關(guān)于混凝土結(jié)構(gòu)實(shí)體強(qiáng)度檢驗(yàn)的若干思考

　　作為混凝土標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)試件強(qiáng)度驗(yàn)收的補(bǔ)充和復(fù)核,對(duì)其重要部位的混凝土強(qiáng)度進(jìn)行驗(yàn)證性檢驗(yàn)的實(shí)體強(qiáng)度檢驗(yàn)已貫徹執(zhí)行4 年多了,這是修訂后的《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》GB5020422002(以下簡(jiǎn)稱《規(guī)范》) 新增的主要內(nèi)容之一。但在執(zhí)行規(guī)范規(guī)定的過(guò)程中也發(fā)現(xiàn)一些有待解決的新問(wèn)題,引起了人們的思考,為此很有必要對(duì)其進(jìn)行探討,以利正確貫徹執(zhí)行以及供《規(guī)范》修訂時(shí)參考。

　　1 　實(shí)體混凝土強(qiáng)度試件過(guò)少,很難代表真實(shí)強(qiáng)度, 誤判或漏判極易發(fā)生根據(jù)混凝土質(zhì)量對(duì)結(jié)構(gòu)性能的影響及檢驗(yàn)結(jié)果的代表性。

　　《規(guī)范》在規(guī)定結(jié)構(gòu)實(shí)體強(qiáng)度檢驗(yàn)用同條件養(yǎng)護(hù)試件留置方式和取樣數(shù)量時(shí)指出,對(duì)于混凝土結(jié)構(gòu)工程中的各混凝土強(qiáng)度等級(jí)均應(yīng)留置同條件養(yǎng)護(hù)試件,同一強(qiáng)度等級(jí)的同條件養(yǎng)護(hù)試件留置數(shù)量應(yīng)根據(jù)混凝土工程量和重要性確定,不宜少于10 組,且不應(yīng)少于3 組,前者是構(gòu)成按統(tǒng)計(jì)方法評(píng)定混凝土強(qiáng)度的基本條件,后者按非統(tǒng)計(jì)方法評(píng)定混凝土強(qiáng)度時(shí)能夠具有一定的代表性,然而用如此少數(shù)混凝土試件,很難代表結(jié)構(gòu)整個(gè)同一混凝土強(qiáng)度等級(jí)的混凝土強(qiáng)度,混凝土工程量巨大的結(jié)構(gòu),其同一強(qiáng)度等級(jí)的混凝土可達(dá)上千立方米或更多,施工單位可能又不愿意多留置試件,只以《規(guī)范》規(guī)定的下限數(shù)量留置,未免太粗略了。

　　實(shí)體混凝土強(qiáng)度檢驗(yàn)是對(duì)母體實(shí)體混凝土強(qiáng)度的抽樣檢驗(yàn),而這種抽樣檢驗(yàn)是以隨機(jī)抽樣的質(zhì)量檢驗(yàn)推斷整個(gè)母體實(shí)體某一混凝土強(qiáng)度等級(jí)的質(zhì)量情況的,其本身不可避免地帶來(lái)偶然性,難免造成誤判和漏判,如果抽樣檢驗(yàn)子樣的數(shù)量較少而形成抽樣率又較低時(shí),誤判和漏判極易發(fā)生,因此,當(dāng)某一強(qiáng)度等級(jí)的混凝土工程量相對(duì)越大,或同條件養(yǎng)護(hù)試件相對(duì)越少,則誤判和漏判的概率越大,越容易造成風(fēng)險(xiǎn)。與此同時(shí),誤判和漏判的混凝土工程量越大,造成的結(jié)構(gòu)安全隱患和經(jīng)濟(jì)損失也越大。

