(jù)現(xiàn)場材料的實(shí)際情況做出適當(dāng)調(diào)整，仍按試配的配合比施工，粗骨料級(jí)配不滿足規(guī)范要求，將對(duì)混凝土性能和強(qiáng)度帶來一定的影響。

2.5試件養(yǎng)護(hù)不規(guī)范

很多工程在試件制作完成后，試件不按要求第一時(shí)間放入標(biāo)養(yǎng)室進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，一般都堆放在工地現(xiàn)場，有的直接露天堆放造成砼試件因水分蒸發(fā)試件干縮造成強(qiáng)度降低。

2.7抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)不規(guī)范

一些工地試驗(yàn)室在進(jìn)行試驗(yàn)前未檢査試件的實(shí)際尺寸及承壓面積，而是直接按照試件的標(biāo)準(zhǔn)尺寸來計(jì)算，部分試驗(yàn)室的檢測人員，操作不規(guī)范，未按照規(guī)定的加載速率進(jìn)行加載，操作時(shí)試件放置位置不對(duì)中，未能保證試件軸心受壓，這些情況將對(duì)試件的抗壓強(qiáng)度結(jié)果有影響。

2.8嚴(yán)重違規(guī)甚至弄虛作假現(xiàn)象還有

在制作試件過程中，為了使達(dá)到試件強(qiáng)度合格，人為摻入水泥或粗骨料，試件強(qiáng)度雖然合格，但容易造成工程質(zhì)量問題，混凝土實(shí)體的質(zhì)量如何卻很難保證。混凝土試模質(zhì)量不合格，沒有經(jīng)過自校合格，現(xiàn)場試模已損壞或變形嚴(yán)重，試模內(nèi)壁不平整等，使用前沒有及時(shí)調(diào)整或更換。在制件時(shí)試模放置不平整，導(dǎo)致混凝土試件表面不平整，在56天試驗(yàn)時(shí)，實(shí)際承壓面小于實(shí)測面，所測混凝土抗壓強(qiáng)度偏低。出于利益驅(qū)使在現(xiàn)場私自通過單純加水來改善混凝土的流動(dòng)性，使水膠比發(fā)生變化，將導(dǎo)致混凝土強(qiáng)度降低，施工隊(duì)伍澆筑人員少，不滿足現(xiàn)場施工人員配備要求。試驗(yàn)室壓力試驗(yàn)機(jī)檢定超期或在使用的過程中出現(xiàn)了異常而未能及時(shí)發(fā)現(xiàn)，造成混凝土抗壓強(qiáng)度結(jié)果失真。

3.解決方案

為了規(guī)范混凝土試件的管理，提高混凝土試件的代表性，保證抗壓強(qiáng)度的規(guī)范性和穩(wěn)定性，進(jìn)而給工程質(zhì)量控制提供客觀準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，現(xiàn)場應(yīng)從以下幾個(gè)方面重點(diǎn)控制：

3.1混凝土試件制作要規(guī)范

混凝土抗壓強(qiáng)度試件現(xiàn)場制作應(yīng)由經(jīng)過培訓(xùn)且能嚴(yán)格按照規(guī)范要求進(jìn)行試件制作的相對(duì)固定的作業(yè)人員進(jìn)行。 試件制作前，應(yīng)仔細(xì)檢査試模的尺寸，不符合要求的試模不得使用?；炷涟韬衔飿悠芬x擇代表性的樣品，制件試件的拌合物總數(shù)量不應(yīng)少于所需數(shù)量的1.5倍，采用人工用鐵鍬翻拌至混凝土均勻，根據(jù)砼坍落度大小嚴(yán)格按《混凝土物理力學(xué)性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》GB/T50081-2019中規(guī)定的方法制作試件。剛成型后的混凝土應(yīng)當(dāng)稍髙于試模并進(jìn)行第一次抹平，待試件收漿后，再用抹刀將試件抹平，務(wù)必要使抹平后的面和試模邊緣的高低差不高于5mm。根據(jù)天氣溫度情況確定合理的拆模時(shí)間，寧晩勿早，不能因拆模過早，而影響試件缺棱掉角。

