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為什么混凝土試塊抗壓強(qiáng)度和回彈值換算后強(qiáng)度相差很大?

2017-07-09 10:00:03 

提問:C55的混凝土,試塊檢驗報告全部合格,但是回彈儀檢驗結(jié)構(gòu),我們?nèi)×?2組數(shù)據(jù),強(qiáng)度都只有C45左右,而且碳化深度還是按零計算的,混凝土澆注已完成兩個多月了,我想請問一下是怎么回事?


答:從配合比上來分析,一般通過假定體積法計算混凝土密度即1m3混凝土拌合物各組成材料的質(zhì)量之和應(yīng)等于假定表觀密度,并與砂率表達(dá)式聯(lián)立求解,就可求得每立方混凝土中粗、細(xì)集料的用量,混凝土拌合物假定表觀密度一般在2350~2450kg/m3(JGJ 55-2000《普通混凝土配合比設(shè)計規(guī)程規(guī)定》)。高強(qiáng)度混凝土水膠比小,在假定容重2350kg/m3下集漿比。


對混凝土構(gòu)件進(jìn)行回彈是工地最常用的混凝土強(qiáng)度檢測方法。依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)為《回彈法檢測混凝土抗壓強(qiáng)度技術(shù)規(guī)程》(JGJ/T23-2001) 我們在實際施工中往往發(fā)現(xiàn)C20、C30、C40混凝土回彈強(qiáng)度往往會>C50甚至≥60但是混凝土試塊強(qiáng)度抗壓反而小于1.15倍的設(shè)計值,同時C50混凝土抗壓強(qiáng)度≥57.5MPa(大于1.15倍設(shè)計值),有時C50混凝土>C60 ,但用輕型回彈儀對其腹板回彈時強(qiáng)度反而達(dá)不到C40,這是為什么呢?我從施工實際進(jìn)行了分析。


首先我們回彈混凝土參考的是JGJ/T23-2001《回彈法檢測混凝土抗壓強(qiáng)度技術(shù)規(guī)程》上面規(guī)定回彈適用于不摻外加劑或僅摻非引氣型外加劑的混凝土,而對于表層與內(nèi)部質(zhì)量有明顯差異或內(nèi)部存在缺陷的混凝土結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的檢測則不適用。同時統(tǒng)一測強(qiáng)曲線是在不摻合外加劑的情況下制定的,而現(xiàn)實當(dāng)中工地混凝土施工為保證混凝土工作性、和易性、經(jīng)濟(jì)性以及強(qiáng)度而使用大量的引氣型外加劑、粉煤灰等摻合料。顯然,如果簡單參照統(tǒng)一測強(qiáng)曲線來計算現(xiàn)場回彈值,則計算出來的混凝土回彈強(qiáng)度推定值與實際強(qiáng)度存在較大偏差。


專家提醒:混凝土試塊和回彈結(jié)果不一致,大體分為2個原因:1、施工時施工人員是否私自對混凝土加水造成實體檢測強(qiáng)度不達(dá)標(biāo)。2、工時振搗情況,是否出現(xiàn)漏振、過振,后期養(yǎng)護(hù)是否到位。如果還是不能分析出原因,建議做下鉆心取樣破損檢測。


一般混凝土試塊合格后部需要回彈,就是回彈的話如果齡期不超過90天是不用計算碳化深度的。你用的是礦渣水泥如果有摻合料的話建議90天或120天后再次回彈不用考慮45天的回彈期。不同成分的水泥回彈的周期不同。


當(dāng)兩者不一致時應(yīng)以試塊為準(zhǔn)?;貜梼x彈的部位不同,數(shù)據(jù)也不同,對于高標(biāo)號的混凝土強(qiáng)度分析,用取巖芯的方法比較符合實際情況。




提問:C45混凝土標(biāo)養(yǎng)試塊合格,但回彈強(qiáng)度始終不足是什么原因?


