混凝土构件强度评定

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1、如今建港、修路、民用、工业建筑桥梁搭建等工程建筑混凝土是主要材料之一。而混 凝土构件是这些工程建筑中必不可少的混凝土成品。混凝土构件的强度是建筑产品的安全 的基本保障，更是建筑施工从业人员经常面对的问题。在工程施工期间及其随后的质量评 估中混凝土构件强度检测机评定是极其重要的环节之一。目前混凝土强度检测方法主要有 非破损法、局部破损法和综合法。局部破损法具有操作简单，工具携带方便，使用广泛， 但会因环境条件受到一定影响。本文简述了混凝土构件制作检测到现场测强度全过程简述 和简单影响强度的因素。关键词：混凝土构件 强度 判定目录引 言 31、混凝土强度试块的制作 42 、混凝土石块的抗压强度 5

2、3、现场回弹法测混凝土构件的强度 53.1 一般规定 63.1.1、结构或构件混凝土强度检测可采用下列两种方式： 63.1.2、每一结构或构件的测区符合些列规定： 63.2 回弹值的测量 63.3 碳化深度 73.4 碳化深度的影响 73.5 回弹值计算 73.6 混凝土强度的计算 84、混凝土强度等级 94.1 混凝土的等级 94.2 混凝土强度等级选用范围 95、影响试件和构件强度的主要因素 105.1 影响试件的因素 105.2 影响构件混凝土强度的因素 106、结论 107、参考文献 11引言混凝土是一种用量很大、运用广泛、而又正在蓬勃发展的工程材料，也是现代土木工 程中最主要的结构材

3、料之一。混凝土施工质量的好坏直接影响到混凝土结构工程乃至整个 建筑工程的安全。混凝土的生产技术未完全工业化，因而质量管理十分重要。混凝土原材 料的品质、配合比、拌和、捣制和养护等生产工艺不当，均可能导致混凝土质量、强度和 耐久性的下降。因此，加强混凝土的质量监控和检测来保证混凝土质量，成为建筑工程管 理中的重要环节。混凝土标准试件的抗压试验对混凝土结构来说，毕竟是一种间接测定值 由于试件的成型条件、养护条件及受力状态都不可能和结构物上的混凝土完全一致，因此 试件测量值只能被认为是混凝土在特定的条件下的性能反映，而不能代表结构混凝土的真 实状态。首先采用回弹法按批构件检测该楼框架柱混凝土的抗压强

4、度，并依据标准确定所检批 构件混凝土抗压强度标准值的推定区间；根据委托方提供的原设计图纸和计算文件对大楼 整体结构进行计算，计算时采用批构件混凝土抗压强度推定值，有单构件混凝土抗压强度 值的，进一步按单构件强度值计算，然后将计算结果与设计图纸进行比较；对不满足要求 又无单构件实测混凝土抗压强度值的柱构件，则进一步采用回弹法按单构件检测其混凝土 抗压强度，并逐根再次评定其结构性能。根据两次的评定结果来确定加固范围1、混凝土强度试块的制作用于检查结构构件混凝土强度的试块，应在混凝土浇筑地点随机抽取，试块留置取 样频率应符合下列规定：A、每拌制100盘且不超过100m3的同配合比的混凝土，取样不得少

5、于一次：B、每工作班拌制的同一配合比的混凝土不足100盘时，取样不得少于一次；C、当一次连续浇筑超过1000m3时，同一配合比的混凝土每200m3取样不得少于一次;D、灌注桩浇筑时，每浇筑50m3混凝土取样不得少于一次，如少于50m3混凝土的桩 每根桩必须取样不得少于一次;E、每次取样应至少留置一组标准养护试块，同条件养护试块的留置组数应根据实际 需要确定。根据规范要求检验评定混凝土强度都是以标准成型方法及强度试验方法应符合混凝 土力学性能试验标准规定的条件下测定值，则在进行混凝土浇筑的过程中，必须留置以边 长为150mm立方体尺寸标准试块，如采用非标准尺寸试块抗压强度试验时，其抗压强度应 按