　　2 　實(shí)體混凝土強(qiáng)度試件收集時(shí)間延續(xù)過(guò)長(zhǎng),強(qiáng)度評(píng)定延后而影響工期

　　《規(guī)范》規(guī)定,同條件養(yǎng)護(hù)試件所對(duì)應(yīng)的結(jié)構(gòu)構(gòu)件或部位應(yīng)由監(jiān)理或建設(shè)、施工各方共同選定,為保證抽樣檢驗(yàn)的隨機(jī)性,選定其結(jié)構(gòu)構(gòu)件或部位時(shí)要總體考慮某一強(qiáng)度等級(jí)混凝土在整個(gè)結(jié)構(gòu)中的分布,不可集中選定某一或某些結(jié)構(gòu)構(gòu)件或部位。按照等效養(yǎng)護(hù)齡期不應(yīng)小于14d ,也不宜大于60d 的規(guī)定,結(jié)構(gòu)封頂或接近封頂工程留置同條件養(yǎng)護(hù)試件的混凝土,有可能在澆筑后60d 才能決定該強(qiáng)度等級(jí)的混凝土是否通過(guò)驗(yàn)收,其中也包括混凝土子分部工程開(kāi)工初期澆筑的同強(qiáng)度等級(jí)的混凝土,也要等到此時(shí)來(lái)評(píng)定,這樣一來(lái),混凝土子分部的驗(yàn)收單位是整個(gè)結(jié)構(gòu)全部同一強(qiáng)度等級(jí)的混凝土,勢(shì)必耽誤前期澆筑混凝土的表面裝修,推延竣工時(shí)間;如果在實(shí)體混凝土強(qiáng)度驗(yàn)收之前裝修,而以后實(shí)體混凝土檢驗(yàn)未能通過(guò)驗(yàn)收,則會(huì)對(duì)強(qiáng)度檢驗(yàn)或加固處理帶來(lái)不便并造成經(jīng)濟(jì)損失。目前,施工單位往往采取這種沒(méi)驗(yàn)收就裝修的方法施工,以恐延誤工期,顯然此法不妥;更有甚者,干脆對(duì)已裝修的結(jié)構(gòu)構(gòu)件或部位不進(jìn)行強(qiáng)度檢驗(yàn)或不進(jìn)行處理,這樣定給結(jié)構(gòu)帶來(lái)安全隱患。有人提出,盡量采用較早澆筑的混凝土制作同條件養(yǎng)護(hù)試件,以解決等效養(yǎng)護(hù)齡期可能帶來(lái)延誤施工工期的影響,這樣做勢(shì)必影響抽樣檢驗(yàn)的隨機(jī)性,此法亦不可取。

　　《規(guī)范》規(guī)定,等效養(yǎng)護(hù)齡期可取按日平均溫度逐日累計(jì)達(dá)到600 ℃·d 時(shí)所對(duì)應(yīng)的齡期,即混凝土成熟度為600 ℃·d 時(shí)所對(duì)應(yīng)的齡期。在修訂《規(guī)范》而進(jìn)行試驗(yàn)研究時(shí),同條件養(yǎng)護(hù)試件的日平均溫度是取當(dāng)?shù)貧庀笈_(tái)公布的日最高溫度與最低溫度的平均值計(jì)算的,這種計(jì)算方法不用工地自己測(cè)試和計(jì)算,數(shù)據(jù)從當(dāng)?shù)貧庀笈_(tái)天氣預(yù)報(bào)中易得,且應(yīng)用操作簡(jiǎn)便,在工地現(xiàn)場(chǎng)有很好的可執(zhí)行性,事實(shí)證明誤差很小,特別是累積誤差更小,目前,建筑工地應(yīng)用的也是這種日平均溫度的計(jì)算方法。

　　4 　等效養(yǎng)護(hù)齡期的縮短和延長(zhǎng)

　　《規(guī)范》規(guī)定,等效養(yǎng)護(hù)齡期不應(yīng)小于14d ,不宜大于60d。在14d 前面的“不應(yīng)”,在60d 前面的“不宜”,兩詞的使用是有區(qū)別的,雖然兩詞都表示等效養(yǎng)護(hù)齡期的執(zhí)行有一定的靈活性,不過(guò)執(zhí)行時(shí)前者比后者嚴(yán)格,后者比較寬松,也就是說(shuō),等效養(yǎng)護(hù)齡期要求其最短時(shí)間14d 比最長(zhǎng)時(shí)間60d 嚴(yán)格些,但也不是“必須”為14d。事實(shí)也證明,工地上的混凝土試件要保證一定在某一天試壓也很困難,但要切記,等效養(yǎng)護(hù)齡期短于14d 時(shí)一定要嚴(yán)格控制。我國(guó)北方地區(qū),由于初冬季節(jié)的持續(xù)降溫或早春寒流的侵襲,有時(shí)可能發(fā)生60d 的時(shí)間已到,但仍然沒(méi)滿足成熟度600 ℃·d 的要求,如果這樣,等效養(yǎng)護(hù)齡期延長(zhǎng)是允許的。如果等效養(yǎng)護(hù)齡期短于14d ,說(shuō)明日平均溫度已接近43 ℃,這種情況在我國(guó)所處地域發(fā)生的可能性非常小,如有發(fā)生,等效養(yǎng)護(hù)齡期縮短也不是不可以的,但要持謹(jǐn)慎態(tài)度處理,與延長(zhǎng)等效養(yǎng)護(hù)齡期的指導(dǎo)思想要有區(qū)別。