答:混凝土標(biāo)養(yǎng)試塊強(qiáng)度合格說明混凝土質(zhì)量上沒問題,至于混凝土構(gòu)件強(qiáng)度不合格的因素有很多,有施工原因,比如振搗不均勻,現(xiàn)場養(yǎng)護(hù)不到位,或者施工時對混凝土加水都會造成混凝土強(qiáng)度不合格。另外混凝土回彈檢測只能作為參考,評定混凝土構(gòu)件強(qiáng)度還是要抽芯才是最真實的。


專家提醒:回彈強(qiáng)度不夠當(dāng)然就是鉆芯取樣了, 取芯后就是主體強(qiáng)度,還是看看強(qiáng)度如何再判斷。首先考慮回彈的方法和計算方法是否正確,構(gòu)件混凝土強(qiáng)度不合格可能和養(yǎng)護(hù)有關(guān),墻柱要在第二天拆模養(yǎng)護(hù)。養(yǎng)護(hù)得好強(qiáng)度高碳化深度小,回彈強(qiáng)度算起來會高點。


具體可參看JGJ/T 23-2011回彈法檢測混凝土抗壓強(qiáng)度技術(shù)規(guī)程。由混凝土回彈值可對應(yīng)查得強(qiáng)度值,然后再進(jìn)行修正。碳化是修正項之一。


基本思路:

1、回彈值采集。

2、碳化深度值采集,據(jù)3個點或更多點的平均值作為構(gòu)件碳化深度值。

3、測區(qū)回彈值計算:排除16個點中的3個最大值和3個最小值,取10個值的平均值。

4、根據(jù)測區(qū)回彈值和碳化深度平均值查表,求各測區(qū)強(qiáng)度換算值。

5、根據(jù)各測區(qū)強(qiáng)度值,推定構(gòu)件強(qiáng)度;如小于10個測區(qū),取最小值,如不小于10個測區(qū),根據(jù)平均值和標(biāo)準(zhǔn)差通過公式計算強(qiáng)度值。

注意:現(xiàn)澆砼和泵送砼采用的是兩個表(兩種測強(qiáng)曲線)。





提問:混凝土試塊回彈值怎么換算成最終抗壓強(qiáng)度?


答:舉個例子:

泵送混凝土設(shè)計強(qiáng)度C50柱子,現(xiàn)場回彈值(這是其中一根,每根柱子只有1個測區(qū))如下:

42 42 50 42 50 42 41 42

42 40 41 42 51 50 42 42

每層樓檢測了6根柱子,其余5根的數(shù)據(jù)也差不多。


計算依據(jù)標(biāo)準(zhǔn):《JGJ/T 23-2001 回彈法檢測混凝土抗壓強(qiáng)度技術(shù)規(guī)程》,去掉3個最大值(51、50、50)、3個最小值(40、41、41),余下的10個回彈值平均值為:42.8 。
彈柱子是水平回彈,不用修正。

所有的測區(qū)數(shù)只有6個,不夠10個,因此這六個測區(qū)選最小值進(jìn)行評定。

碳化深度沒有數(shù)據(jù),設(shè)為0.5;(碳化深度大于2.0時,需鉆芯)

查附錄A“測區(qū)混凝土強(qiáng)度換算表”,得45.7MPa。

如果為泵送混凝土,再按附錄B“泵送混凝土測區(qū)混凝土強(qiáng)度換算值的修正值”進(jìn)行修正。這里設(shè)碳化深度為0.5mm,那么修正值為3.0MPa。

則最終的抗壓強(qiáng)度為:45.7+3.0=48.7MPa(97.4%)




提問:混凝土試塊做抗壓強(qiáng)度時7d的強(qiáng)度值怎么換算成28d 的?


答:這是一個比較復(fù)雜的問題,首先你需要用快速蒸汽養(yǎng)護(hù)檢測出幾組混凝土的強(qiáng)度,再利用線性回歸,找出他們的線性方程式。根據(jù)你的線性回歸來推算不同齡期的混凝土強(qiáng)度。可以看規(guī)范《早期推定混凝土強(qiáng)度試驗標(biāo)準(zhǔn)方法》JGJ/T15-2008??衫胒7/f28=lg7/lg28 這個公式。




提問:混凝土試塊送樣過程中有哪些問題會導(dǎo)致回彈值換算后的值與試塊抗壓強(qiáng)度不一致?應(yīng)該怎么做?