6、下表所列系数进行换算：混凝土试块抗压强度换算系数骨料最大粒径（mm）试件尺寸（mm）换算系数备注63200*200*2001.0540150*150*1501.031.5100*100*1000.95注: 对强度等级为 C60 及以上的混凝土试块,其强度的尺寸换算系数可通过试验确定 搅拌好的混凝土拌合物在取样时应至少用铁锨再来回拌合三次,当坍落度不大于 70mm 的混凝土,宜采用振动器振实试块,将砼拌合物一次装入试模,用抹刀沿试模壁插捣并使混 凝土拌合物高出试模口,振动应持续到表面泛浆为止 ,且避免过振,以防混凝土离析,一般 振捣时间为20秒;当坍落度大于70mm的混凝土宜用捣捧人工捣实，混凝

7、土拌合物应分两层 装入模内,每层装料厚度大致相等,插捣应按螺旋方向从边缘向中心均匀进行 ,在插捣底层 混凝土时， 捣捧应达到试模底部， 插捣上层时， 捣捧应贯穿上层插入下层 2-3cm， 插捣时捣捧 应保持垂直， 不得倾斜， 每层插捣次数不少于 25 次， 同时还应用抹刀沿试模壁插拔数次，不 管用何种方法，待混凝土临近初凝时用抹刀抹平。在实际施工中，试块制作时都是一次将试模装满后，用一根钢筋头进行插捣，在发现 混凝土不足时，随便加点混凝土后继续插捣、抹平，这样由于试块制作的工艺（层厚、插 捣顺序与次数）不相同，往往会造成同组试块中的各个测值相差偏大，试件不具备代表性 或试件无效；还有工程人员认

8、为用振动振实的时间越长越密实、强度越高，混凝土振动时 间长后，可能出现混凝土过振、混凝土离析，造成同批各组试件测定值相差大，标准差Sn 偏大，影响评定结果，振动时最好以混凝土表面泛浆，无明显沉降为准。2 、混凝土石块的抗压强度A、按实验一成型试件，经标养条件下养护到规定龄期。B、试件取出先检查尺寸及形状相对面应平行，表面倾斜偏差不宜超过0.5mm。试件如有蜂 窝缺陷，应在实验前 3天用浓水泥浆填补完整，并在报告中说明。在破型前，保持试件原 有的湿度。C、以试件成型时侧面为上下受压面， 试件妥放在球座上，球座至压力机中心， 以 0.3-0.8MPa/s 的连续而均匀地加荷，小于 C30 的敌强等

9、级取 0.3-0.5MPa 的加荷速度。强 度不低于 C30 的取 0.5-0.8MPa 的加荷速度。当试件接近破坏而开始变形时，应调整试验 机油门，直至试件破坏，记下破坏极限荷载。D、结果计算混凝土立方体抗压强度 fcu 按式计算Feu二-A式中：F-极限荷载A-受压面积 以三个试件的算术平均值为测定值。如一个 测值与中值的差超过中值的 15%时，则取中 值为测定值；如有两个测 值均超过中值的 15%,则数据无效。实验结果计算值O.IMpa。3、现场回弹法测混凝土构件的强度图 1 回弹仪构造图7弹击锤 呂竝貧雕 9卡环 10密封蛋圈 11弾击杆 12盖帽13缓沖底賞14 W击拉賛15 MS

10、尺 芮搐针片 17描针块 1K中心姑杆 网描针轴 如导向法飞 21桂钩历簧 22SEK23尾盖右图为回弹仪构造图3.1 一般规定3.1.1、结构或构件混凝土强度检测可采用下列两种方式：(1) 单个检测：适用于单个结构或构件的检测；(2) 批量检测：适用于在相同的生产工艺条件下，混凝土强度等级相同，原材料、成型 工艺、养护条件基本相同且龄期相近的结构或构件。批量检测时，抽检数量不得少于同批 构件总数的 30%且不得少于 10 个。抽检构件时，应遵循随即抽取重点部位或有代表型的构 件。3.1.2、每一结构或构件的测区符合些列规定：(1) 每一结构或构件的测区数不应少于 10 个，对于某一方向尺寸小

