混凝土回弹强度和钻芯强度,为何差距比较大?

【摘要】采用回弹法和钻芯法检测同一构件混凝土强度,无论是相同龄期,还是不同龄期,其推定值都存在差异,论文对产生差异的主要原因进行分析,并对不同条件下测强结果的采用和处理,提出具体做法和建议。

【关键词】回弹法;钻芯法;混凝土强度;等效养护龄期

0引言

采用JGJ/T23-2011《回弹法检测混凝土抗压强度技术规程》(以下简称“《回弹法》”),对结构或构件混凝土进行测强,当推定值达不到设计要求时,采用钻芯修正或钻芯法测强,会出现以下情况:

1)按《回弹法》第4.1.6条要求,在构件上钻芯测强,采取修正量修正,修正后推定值又符合设计要求。如某构件混凝土设计为C30,回弹测强结果为23.6MPa,仅达到设计强度78.6%;钻芯修正值竟高达8.6MPa,推定值为32.2MPa,大于设计要求。

2)直接采用CECS03:2007《钻芯法检测混凝土抗压强度技术规程》(以下简称“《钻芯法》”)测强,有的推定值竟比《回弹法》推定值提高50%以上,且又符合设采用JGJ/T23-2011《回弹法检测混凝土抗压强度计要求。

3)也有少数欠振不密实、粗骨料偏少的混凝土,采用《回弹法》测强结果高于《钻芯法》。

以上现象的出现,可能会使施工、监理、甲方等一些从业人员产生不满和猜测。为了消除疑惑和影响,笔者对宿州地区近5年检测结果进行认真梳理统计分析,发现98%以上的构件混凝土,采用单一《回弹法》测强结果低于《钻芯法》测强结果,现举例论述。

1同一个构件测强结果分析

1.1同时检测同一构件混凝土

按照《安徽省保障性住房工程质量管理规定》建质[2012]9号文件要求,2015年4月6日,对某安置小区23楼1~33层混凝土测强,其部分结果如表2所示。8~10层设计强度为C40,实测强度推定值均低于设计强度,其中10层30/A剪力墙仅为30.9MPa。

经现场勘查确认,该剪力墙混凝土浇筑36h,未养护就拆除侧模板,且处于冬期施工,构件所处环境温度较低,有较长一段时间处在日平均气温低于0℃的环境。检测时构件的有效养护龄期仅为365.9~402.5℃•d,没有达到等效养护龄期600℃•d。于是建议对该批构件混凝土浇水养护,保持构件表面湿润状态,继续养护1个月左右,随着温度逐步回升,混凝土强度逐渐增长。

2015年4月9日,该批构件有效养护龄期增加到803.9℃•d及以上,进驻现场钻芯,2015年4月16日,进行芯样抗压试验,其构件强度推定值如表2所示,其中10层30/A剪力墙强度推定值提高45.3%。为了验证以上结果,笔者咨询了省级及部分地市检测中心,他们在检测中也遇到类似的结果。对同一结构构件混凝土,先采用《回弹法》测强,间隔一段时间,再采用《钻芯法》测强,随着有效养护龄期增加,两者测强结果差异越大。其主要原因有两个:

1)检测方法不同产生一个差异值f1。由于构件混凝土表层和内部质量不一致,《回弹法》检测是构件混凝土表面质量,推定值为fcu,1,《钻芯法》测试内部质量,推定值为fcu,2,导致《钻芯法》与《回弹法》测强产生一个差异值为f1,即fcu,2-fcu,1=f1。

2)龄期不同产生又一个差异值f2。从回弹到钻芯这段龄期,随着有效养护实施,后期蕴含强度得到发展,混凝土强度产生另一个增加值f2。

3)f1和f2两者之和为测强差异值f。即f1+f2=f。



2回弹法和钻芯法比较

由表3得知,《回弹法》为间接测强方法,虽然与真值的偏差相对较大,但操作方便、无损伤、速度快,适合对验收批普查。而且该方法经济价廉、测试面广,以及测试值在一定条件下与混凝土强度有较好的相关性等优点,已被实践所证明,其检测结果具可靠性。

《钻芯法》具有测试工作量大、用时长、局部微损伤等特点,但为内部直接测强方法,与真值比较接近,可对间接测强《回弹法》进行修正。

当《回弹法》测试结果不满足设计强度要求时,应采用《钻芯法》修正,获取与真值较接近的推定值,两者互补,即满足普查检测需要,又可提高检测精度。

3测强结果的采用和建议

3.1不同条件下测强结果的采用和处理

如何采用《回弹法》和《钻芯法》测强结果,对建筑工程施工质量进行验收判断和事故处理,具有可操作性和科学性,具体做法为:

1)当采用《回弹法》测强,没有修正推定值大于设计值时,该混凝土检验批应予以验收。不需要确定所测混凝土是否达到等效养护龄期;不需要再钻芯修正,或采用《钻芯法》测强,追溯与真值较接近的推定值,减少检测工作和费用。