3.2加強(qiáng)試驗(yàn)室管理

（1）制件人員在將砼試件放入標(biāo)養(yǎng)室養(yǎng)護(hù)前應(yīng)對(duì)試件進(jìn)行符合性檢査，杜絕蜂窩、缺棱掉角、麻面現(xiàn)象。（2）在進(jìn)行砼試件抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)前應(yīng)對(duì)試件結(jié)構(gòu)尺寸等進(jìn)行符合性檢査，檢查試件受壓面的實(shí)際尺寸和垂直度和平整度，對(duì)于不符合要求的試件要予以去除。（3）砼試件受壓方向應(yīng)與制作試件的插搗方向垂直，以免因受壓面不平整而使試件破壞，要按規(guī)程要求的加荷速度進(jìn)行加載。（4）同一組試件加載應(yīng)由同一人進(jìn)行操作，及時(shí)將非標(biāo)準(zhǔn)試件強(qiáng)度值換算成標(biāo)準(zhǔn)試件的強(qiáng)度值。（5）加強(qiáng)對(duì)壓力試驗(yàn)機(jī)的檢定管理工作，注意日常保養(yǎng)，使用前應(yīng)檢査儀器工作狀態(tài)是否正常，使用后應(yīng)按要求寫使用記錄，當(dāng)發(fā)現(xiàn)儀器讀數(shù)有異常，立即停止試驗(yàn)，并經(jīng)維修檢定合格后才能再次使用。

3.3規(guī)范現(xiàn)場施工

（1）加大對(duì)原材料綜合質(zhì)量的控制，施工前，應(yīng)做好原材料的調(diào)査工作。（2）膠凝材料應(yīng)選擇規(guī)模大、質(zhì)量穩(wěn)定的廠家，是保證混凝土強(qiáng)度最基本的工作。由于水泥強(qiáng)度、粉煤灰的活性指數(shù)將直接影響混凝土的實(shí)體強(qiáng)度，水泥強(qiáng)度、粉煤灰活性指數(shù)的上下波動(dòng)不穩(wěn)定，混凝土試件的強(qiáng)度也會(huì)隨之發(fā)生變化。（3）混凝土最好釆用中粗砂，并應(yīng)使含泥量和有機(jī)質(zhì)的含量滿足要求，粗骨料要控制好級(jí)配、壓碎值和針片狀含量，確保碎石的級(jí)配連續(xù)。（4）應(yīng)控制細(xì)骨料的細(xì)度模數(shù)和含泥最，細(xì)骨料含泥過多或太細(xì)，影響混凝土的強(qiáng)度，也影響混凝土耐久性、抗?jié)B性和抗凍性。（5）施工中采用的原材料應(yīng)和做配合比設(shè)計(jì)時(shí)所用原材料保持一致，應(yīng)嚴(yán)格按配合比要求的摻配比例進(jìn)行拌和計(jì)量。（6）混凝土攪拌站計(jì)量的裝置要定期進(jìn)行檢定，并進(jìn)行周校核月校，以確保其準(zhǔn)確性。為保證混凝土拌和物的均勻性，混凝土攪拌時(shí)間按要求攪拌不能過短，從全部材料裝入攪拌機(jī)到開始出料的最短攪拌時(shí)間每盤不少于2min;攪拌時(shí)間也不能過長，免得影響攪拌機(jī)的有效工作效率。