11、于 4.5m 且另一方向 小于0.3m的构件，其测区数量可适当减少，但不应少于5个；(2) 相邻两测区的间距应最大不超过2m，测区离构件端部或施工缝边缘的距离不大于 0.5m，且不小于0.2m；(3) 测区应尽量选在使回弹仪处于水平方向检测混凝土的侧面。当不能满足这一要求时， 可使回弹仪处于非水平方向检测混凝土的浇筑侧面、表面或底面；(4) 测区宜选在构件的两个对称可测面上，也可选在一个可测面上，且应分布均匀。在 构构件的重要部位或薄弱部位，必须布置测区，并应避开预埋件；(5) 测区面积不宜大于 0.04m2；( 6)检测面应为混凝土表面，并应清洁、平整、不应有疏松层、浮浆、油垢及蜂窝、麻 面

12、，必要时可用砂轮清楚疏松层和杂物，且不应有残留的粉末或碎屑；(7)对弹击时产生颤动的薄壁或小构件应进行固定。3.2 回弹值的测量A、检测时，回弹仪的轴线应始终垂直于结构或构件的检测面，缓慢施压，准确度数，快 速复位。B、测点宜在测区内均匀分布，相邻两点的净距离不宜小于2cm ；测点距外露钢筋、预埋件 的距离不宜小于3cm。测点不应分布在气孔或外露石子上，同一点只能弹一次。每一测区 记录16个回弹值，每一测点的回弹值精确到 1。3.3 碳化深度A、回弹值测量完毕后，在有代表性的位置上测量混凝土的碳化深度值，测点数不应小于 构件测区数的 30%，取其平均值为该构件每测区的碳化深度值。当碳化深度极差

13、大于2时， 应在每一测区测量碳化深度值。B、碳化深度的测量，可采用适当的工具在测区表面形成直径15mm的孔洞，其深度应大于 混凝土的碳化深度。孔洞中的粉末和碎屑应清除干净，并不能使用水清洗。用1%的酚酞酒 精溶液滴在孔内壁边缘处，已碳化的混凝土颜色不变，未碳化的混凝土变为红色，当已碳 化和未碳化界线清楚时，用深度测量工具测量已碳化混凝土的深度，测量不应小于 3 次， 取平均值，精确至 0.5mm。3.4碳化深度的影响回弹值反映的是混凝土的表面硬度，混凝土表面硬度主要与水泥砂浆强度有关，和粗 骨料与砂浆之间的粘结力以及混凝土结构内部性能关系并不明显。碳化深度对回弹法测强 有显著的影响，因为碳化使

14、混凝土的表面硬度增高，回弹值也增大，但对混凝土强度影响 不大，从而影响了 f R 的相关关系。不同的碳化深度对其影响不一样，同一碳化深度对 不同强度等级的混凝土的影响也有差异。长龄期的混凝土在自然养护条件下，碳化作用与 龄期的影响是相伴产生的，随着龄期的增长，混凝土强度增长，碳化深度也变大。尤其是 旧桥混凝土，采用测强曲线进行强度评定时，碳化深度是不容忽视的。3.5 回弹值计算3.5.1、计算测区平均回弹值，应从该测区的 16 个回弹值中剔除 3 个最大值和 3 个最小值，余下的 10 个回弹值按下式计算：丈RiR = _i1m 10式中 R 测区平均回弹值，精确 至 0.1；mR 第 i 个

15、测点的回弹值。i3.5.2、非水平方向时按下式修正：R = R + Rmm aa a式中 R 非水平检测时测区的平 均回弹值，精确至0.1；maR 非水平状态检测时的回 弹修正值，按附表查询 。aa3.5.3、水平方向检测混凝土浇筑顶面或底面时按下式修正：R=Rt+RtmmaR=Rb+Rbmma式中 Rt、Rb 水平方向检测混凝土浇 筑表面、底面时的测区 回弹值平均值；mmRt、R b 混凝土浇筑表面、底面 回弹值的修正值，按附 表查询。aa当检测时回弹仪既非水平状态有非混凝土的浇筑侧面时，应先修正角度，再修正浇筑面3.6 混凝土强度的计算A、结构或构件第i个测区的混凝土强度换算，可按上述求得

