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常用混凝土抗压强度试验及评定的应用

2017-04-10言赵

四川水泥 2017年8期
关键词:标准值立方体平均值

刘 言赵 燕

(1南阳建工集团, 河南 南阳 473000; 2南阳市铸辉建设工程检测有限公司, 河南 南阳 473000)

常用混凝土抗压强度试验及评定的应用

刘 言1赵 燕2

(1南阳建工集团, 河南 南阳 473000; 2南阳市铸辉建设工程检测有限公司, 河南 南阳 473000)

本文通过对常用混凝土抗压强度的检测及评定简要介绍,着重理解常用混凝土抗压强度参数的概念及应用,避免混淆混凝土抗压强度的各项参数,能够对混凝土不同阶段的抗压强度等级进行正确评定,保证建筑物的结构安全和正常使用。

强度值;标准值;平均值;代表值;换算值;推定值;力学性能;回弹法;钻芯法

混凝土的强度等级按立方体抗压强度标准值 cu.k的大小判定,强度等级从C15--C80共分14级,房屋建筑中常用的现浇混凝土强度等级在C50以下,C50以上强度等级的混凝土为高强度混凝土,其配合比、养护(如蒸汽养护)等都有特殊要求,常用于预制预应力装配式构件,如预制桥梁、PHC管桩等成品构件。

本文通过对常用混凝土抗压强度的检测及评定简要介绍,着重理解常用混凝土抗压强度参数的概念及应用,避免混淆混凝土抗压强度的各项参数,能够对混凝土不同阶段的抗压强度等级进行正确评定,保证建筑物的结构安全和正常使用。

一、各项评定混凝土抗压强度参数的概念和应用

1、ƒcu—混凝土立方体抗压强度值(以下简称:强度值)

该指标是按照标准试块和标准养护条件测得的28天抗压强度作为混凝土的立方体抗压强度值,是评定立方体抗压强度标准值 cu.k的基础。

2、ƒcu.k—混凝土立方体抗压强度标准值(以下简称:标准值)

该指标是标准试验方法测得的具有95%保证率的立方体抗压强度值 cu作为混凝土的立方体抗压强度标准值;具体计算方法为:计算参与样本计算的强度值的平均值m cu,计算样本统计的均方差S cu,计算立方体抗压强度标准值 cu.k=m cu-1.645S cu。根据标准值确定混凝土的强度等级,如C20则代表20Mpa≤ cu.k<25Mpa。ƒ

通过标准值的计算过程我们不难看出,我们测得的cu值只是强度等级评定ƒ过程中的一个指标,cu值不能直接评定混凝土的强度等级;但我们实际评定中ƒ往往容易用cu值直接做为强度等级的评定结果,会造成该批混凝土强度误判。

3、mƒi—同一检验批中混凝土某项抗压强度指标的平均值(以下简称:平均值)

在混凝土强度评定中平均值可以是各项指标的平均值,是强度评定过程中中ƒ间计算的一个值,如在上面cu.k的计算过程中就用到了参与样本计算的立方体抗压强度值的平均值m cu;又如在回弹法检测混凝土抗压强度数据计算中仍用到了抗压强度换算值的平均值。

4、ƒcu.i—第i组混凝土试件的立方体抗压强度代表值(以下简称:代表值)

代表值是通过混凝土力学性能试验方法测得,对每组混凝土试件中的3个试件强度的计算,根据极差是否超过15%取3个试件强度的算术平均值或中间值做为试件强度的代表值;将该值代入评定公式中进一步验算确定该批混凝土是否合格。

5、ƒccu—混凝土立方体抗压强度换算值(以下简称:换算值)

混凝土抗压强度换算值常用于现场强度检测试验,它是通过检测方法获取原始数据,该数据通常不能直观表示出混凝土的强度;而是需要将该数据代入提前建立的标准测强曲线中,通过计算或查表转换为混凝土的抗压强度,因为测得的数据需要进一步换算,所以将该参数命名为抗压强度换算值。如回弹法检测混凝土强度就是测得回弹值和碳化值,通过回弹值和碳化值进行查表得出换算值。

换算值需要进行数据统计计算,根据样本容量、检验批标准差和混凝土强度等级等因素,计算出混凝土抗压强度推定值;由此可以看出,混凝土抗压强度换算值不能直接评定混凝土的强度等级。我们在施工中用回弹法验证混凝土构件的抗压强度值时,有些技术人员直接按表中查到换算值做为检测结果,导致混凝土强度误判。

6、ƒcu.e—混凝土立方体抗压强度推定值(以下简称:推定值)

混凝土抗压强度的推定值是在换算值的基础上,按照规范标准计算公式,尽一步计算出来的混凝土抗压强度值,推定值做为试验的结果数据,与混凝土的强度等级进行比较,确定某一混凝土构件的抗压强度是否满足设计强度等级。

回弹法、超声回弹法中的推定值是按最小值或95%保证率的混凝土抗压强度换算值确定,钻芯法中的推定值按推定区间的置信度0.85计算,一般取上限值系数的计算结果做为检验批混凝土强度的推定值。

以上各参数的单位均为MPa或N/mm2,在各参数的计算过程中应保持单位统计;通过以上说明,假设检验混凝土强度等级为C25,测得的强度值、标准值、平均值、代表值、换算值、推定值若都为26Mpa,那么只有在标准值和推定值为26MPa的情况下我们才可以确定该批混凝土强度合格!