2)当采用《回弹法》测强,没有修正推定值小于设计值时,则需要采取在构件上钻芯修正或《钻芯法》测强,获取与真值较接近的推定值;同时确认实体混凝土的有效养护龄期是否达到等效养护龄期,按GB50300-2013《建筑工程质量验收统一标准》第5.0.6条要求,分以下情况进行判定:

①只要修正后的强度推定值能满足设计要求,无论实体混凝土的有效养护龄期是否达到等效养护龄期,该混凝土检验批均予以验收。

②当实体混凝土的有效养护龄期已达到等效养护龄期,修正后的强度推定值为终结检测结果,若不能满足设计要求,应直接将测试结果请原设计单位核算,能够满足结构安全和使用功能的检验批,予以验收;如不满足,应采取返修或加固处理等技术措施,按经设计认可的技术处理方案和协商文件的要求予以验收。

③当实体混凝土的有效养护龄期未达到等效养护龄期,若修正后的强度推定值不能满足设计要求,应在实体混凝土的有效养护达到等效养护龄期再复检,获取终端检测结果进行判断。否则会把本不该处理的构件,误判为不合格,进行处理,造成较大浪费。

④对于如何确定等效养护龄期的问题,建议按照GB50204-2015《混凝土结构工程施工质量验收规范》第10.1.2条规定确定,现场结构构件的等效养护龄期计算的龄期与标养28d龄期试件强度相等原则确定。可取日平均气温逐日累计达到600℃•d时所对应得龄期,且不应<14d,日平均气温为0℃及以下的龄期为非有效养护龄期,混凝土强度不再增长,故不计入。因为寒冷地区和严寒地区,生产的混凝土达到等效养护龄期600℃•d时,有效养护龄期已超过60d,因此现行规范取消原附录条:“等效养护龄期不宜>60d”的规定。

3.2建议

为减少技术争议、质量风险及司法风险,减少困难和麻烦,消除困惑、减少《回弹法》测强结果的偏差,提升工程质量监管效能,提出以下意见和建议。

1)当《回弹法》测强推定值小于设计值时,则需采取在构件上钻芯修正或采用《钻芯法》测强,获取与真值较接近的推定值,用于结构的加固、验收判定和事故处理等。满足GB50300-2013《建筑工程质量验收统一标准》主控项目:对应于合格质量水平的错判概率α和漏判概率β均不宜超过5%要求。

2)结构构件混凝土已达到等效养护龄期,采取《回弹法》测强已钻芯修正,或单独采用《钻芯法》测强的结果,为终端结果。当达到等效养护龄期的推定值判定为不符合时,不得无休止延期检测,利用混凝土后期强度,要确保结构安全储备稳定存在。检测结果不得外推,更不得弄虚作假。

3)建议对双掺混凝土强度发展和利用的研究,通过技术立法,在既保证安全储备,又满足施工临时荷载等要求的条件下,利用泵送混凝土后期(900℃•d)的强度。

4)每半年抽取一定数量的同条件试块,对所使用部标或省标测强曲线和专用测强曲线进行校核,当存在显著差异时,应查找原因,不得继续使用所校曲线。

4结论

4.1测强结果存在差异

采用回弹法和钻芯法检测同一构件混凝土强度,无论是相同龄期,还是不同龄期,其推定值都存在差异,究其主要原因为:《回弹法》测得是表层强度,《钻芯法》测得是内部强度,所测构件表层与内部质量存在不同程度差异造成的。实践证明:两者结合互补是当前行之有效的检测方法。

4.2合理采用测强结果

只要《回弹法》测强推定值大于设计值,该混凝土单个构件或检验批就应予以验收。不需要确认所测混凝土是否达到等效养护龄期;也不需要再钻芯修正或采用《钻芯法》测强。

采用单一《回弹法》测强推定值小于设计值时,应首先确认所测构件混凝土是否达到等效养护龄期,再分下列情况采用钻芯修正或采用《钻芯法》测强,减小错判概率和漏判概率。

若所测构件混凝土已达到等效养护龄期,应采用钻芯修正或采用《钻芯法》测强,获取结果为终端检测结果。若判为不符合时,不得无休止延期检测,利用混凝土后期强度。

若所测构件混凝土没有达到等效养护龄期,应等待所测构件有效养护达到等效养护龄期,再采用钻芯修正或《钻芯法》复测。避免把本不该处理的构件,误判为不合格,进行处理,造成较大浪费。

确需要缩短工期提前施工和验收的工程,施工前要根据工期要求制定专项施工方案,合理加大投入,提高混凝土配制强度,满足需提高混凝土早期强度的要求。

4.3提高测试精度

要加强对检测人员培训,保证持证上岗,熟练操作;保证检测设备定期检定或校准,确保检测仪器使用前后持续处于规范规定标准状态;保证检测人员操作和评价持续符合规范要求,消除检测人员操作不当带来测试偶然误差和测试方法缺陷带来系统误差,提高测试精度。

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