　　5 　折算系數(shù)的確定

　　《規(guī)范》規(guī)定,同條件養(yǎng)護(hù)試件的強(qiáng)度代表值應(yīng)根據(jù)試件強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果按現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)確定,乘以折算系數(shù)后取用,折算系數(shù)宜取1110 ,也可以根據(jù)當(dāng)?shù)卦囼?yàn)統(tǒng)計(jì)結(jié)果作適當(dāng)調(diào)整。結(jié)構(gòu)實(shí)體混凝土強(qiáng)度通常低于標(biāo)準(zhǔn)條件養(yǎng)護(hù)下的混凝土強(qiáng)度,這主要是由于同條件養(yǎng)護(hù)試件養(yǎng)護(hù)條件與標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)條件的差異而引起的,其主要是指溫度及濕度等條件的差異。折算系數(shù)取1110 ,主要是考慮到實(shí)體混凝土結(jié)構(gòu)與同條件養(yǎng)護(hù)試件可能失水等不利于強(qiáng)度增長(zhǎng)的因素,經(jīng)試驗(yàn)研究及工程調(diào)查確定的。但我國(guó)地域廣闊,溫度及濕度等氣候變化千差萬(wàn)別、混凝土組成材料性質(zhì)各異及礦物摻料與外加劑的摻入,很難以統(tǒng)一的折算系數(shù)反映全國(guó)不同施工條件、材料特征及氣候環(huán)境各種不同的影響,因此《, 規(guī)范》只是建議性的提出取值1110 ,各地區(qū)可通過(guò)試驗(yàn)研究分析對(duì)比同條件養(yǎng)護(hù)試件與標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)試件間的強(qiáng)度關(guān)系,得出適用于本地區(qū)的更加合理的折算系數(shù)。這表明《規(guī)范》在增加同條件養(yǎng)護(hù)試件檢驗(yàn)實(shí)體混凝土強(qiáng)度這一層次的同時(shí),對(duì)于所建議值為1110 的折算系數(shù)可稍加增減,采取了寬松而又靈活的態(tài)度,但需要指出的是,需增大折算系數(shù)時(shí)一定要持謹(jǐn)慎態(tài)度。

　　6   對(duì)冬期及大體積混凝土施工的實(shí)體混凝土強(qiáng)度檢驗(yàn)須加快研究

　　在冬期條件下,或出于縮短養(yǎng)護(hù)時(shí)間的需要,則要對(duì)結(jié)構(gòu)構(gòu)件或部位采取人工加熱,因此《規(guī)范》規(guī)定,其同條件養(yǎng)護(hù)試件的等效養(yǎng)護(hù)齡期可按結(jié)構(gòu)構(gòu)件或部位的實(shí)際養(yǎng)護(hù)條件由監(jiān)理或建設(shè)、施工各方根據(jù)同條件養(yǎng)護(hù)試件強(qiáng)度與標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)條件下28d 齡期試件相等的原則確定,具體方法由各方協(xié)商解決。同條件養(yǎng)護(hù)試件拆模后,應(yīng)置于靠近相應(yīng)結(jié)構(gòu)構(gòu)件或部位的適當(dāng)位置并應(yīng)采取相同的養(yǎng)護(hù)方法,是強(qiáng)調(diào)同條件養(yǎng)護(hù)試件的養(yǎng)護(hù)條件與施工現(xiàn)場(chǎng)混凝土結(jié)構(gòu)的養(yǎng)護(hù)條件相互一致,這種養(yǎng)護(hù)條件要求的相互一致性,特別是養(yǎng)護(hù)初期抗凍臨界強(qiáng)度達(dá)到之前,必須保證同條件養(yǎng)護(hù)試件與施工現(xiàn)場(chǎng)結(jié)構(gòu)的養(yǎng)護(hù)條件的相互一致,確保同條件養(yǎng)護(hù)試件真實(shí)反映冬期負(fù)溫及其混凝土人工加熱對(duì)其質(zhì)量的有利和不利影響非常重要,但此時(shí)同條件養(yǎng)護(hù)試件的留置方式或取樣數(shù)量在《規(guī)范》中卻沒(méi)有特別明確另行指出,而是應(yīng)按《規(guī)范》常溫條件下的規(guī)定執(zhí)行。