二、不同混凝土抗压强度检测方法

1、混凝土的力学性能试验

在混凝土的配合比设计和拌合阶段,通过对不同配合比混凝土试件立方体抗压强度值,然后计算95%保证率的立方体抗压强度值做为混凝土立方抗压强度标准值。

混凝土的力学性能试验是混凝土抗压强度检测中最直观的方法,它是将生产条件不变,同一品种、同一强度等级的混凝土按规定进行取样,制作混凝土试件,然后同条件或标准条件养护,测定不同龄期的混凝土强度代表值,再评定混凝土强度是否符合设计等级。

2、回弹法检测混凝土抗压强度

回弹法检测混凝土抗压强度因其快捷、简便、无损,是我们现场最常用的检测方法,可以直接评定混凝土构件的抗压强度;首先在混凝土构件上进行分区,再用回弹仪测得各区的回弹值,用酒精酚酞试剂测定测区碳化深度,将回弹值和碳化值进行数据计算,用表格或测强曲线得出混凝土强度换算值,通过计算换算值的平均值和标准差,尽一步计算出推定值。

3、钻芯法检测混凝土抗压强度

钻芯法是一种半破损的现场检测手段,因需进行力学性能试验,所以检测结果直观可靠;并且在钻芯的过程中对混凝土的厚度和完整性也进行了验证,不受强度等级影响(如回弹法检测仅限于10-60MPa的混凝土),适应于各种环境条件。但钻孔位置需慎重确定,一航布置在剪力和弯矩较小,适合留施工缝的位置,并且需进行补强处理。该方法通常用作存在争议混凝土强度的确定依据。

钻芯法试验首先得出芯样试件的混凝土抗压强度值,然后按公式计算混凝土强度的推定值,确定推定值做为混凝土强度的评定结果。

混凝土抗压强度的试验方法还有超声回弹综合法检测、后装拔出法等试验方法,我们在施工运用中一定要根据现场实际情况和各种试验方法的优缺点合理选择,并能够对检测数据进行正确的参数计算;有时还可以选用多种检测方法进行结果对比分析,以便准确确定混凝土强度等级或用于解决质量争议。

三、不同阶段混凝土抗压强度试验及评定的应用

下面我们通过实例对混凝土抗压强度进行试验,尽一步了解施工中混凝土强度试验和结果的应用。以南阳市某商品住宅楼为例,该住宅楼筏形基础、框架结构,地下一层,地上26层;第六层剪力墙设计混凝土强度等级为C35,坍落度180 ±20mm,商品混凝土,罐车运输,混凝土输送泵浇筑。

(一)、设计配合比阶段 初步配合比为水泥( P.O42.5):中砂:碎石:粉煤灰的含量为360kg: 803kg:1022kg:80kg:175kg。按该配合比进行标准试块标准养护28天后进行力学性能试验,测定标准值为37.5MPa,证明混凝土配合比符合C35设计等级,即确定为设计配合比。配制过程中根据砂的含水率和碎石的含水率等进行调整,按砂的含水率为2%,碎石的含水率为1%,得出实际配合比360kg:[803×(1+2%)]kg:[1022×(1+1%)]kg:80kg:[175-803×2%-1022×1%]kg。

(二)、混凝土强度评定阶段 在混凝土搅拌站按同条件、同一班次、同强度,留置规定组数的试件进行标准养护,28天时通过力学性能试验测定立方体抗压强度标准值为36MPa,由此做为混凝土强度等级评定的依据。

(三)、结构实体混凝土的强度等级评定阶段 应以在混凝土浇筑地点制备并与结构实体同条件养护的试块强度为依据。该试件应在浇筑地点按规定取样次数随机抽样,每次取样留至少留置一组标准养护试件,同养试块与该剪力墙保持相同的养护方式,测定28天立方体抗压强度代表值,将该代表值及合格判定系数代入条件公式,满足条件即代表结构实体混凝土强度合格。

(四)、对涉及结构重要分部工程抽样检测阶段,此时对结构混凝土强度一般采用回弹法抽样检测,通过对回弹值和碳化深度的修正、计算和查表得出该结构混凝土强度换算值,然后根据测区数量计算该构件混凝土推定值,该剪力墙混凝土强度推定值为37MPa,则该结构混凝土强度合格。

(五)、争议处理阶段 若在混凝土强度或结构混凝土强度评定中出现不符合设计强度等级、受环境影响、构件混凝土超出力学试验或回弹值法评定范围,则可进行钻芯检测,以钻芯结构做为最终评定结果;也可利用超声回弹综合法或后装拔出法等验证检测。

总结:混凝土强度在施工过程中受原材料、计量、环境、施工能力和方法、外加剂等影响因素多,我们工程人一定严格按照混凝土强度等级评定标准和方法操作,得出正确的结论。确保混凝土结构安全可靠,达到预期使用年限,为工程质量保驾护航。

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1007-6344(2017)08-0284-01

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