答:同條件試塊留置數(shù)量依照《規(guī)范》的規(guī)定:同一強(qiáng)度等級的同條件養(yǎng)護(hù)試塊, 其留置的數(shù)量應(yīng)根據(jù)混凝土工程的工程量和重要性決定,不宜少于10組不應(yīng)少于3組,不少于10組是為了按照GB50107的要求構(gòu)成進(jìn)行統(tǒng)計方法的必要條件,不少于3組是為了按照 GB50107的要求構(gòu)成非統(tǒng)計方法的必要條件。


當(dāng)有抗?jié)B要求的工程時,混凝土試塊應(yīng)當(dāng)在澆注地點隨機(jī)取樣, 同一工程同一配合比的混凝土,取樣不應(yīng)少于一次,留置組數(shù)可根據(jù)實際需要確定 。


參加混凝土強(qiáng)度評定的試塊分為標(biāo)養(yǎng)試塊和同養(yǎng)試塊,標(biāo)養(yǎng)試塊是指在標(biāo)養(yǎng)室養(yǎng)護(hù)的試塊,規(guī)范規(guī)定標(biāo)養(yǎng)試塊是在溫度 20 ±2℃范圍,濕度不小于95%,養(yǎng)護(hù)28天;同養(yǎng)試塊是在施工現(xiàn)場隨機(jī)抽取并在現(xiàn)場依現(xiàn)場養(yǎng)護(hù)條件日平均溫度累積至 600℃ 的試塊。


同時 《規(guī)范》也規(guī)定了等效的養(yǎng)護(hù)周期不宜小于14d也不宜大于60d。在進(jìn)行高層建筑施工的情況下,通常我們也要留置拆模試塊。冬季時, 溫度較低,混凝土的強(qiáng)度發(fā)展緩慢,這就要求拆模的齡期長些。夏季時,溫度高,混凝土的強(qiáng)度發(fā)展較快,一般在7d的現(xiàn)場養(yǎng)護(hù)條件下 , 混凝土強(qiáng)度就能達(dá)到90%以上,可以適當(dāng)?shù)目s短拆模齡期。


1. 混凝土強(qiáng)度驗收批應(yīng)符合下列規(guī)定(GB50204-92),單位工程僅有一組試塊,其強(qiáng)度不應(yīng)低于1.15fcu,k,當(dāng)單位工程試塊數(shù)量在2~9組時,按非統(tǒng)計方法評定;單位工程試塊數(shù)量在10組及其以上時,按統(tǒng)計方法進(jìn)行評定。


2. 混凝土試樣應(yīng)在混凝土澆筑地點隨機(jī)抽取,取樣頻率應(yīng)符合下列規(guī)定(GB50204-92)。

(1) 每拌制100盤,且不超過100m3的同配合比混凝土,取樣不得少于一次。

(2) 每工作班拌制的同配合比的混凝土不足100盤時,其取樣不得少于一次。

(3) 對現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu),每一層配合比的混凝土,其取樣不得少于一次。同一單位工程同配合比的混凝土,其取樣不得少于一次。


注:預(yù)拌混凝土應(yīng)在預(yù)拌混凝土長內(nèi)按上述規(guī)定取樣,混凝土運(yùn)到施工現(xiàn)場后,尚應(yīng)按上述規(guī)定留置試件。




提問:現(xiàn)場制作C50混凝土試塊不合格,委托實驗室實體回彈。請問混凝土強(qiáng)度評定時回彈值要達(dá)到多少才能批定合格?