　　常溫下,一般體積不大的混凝土結(jié)構(gòu)可視同條件養(yǎng)護(hù)試件與結(jié)構(gòu)的溫度和大氣氣溫相同,而對(duì)于冬期及大體積混凝土來(lái)說(shuō),兩者大小不同,后者混凝土早期內(nèi)部溫度大大超過(guò)外界環(huán)境溫度,而此時(shí)的同條件養(yǎng)護(hù)試件雖然置于靠近相應(yīng)結(jié)構(gòu)構(gòu)件或部位的適當(dāng)位置,由于大體積混凝土內(nèi)部大量水化熱產(chǎn)生,內(nèi)部混凝土溫度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于同條件養(yǎng)護(hù)試件的溫度,為此必須人工給同條件養(yǎng)護(hù)試件創(chuàng)造一定的溫度和濕度條件,使同條件養(yǎng)護(hù)試件的養(yǎng)護(hù)條件與大體積混凝土內(nèi)部的溫度和濕度一致,如果不對(duì)同條件養(yǎng)護(hù)試件的養(yǎng)護(hù)條件特意人工創(chuàng)造養(yǎng)護(hù)條件或人工創(chuàng)造的養(yǎng)護(hù)條件與大體積混凝土所處情況不一致,這種實(shí)體混凝土的強(qiáng)度檢驗(yàn)則不能代表其真實(shí)強(qiáng)度。值得注意的是,大體積混凝土內(nèi)部的濕度一般都可以滿足水泥水化需要,但如果大體積混凝土內(nèi)部溫度大于同條件養(yǎng)護(hù)試件的溫度,而混凝土內(nèi)部的高溫又能引起強(qiáng)度損失,更加大同條件養(yǎng)護(hù)試件的強(qiáng)度失真。

　　冬期施工以及人工加熱養(yǎng)護(hù)條件下的同條件養(yǎng)護(hù)試件的養(yǎng)護(hù)條件,其處理原則與大體積混凝土同條件養(yǎng)護(hù)試件相同。不論是大體積混凝土施工,還是冬期施工的人工加熱或覆蓋保溫材料,都是要給混凝土造成一種與外界不同溫度和濕度的小氣候,此時(shí)混凝土強(qiáng)度的增長(zhǎng)只與局部小環(huán)境的小氣候溫度及濕度有關(guān),并不取決于外界大環(huán)境的溫度及濕度,因此,必須以實(shí)際局部小氣候的日平均溫度按600 ℃·d 累計(jì)成熟度計(jì)算等效養(yǎng)護(hù)齡期,不過(guò)對(duì)此也可較寬松靈活對(duì)待,等效養(yǎng)護(hù)齡期在同條件養(yǎng)護(hù)試件強(qiáng)度與在標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)條件下28d 齡期試件強(qiáng)度相同的原則下,可根據(jù)結(jié)構(gòu)構(gòu)件或部位實(shí)體養(yǎng)護(hù)條件和當(dāng)?shù)貙?shí)踐經(jīng)驗(yàn),其中包括試驗(yàn)研究結(jié)果,由監(jiān)理或建設(shè)、施工各方共同確定。如果采用一般慣用的“大體積混凝土”的定義來(lái)界定是否屬于大體積混凝土實(shí)體強(qiáng)度檢驗(yàn)顯然不妥,關(guān)鍵是使同條件養(yǎng)護(hù)試件的溫度及濕度等條件與實(shí)體混凝土一致。

　　冬期施工、大體積混凝土施工以及人工加熱養(yǎng)護(hù)時(shí)的實(shí)體混凝土強(qiáng)度檢驗(yàn),在修訂《規(guī)范》時(shí)尚未進(jìn)行這方面的試驗(yàn)研究工作,因此在《規(guī)范》中只提到一些處理原則,遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足施工的需要,關(guān)于這些方面的研究試驗(yàn)工作急待進(jìn)行,以便《規(guī)范》早日修訂。

