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混凝土強度的定義及判斷
混凝土的強度,是建筑產品結構安全的基本保障,更是建筑施工的從業人員需經常面對的問題。混凝土具有較高的抗壓強度(抗拉強度相對較低),因此抗壓強度是施工中控制和評定混凝土質量的主要指標。
按照《混凝土結構設計規范》(GB50010-2010)規定混凝土強度等級應按立方體抗壓強度標準值確定
立方體抗壓強度標準值系指按照標準做法制作養護的邊長為150 mm的立方體試件,在28d齡期用標準試驗方法測得的具有95%保證率的抗壓強度。一般建筑圖紙張設計的混凝土強度強度即指上述的定義。
構件混凝土強度與混凝土強度等級是兩個不同的概念
構件混凝土強度應指作為構成施工現場建筑構件實體的混凝土,經現場成型養護后的強度代表值。
因澆筑方法、養護方式、環境條件等的不同,其強度要低于立方體抗壓強度標準值(標養試塊強度)。立方體抗壓強度標準值確定的是作為原材的混凝土強度等級,
而在設計及施工計算時取用的混凝土軸心抗壓強度標準值、設計值才是混凝土構件的強度取用值。因此在相關規范中沒有立方體抗壓強度設計值的概念。
構件在實際承載中,其混凝土承載能力有如下兩個主要影響因素:構件混凝土強度和構件尺寸。
前一個影響因素比較易于理解,后一個影響因素施工人員考慮較少,可做如下簡單理解:100mm混凝土立方體試塊測試強度要大于150mm混凝土立方體試塊測試強度;相同截面試塊,其高度愈大,破壞荷載值愈低。
判定構件混凝土強度是否合格的最小限定值
因此在新版《混凝土結構施工質量驗收規范》(GB50204-2015)中,除保留標養試件試驗要求外,增加了混凝土強度結構實體檢驗內容。前者可監測混凝土的選用,后者可監測混凝土澆筑后的強度效果。
《混凝土結構施工質量驗收規范》對混凝土強度結構實體檢驗作了如下規定:“對混凝土強度的檢驗,應在混凝土澆筑地點制備并與結構實體同條件養護的試件強度為依據。
同條件養護試件的強度代表值應根據強度試驗結果按現行國家標準《混凝土強度檢驗評定標準GBJ107的規定確定后,乘折算系數取用;折算系數宜取為1.10,也可根據當地的試驗統計結果作適當調整。”
《混凝土結構施工質量驗收規范》建議的1.10系數恰恰是《混凝土結構設計規范中》試件混凝土強度修正系數0.88的倒數。
在兩本規范中均承認構件混凝土強度要低于標養試塊強度,因此判定構件混凝土強度是否合格的最小限定值應為設計混凝土強度等級代表的立方體抗壓強度值的88%。
對應C40混凝土,限定值為35.2Mpa。回彈法檢測混凝土抗壓強度,作為實體檢驗的一種補充方法,測定的是構件實體的強度。其依據的主要原理為構件混凝土表面硬度與混凝土強度的對應關系。
根據回彈值,查對測強曲線,確定強度代表值,同時進行混凝土碳化深度、泵送混凝土等各項修正。對應曲線圖則是依據大量的試驗數據,繪制的回彈值與構件混凝土強度的對應曲線圖。
在《回彈法檢測混凝土抗壓強度技術規程》中,尚有如下表述:“一般情況下,結構或構件由于制作、養護等方面原因,其強度值要低于同條件試件強度值。
本規程定義強度推定值為結構或構件本身的強度值,而實際應用中,多數錯誤的將該值與標準養護150mm立方體試件強度對比,造成回彈法檢測的強度值偏低的印象”,
“檢測結果為構件混凝土強度,該強度與標準養護或同條件養護試件強度存有差異,因此不能據此結果對構件的設計強度等級給出合格與否的結論”。
綜上所述可以得出標準試塊、同條件試塊、現場實體強度值依次減小的關系。
如想以回彈檢測法增加對構件實體混凝土強度的監測(操作簡便),建議可結合鉆芯取樣法制定工地專用的測強曲線圖,此種方法可大大提高回彈檢測的精度與可信度。
對建筑施工現場混凝土強度的檢驗判定與監測,只有明確了強度定義、判定標準,區分目標對象,選用合理的檢測方法,對各種影響因素正確分析,才能得到真實可靠的結論。