16、的平均回弹值及碳化深度值 查附表得出。B、结构或构件的测区强度平均值可根据各测区的混凝土强度换算值计算。当测区数为10 个及以上时，应计算强度标准差。平均值和标准差按下列公式计算：mfccucun乙fccu , inS =厂1u式中 mfccun 一 1n 对于单个检测的构件，取一个构件的测区数；对于批量检测的构件，结构或构件测区混凝土强度换算值的平均值（MP a），精确至0.1；取被抽检构件测区数之 和；s 结构或构件测区混凝土强度换算值的标准差（ MP a），精确至0.01.fccucuC、结构或构件的混凝土的强度推定值应按下式确定：1）当该结构或构件测区数小于10时：换算值的最小值。cu

17、 ,e cu , min式中 f c 构件中测区混凝土强度 cu , min（2）当结构或构件的测区强度中出现小于lO.OMPa时:f 10 .0MPacu , e（3）当结构或构件测区数不小于10个时或按批量检测时，应按下式计算 f = m 一 1.645 scu , ef cf ccu cu4、混凝土强度等级强度等级：混凝土的强度等级按立方体试件抗压强度标准值划分。立方体试件抗压强 度标准值则是指按标准方法制作、养护的边长为150mm的立方体标准时试件，在28d龄期 用标准试验方法所测得的抗压强度总体分布的一个值，强度低于该值的百分率不得超过 5%,亦即保证率为95%。混凝土的强度等级采用

18、混凝土的代号C与其立方体试件抗压强度 标准值的兆帕数表示，如立方体试件抗压强度标准值为 50MPa 的混凝土，其强度等级以 “C50”表示。混凝土的强度等级通常采用C15、C20、C30、C35、C40、C45、C50、C55、 C60。强度等级为C60及以上的标号与强度等级的关系工程材料的强度采用强度等级取代 标号来表示。4.1 混凝土的等级按照国家标准 GB 500102002混凝土结构设计规范，混凝土强度等级应按立方体 抗压强度标准值确定。立方体抗压强度标准值系指按标准方法制作和养护的边长为 150mm 的立方体试件，在28d龄期用标准试验方法测得的具有95%保证率的抗压强度，以feu,

19、 k表示。普通混凝土划分为十四个强度等级：C15、C20、C25、C30、C35、C40、C45、C50、 C55、C60、C65、C70、C75和C80。混凝土强度等级是混凝土结构设计、施工质量控制和 工程验收的重要依据。不同的建筑工程及建筑部位需采用不同强度等级的混凝土，一般有 一定的选用范围。4.2 混凝土强度等级选用范围不同的建筑工程，不同的部位常采用不同强度等级的混凝土，在我国混凝土工程目前水平情况下，一般选用范围如下： C10C15用于垫层、基础、地坪及受力不大的结构。 C20C25用于梁、板、柱、楼梯、屋架等普通钢筋混凝土结构； C25C30用于大跨度结构、要求耐久性高的结构、预

20、制构件等； C40C45用于预应力钢筋混凝土构件、吊车梁及特种结构等，用于2530层; C50C60用于30层至60层以上高层建筑； C60C80用于高层建筑，采用高性能混凝土； C80C120采用超高强混凝土于高层建筑。将来可能推广使用高达C130以上的混凝土。5、影响试件和构件强度的主要因素5.1 影响试件的因素A、试件的尺寸与外形B、压力试验机的影响C、养护条件的影响5.2 影响构件混凝土强度的因素A、水化热对强度的影响B、自然养护条件对强度的影响6、结论对于单个构件或单个构件的局部区域，建议用芯样平均值作为单个构件混凝土抗压强 度推定值，其混凝土合格评定标准参照美国 ACI318 规范

21、的规定，建议为：单个构件混凝 土强度推定值不应小于规定抗压强度的 0.85 倍， 最小值应不小于规定抗压强度的 0.75 倍。7、参考文献1强度检验与评定标准(GBJ107-87)2砼结构施工及验收规范(GB50204-2002)3建筑工程质量检验评定标准(GBJ301-88)与建筑安装工程质量检验评定统一标 准(GBJ300-88)。4回弹法检测混凝土抗压强度技术规范 JGJ/T23-20115毛龙泉，沈北安，陆金芳，等建筑工程施工质量检查与验收册【M】北京；中国建筑 工业出版社， 2002.19-20.岳卫民，董亚群，周新峰，关于影响混凝土强度的因素分析【J】建筑，2007,33(25)； 188-189