3.4加強(qiáng)試件養(yǎng)護(hù)的規(guī)范性

（1）當(dāng)混凝土試件的養(yǎng)護(hù)條件和標(biāo)準(zhǔn)要求的養(yǎng)護(hù)條件相差比較大時(shí)，混凝土試件抗壓強(qiáng)度也會(huì)和標(biāo)準(zhǔn)條件下養(yǎng)護(hù)的試件有較大的差別，混凝抗壓試件強(qiáng)度也就不能夠真正反映混凝土結(jié)構(gòu)實(shí)體質(zhì)量。（2）混凝土試件在養(yǎng)護(hù)階段的溫濕度的條件對(duì)混凝土的強(qiáng)度増長有著很大的影響，當(dāng)養(yǎng)護(hù)溫度高則混凝土的強(qiáng)度増長速度更快，反之則更慢。如果在養(yǎng)護(hù)過程之中環(huán)境的溫度達(dá)不到養(yǎng)護(hù)的要求也會(huì)影響混凝土的強(qiáng)度增長速度。（3）混凝土的結(jié)構(gòu)施工之中，比較規(guī)范做法是，砼試件成型之后，應(yīng)當(dāng)用潤濕的布覆蓋在表面上，在室溫20±5°C的相對(duì)濕度大于百分之五十的環(huán)境條件之下靜放1～2晝夜，然后拆模做外觀檢査，有缺陷的試件換掉，須保證砼抗壓試件的養(yǎng)護(hù)條件滿足設(shè)計(jì)規(guī)范的要求。（4）混凝土初期的養(yǎng)護(hù)條件對(duì)砼早期的強(qiáng)度乃至養(yǎng)護(hù)56天后的強(qiáng)度都有較大的影響，特別在冬季之時(shí)，如果是拆模前的試件的溫濕度條件不能得以保證， 試件抗壓強(qiáng)度也會(huì)有比較大幅度的降低，通過試驗(yàn)表明，這種情況的影響將會(huì)超過5兆帕。

4.結(jié)論

對(duì)于混凝土工程，無論是規(guī)模的大與小都應(yīng)當(dāng)按強(qiáng)制性的要求工地至少要建立砼拌和站，使用工廠化生產(chǎn)來確保生產(chǎn)砼的質(zhì)量，同時(shí)也要建立起砼試件標(biāo)養(yǎng)室，現(xiàn)場要配一名專業(yè)性的試驗(yàn)檢測人員或者是對(duì)砼的試驗(yàn)比較熟悉的技術(shù)人員，專門進(jìn)行砼試件的制作、試件養(yǎng)護(hù)及試件送檢工作，并在過程管理中對(duì)試件制作、養(yǎng)護(hù)等方面制定管理辦法來嚴(yán)格執(zhí)行，使整個(gè)過程規(guī)范化，以此來提高試件強(qiáng)度的代表性，使其更加準(zhǔn)確的反應(yīng)結(jié)構(gòu)實(shí)體質(zhì)量。

5.結(jié)束語

在砼工程結(jié)構(gòu)施工中，參建各方共同努力，思想上重視，管理措施到位，按照規(guī)范和設(shè)計(jì)要求施工，把握好施工的每一個(gè)環(huán)節(jié)，砼結(jié)構(gòu)實(shí)體質(zhì)量還是有保證的。影響砼結(jié)構(gòu)質(zhì)量的因素是眾多的，既有規(guī)范規(guī)定的主要環(huán)節(jié)，也有不少不確定因素。要想做到令混凝土試件抗壓強(qiáng)度結(jié)果客觀評(píng)價(jià)混凝土構(gòu)件實(shí)際強(qiáng)度，就要從混凝土生產(chǎn)、澆筑、養(yǎng)護(hù)、評(píng)價(jià)等全方位進(jìn)行管理。從原材料抓起，按照試配的配合比施工，嚴(yán)格控制混凝土的拌和工作，全面加強(qiáng)砼試件的制作和養(yǎng)護(hù)管理，嚴(yán)格按照規(guī)范進(jìn)行強(qiáng)度試驗(yàn)，才能使混凝土試件強(qiáng)度能夠真正反應(yīng)混凝土實(shí)體質(zhì)量，混凝土結(jié)構(gòu)物的質(zhì)量管理真實(shí)有效。

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