答:委托實驗室進(jìn)行實體回彈,只能作為混凝土強(qiáng)度值的參考值,不能代表批量值。建議采用鉆心法檢測混凝土強(qiáng)度會比較精確。


專家提醒:回彈法檢測混凝土強(qiáng)度與混凝土試塊立方體抗壓強(qiáng)度存在線性關(guān)系 ,兩者之間存在差異,這些差異造成了實體回彈強(qiáng)度、施工現(xiàn)場同條件養(yǎng)護(hù)試件、試驗室標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)試件抗壓強(qiáng)度之間的值有所偏差。




提問:混凝土試塊抗壓強(qiáng)度與回彈值換算后強(qiáng)度不匹配是什么原因?


答:有很多因素會影響回彈測試強(qiáng)度的結(jié)果,這也給回彈法的實用性打上了問號,因為有太多的不確定性能制約回彈值,導(dǎo)致了檢測誤差較大,降低了它的精確性和科學(xué)性。


01

不同水灰比對回彈測試強(qiáng)度的影響

水灰比是混凝土配合比的一個重要參數(shù)。試驗結(jié)果表明:

(1)水灰比為0.35的試件回彈法推定混凝土強(qiáng)度比水灰比為0.4的試件要高;

(2)水灰比為0.4的試件回彈法推定混凝土強(qiáng)度比水灰比為0.45的試件要高。

綜上:水泥含量越高,回彈法推定混凝土強(qiáng)度越大。試件在相同的約束條件下,三種水灰比的試件回彈法推定強(qiáng)度值與抗壓強(qiáng)度值的差值相差不大,差值均在-7.3~-13.8MPa范圍內(nèi)。我們在進(jìn)行回彈測試時,應(yīng)選擇構(gòu)件側(cè)面表面干燥、光潔,以提高測試結(jié)果的準(zhǔn)確性。


02

試件含水情況對回彈測試強(qiáng)度的影響

在潮濕的環(huán)境中構(gòu)件會發(fā)生細(xì)微的化學(xué)變化。大量自由水的存在導(dǎo)致了骨料顆粒之間、水泥晶體之間的摩擦力、粘結(jié)力會減小。這些變化導(dǎo)致了構(gòu)件抗壓能力下降。

(1)同等條件下試件含水量越多,其回彈法推定混凝土強(qiáng)度越低;

(2)不同試件、同等條件下,強(qiáng)度越高,回彈法推定強(qiáng)度值與抗壓強(qiáng)度值差值越大;

(3)同試件,含水量越多,回彈法推定強(qiáng)度值與抗壓強(qiáng)度值差值越大。在進(jìn)行回彈測試時,應(yīng)選擇表面干燥、光潔的構(gòu)件,以提高測試結(jié)果的準(zhǔn)確性。


03

構(gòu)件不同約束情況對回彈測試強(qiáng)度的影響

在實際工程中會存在一些特殊形態(tài)的混凝土構(gòu)件,比如:薄壁構(gòu)件、懸空構(gòu)件、空心構(gòu)件等。為了分析在薄壁構(gòu)件、懸空構(gòu)件、空心構(gòu)件等表面進(jìn)行回彈法測試混凝土強(qiáng)度結(jié)果的準(zhǔn)確性,砼行進(jìn)行過專門研究,結(jié)果表明:

(1)同類水灰比試件處于固定狀態(tài)比處于水平地面狀態(tài)推定強(qiáng)度要高;

(2)不同水灰比試件,固定狀態(tài)下,抗壓強(qiáng)度越大,回彈法推定混凝土強(qiáng)度值與抗壓強(qiáng)度值的差值越大;

(3)不同水灰比試件,處于水平地面,抗壓強(qiáng)度越大,回彈法推定的混凝土強(qiáng)度值與抗壓強(qiáng)度值的差值越大。

專家提醒:薄壁或懸空構(gòu)件受到彈擊時會產(chǎn)生一定的振動,一部分回彈能量消耗,導(dǎo)致了回彈儀讀數(shù)值變小,推定強(qiáng)度值也跟著降低。在實際的檢測中遇到類似構(gòu)件形態(tài),在進(jìn)行回彈測試的同時應(yīng)在相同的部位取芯并在室內(nèi)進(jìn)行抗壓試驗,以便更真實地了解構(gòu)件的抗壓強(qiáng)度值。