　　7 　除以同條件養(yǎng)護(hù)強(qiáng)度檢驗(yàn)實(shí)體混凝土強(qiáng)度外,并不完全排除采用其他方法

　　同條件養(yǎng)護(hù)強(qiáng)度的檢驗(yàn)方法相對(duì)其他方法簡(jiǎn)便易行,而且又能最接近地反映結(jié)構(gòu)混凝土的真實(shí)強(qiáng)度,因此《, 規(guī)范》明確規(guī)定對(duì)混凝土的檢驗(yàn),應(yīng)以在混凝土澆筑地點(diǎn)制備并以結(jié)構(gòu)實(shí)體同條件養(yǎng)護(hù)的試件強(qiáng)度為依據(jù),這就明確地肯定了同條件養(yǎng)護(hù)強(qiáng)度在結(jié)構(gòu)實(shí)體檢驗(yàn)中的重要地位和主導(dǎo)作用。與此同時(shí)《, 規(guī)范》又規(guī)定,對(duì)混凝土強(qiáng)度的檢驗(yàn),也可根據(jù)合同約定,采用非破損或局部破損的檢測(cè)方法,按國(guó)家現(xiàn)行有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定進(jìn)行。由此可見(jiàn),除以同條件養(yǎng)護(hù)強(qiáng)度檢驗(yàn)實(shí)體混凝土強(qiáng)度以外,并不完全排除采用其他方法的可能性,但應(yīng)考慮其他檢測(cè)方法由于各種因素可能造成的不確定性及誤判。結(jié)構(gòu)混凝土強(qiáng)度采用非破損或局部破損的方法間接測(cè)定稱為推定強(qiáng)度,推定強(qiáng)度測(cè)定的諸多方法均不是對(duì)混凝土立方體抗壓強(qiáng)度的直接測(cè)定,而是通過(guò)測(cè)定某些物理量,利用其物理量與混凝土立方體抗壓強(qiáng)度的相對(duì)關(guān)系間接推定。實(shí)踐證明,不論是回彈法、超聲回彈綜合法、拔出法,還是鉆芯法都有一定的局限性,尤其是混凝土組分變化較大時(shí),其誤差尤為明顯。因此,當(dāng)未根據(jù)系統(tǒng)試驗(yàn)統(tǒng)計(jì)建立新的可靠推定關(guān)系之前,不宜作為驗(yàn)收結(jié)構(gòu)實(shí)體混凝土強(qiáng)度的依據(jù)。雖然鉆芯法可較直接反映結(jié)構(gòu)實(shí)體強(qiáng)度,但該法自身的特點(diǎn)決定了其難以成為結(jié)構(gòu)實(shí)體混凝土強(qiáng)度驗(yàn)收依據(jù)進(jìn)行推廣。

　　《規(guī)范》規(guī)定,當(dāng)未能取得同條件養(yǎng)護(hù)試件強(qiáng)度、同條件養(yǎng)護(hù)試件強(qiáng)度被判為不合格時(shí),應(yīng)委托具有相應(yīng)資質(zhì)等級(jí)的檢測(cè)機(jī)構(gòu)按國(guó)家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定進(jìn)行檢測(cè),說(shuō)明了推定強(qiáng)度只是一種輔助檢測(cè)手段,而且這種輔助檢測(cè)是有一定條件的,是在對(duì)檢測(cè)單位的資質(zhì)和標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的應(yīng)用都有嚴(yán)格限制的條件下進(jìn)行的。只有當(dāng)同條件養(yǎng)護(hù)強(qiáng)度的檢測(cè)不可能時(shí),才能考慮采其他檢測(cè)方法,比如說(shuō),當(dāng)用同條件養(yǎng)護(hù)強(qiáng)度檢驗(yàn)實(shí)體混凝土強(qiáng)度未能通過(guò),而此時(shí)同條件養(yǎng)護(hù)試件已全部用完,才能用推定強(qiáng)度來(lái)推定實(shí)體混凝土強(qiáng)度。

 

　　《規(guī)范》中關(guān)于推定強(qiáng)度進(jìn)行實(shí)體強(qiáng)度檢驗(yàn)時(shí)規(guī)定,對(duì)混凝土強(qiáng)度檢測(cè)也可根據(jù)合同約定用非破損或局部破損的檢測(cè)方法,其中限定詞“也可”二字也說(shuō)明了這種檢測(cè)方法所占有的地位,其意示為對(duì)這種方法不支持、不提倡,但不反對(duì)的原則立場(chǎng),而且規(guī)定要在合同約定的情況下進(jìn)行。

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