04

不同測試角度對回彈測試強(qiáng)度的影響

回彈儀的實際操作過程中,測試角度會發(fā)生變化。測試角度90°時得到的推定強(qiáng)度值比60°測試得到的強(qiáng)度推定值與抗壓強(qiáng)度值差值要??;測試角度60°測試得到的推定強(qiáng)度值比30°測試與抗壓強(qiáng)度值差值要小。測試角度對測試結(jié)果影響很大,在實際操作的過程中,同一側(cè)區(qū)回彈儀應(yīng)保持同一角度。




砼行老司機(jī)建言


回彈法檢測混凝土抗壓強(qiáng)度的檢測結(jié)果為構(gòu)件混凝土強(qiáng)度,該強(qiáng)度與標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)或同條件養(yǎng)護(hù)試件強(qiáng)度存在差異,不能據(jù)此結(jié)果對構(gòu)件的設(shè)計強(qiáng)度等級給出合格與否的結(jié)論,檢測結(jié)果只可作為處理混凝土質(zhì)量的一個依據(jù)。


對涉及混凝土結(jié)構(gòu)安全的重要部位應(yīng)進(jìn)行結(jié)構(gòu)實體檢驗。應(yīng)以在澆筑地點制備并與結(jié)構(gòu)實體同條件養(yǎng)護(hù)的試件強(qiáng)度為依據(jù)。因此,當(dāng)用回彈法測得的結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的強(qiáng)度值達(dá)不到設(shè)計強(qiáng)度值時,不能就此判定結(jié)構(gòu)實體強(qiáng)度不合格。


一般情況下,結(jié)構(gòu)或構(gòu)件由于制作、養(yǎng)護(hù)等方面的原因,它的實體強(qiáng)度值要低于同條件試件強(qiáng)度值。而很多人錯誤地將該值直接與標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)150mm立方體試件強(qiáng)度對比,造成回彈法檢測的強(qiáng)度值偏低的情況。


除了上述原因,還有保證率的差異,因為當(dāng)試件測區(qū)數(shù)≥10個時,《規(guī)程》給出的公式是求得95%保證率的方法,即推定值具有95%的保證率,工程建設(shè)各方應(yīng)注意這個差別。


回彈法不是萬精油,要明確適用范圍和條件!

1、回彈法不適用于表層與內(nèi)部質(zhì)量有明顯差異或內(nèi)部有缺陷的試件。

2、《規(guī)程》中的統(tǒng)一測強(qiáng)曲線適用于標(biāo)稱動能為2.2J的中型回彈儀,不適用于重型或輕型回彈儀。

3、由于統(tǒng)一測強(qiáng)曲線是一個經(jīng)驗公式,不能外推,使用時需要混凝土具備以下條件:

(1)普通混凝土采用的材料、拌和用水要符合國家標(biāo)準(zhǔn)

(2)不摻外加劑或僅摻非引氣型外加劑

(3)采用普通成型工藝

(4)采用符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)GB50204規(guī)定的鋼模、木模及其他


材料的模板

(5)自然養(yǎng)護(hù)或蒸汽養(yǎng)護(hù)出池后經(jīng)自然養(yǎng)護(hù)7d以上,且混凝土表層為干燥狀態(tài)

(6)齡期為(14~1000)d

(7)抗壓強(qiáng)度為(10~60)Mpa


4、統(tǒng)一測強(qiáng)曲線不適用有下列情況之一的混凝土:

(1)粗集料最大粒徑大于60mm

(2)特種成型工藝制作的混凝土

(3)檢測部位曲率半徑小于250mm

(4)潮濕或浸水混凝土

(5)當(dāng)試件抗壓強(qiáng)度大于60Mpa,可采用標(biāo)稱動能大于2.2J的回彈儀,并應(yīng)另行制定檢測方法及專用測

強(qiáng)曲線進(jìn)行檢測。

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