黄州区混凝土强度检测

混凝土的强度，是建筑产品结构安全的基本**，更是建筑施工的从业人员需经常面对的问题。混凝土具有较高的抗压强度（抗拉强度相对较低），因此抗压强度是施工中控制和评定混凝土质量的主要指标。按照《混凝土结构设计规范》（GB50010-2010）规定“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照标准做法制作养护的边长为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”。上述规定只是给出了作为主体结构原材料——现场浇筑前混凝土的强度分级标准，此强度数值的取得依赖给定理想的环境条件、试件尺寸及试验方法。一般建筑图纸设计的混凝土强度即指上述的定义。

构件混凝土强度与混凝土强度等级是两个不同的概念

构件混凝土强度应指作为构成施工现场建筑构件实体的混凝土，经现场成型养护后的强度代表值。因浇筑方法、养护方式、环境条件等的不同，其强度要低于立方体抗压强度标准值（标养试块强度）。需特别强调的是：立方体抗压强度标准值确定的是作为原材的混凝土强度等级，而在设计及施工计算时取用的混凝土轴心抗压强度标准值、设计值才是混凝土构件的强度取用值。因此在相关规范中没有立方体抗压强度设计值的概念。

构件在实际承载中，其混凝土承载能力有如下两个主要影响因素：构件混凝土强度和构件尺寸。**个影响因素比较易于理解，后一个影响因素施工人员考虑较少，可做如下简单理解：100mm混凝土立方体试块测试强度要大于150mm混凝土立方体试块测试强度；相同截面试块，其高度愈大，破坏荷载值愈低。考虑到上述因素，《混凝土结构设计规范中》（GB50010-2010）对结构设计计算时取用的混凝土轴心抗压强度标准值作了如下规定：“棱柱强度与立方体强度之比值α c1对普通混凝土为 0.76，对高强混凝土则大于0.76，本规范对C50及以下取 0.76，对C80取0.82，中间按线性规律变化。考虑到结构中混凝土强度与试件混凝土强度之间的差异，根据以往的经验，并结合试验数据分析，以及参考其他国家的有关规定，对试件混凝土强度修正系数取为0.88。本规范的轴心抗压强度标准值按下式计算：fck=0.88×α c1×αc2(脆性折减系数)×fcuk(立方体抗压强度标准值)”。取C40混凝土作一简单计算实例：fcuk=40MPa  fck=0.88×0.76×1×40=26.8 MPa fc= fck/1.4=26.8/1.4=19.1 MPa  在混凝土构件尺寸确定的情况下，构件混凝土强度成为现场施工主要控制项目。即使达到强度等级的混凝土，若发生浇筑振捣及养护不良等现象，仍可能带来构件混凝土强度偏低的问题。

判定构件混凝土强度是否合格的较小限定值

因此在新版《混凝土结构施工质量验收规范》(GB50204-2015)中，除保留标养试件试验要求外，增加了混凝土强度结构实体检验内容。前者可监测混凝土的选用，后者可监测混凝土浇筑后的强度效果。

《混凝土结构施工质量验收规范》对混凝土强度结构实体检验作了如下规定：“对混凝土强度的检验，应在混凝土浇筑地点制备并与结构实体同条件养护的试件强度为依据。同条件养护试件的强度代表值应根据强度试验结果按现行国家标准《混凝土强度检验评定标准GBJ107的规定确定后，乘折算系数取用；折算系数宜取为1.10，也可根据当地的试验统计结果作适当调整。” 《混凝土结构施工质量验收规范》建议的1.10系数恰恰是《混凝土结构设计规范中》试件混凝土强度修正系数0.88的倒数。

在两本规范中均承认构件混凝土强度要低于标养试块强度，因此判定构件混凝土强度是否合格的较小限定值应为设计混凝土强度等级代表的立方体抗压强度值的88％。对应C40混凝土，限定值为35.2Mpa。回弹法检测混凝土抗压强度，作为实体检验的一种补充方法，测定的是构件实体的强度。其依据的主要原理为构件混凝土表面硬度与混凝土强度的对应关系。根据回弹值，查对测强曲线，确定强度代表值，同时进行混凝土碳化深度、泵送混凝土等各项修正。对应曲线图则是依据大量的试验数据，绘制的回弹值与构件混凝土强度的对应曲线图。

在一般应用中，往往直接选用《回弹法检测混凝土抗压强度技术规程》给定的**测强曲线图。回到前文所述事例，在结构构件砼龄期达到3-5个月以上后（混凝土后期强度充分增长后），对建筑剪力墙体随机选取9个构件进行钻芯取样及回弹检测，数据如下：

部位序号

回弹平均值

考虑碳化推定值

不考虑碳化推定值

钻芯测定值

1

40.0

38.3/36.2

41.6

54.2

2

39.3

37.2/35.3

40.1

51.6

3

40.0

38.3/36.2

41.6

57.7

4

41.9

41.8/39.5

45.7

61.1

5

39.7

37.8/35.8

41.0

67.9

6

38.3

35.4/33.6

38.3

62.9

7

38.2

35.2/33.4

37.9

52.6

8

43.6

45.4/43.0

49.4

58.7

9

43.4

45.1/42.6

49.0

55.4

备注：碳化深度分别取1.0、1.5及0.0进行推定，实际检测碳化深度均大于1.5mm。推定值尚应加上4.5Mpa的泵送修正值。


混凝土强度的定义及判定
在实际操作中至少有如下问题需要探讨：

1、依据表面硬度推测混凝土强度，原理本身导致回弹对象有明显的适用范围要求。在规程中要求“本规程不适用于表层与内部质量有明显差异或内部存在缺陷的混凝土结构或构件的检测”。测强曲线图代表的应是得到规范养护的构件，而实际施工过程中，因各种原因，尤其是高层建筑墙体混凝土较易发生表面养护不足（失水过快）的情况，此时的表面硬度对构件主体混凝土强度的代表性已降低，只能作为辅助检测手段。如上述提到的事例，在回弹检测过程中发现，楼板底部回弹强度值较高，楼板**部稍差，墙体表面回弹强度较低。经查证，施工时处于干燥多风季节，墙体表面浇水养护不足；因楼板表面浇水后可自然存水，养护状况稍好；楼板底部因模板存在时间较长，状况较好（也应有粗骨料下沉的影响）。

2、因混凝土配比及材料的不同，不论选用全国测强曲线或地区测量曲线，其偏差均不可避免。

3、碳化深度的影响。在《回弹法检测混凝土抗压强度技术规程》中，根据混凝土碳化深度增加，表面硬度增大的正常状态，要求对构件混凝土进行表面碳化深度的测量以对回弹强度进行修正。山西太原质量监督站与太原某高校做过专项试验研究，发现高层建筑施工，因商品混凝土大量使用各种外加剂、掺加料，塌落度大，其早期混凝土碳化深度与回弹值的增减关系往往与测强曲线依据的正常状态完全相反。此项研究已在学术期刊以论文发表。本文不再详细引用原文及实验数据，对其研究结论做一简要引用：“在混凝土构件未得到妥善养护的情况下，混凝土构件表面碳化速度远远**过混凝土的正常碳化深度；混凝土早期碳化深度的增加，不但未引起混凝土回弹值的提高，反而使其回弹值降低；相同条件下，早龄期碳化深度与混凝土强度等级不在具有显著相关性。”该现象对回弹强度推定值有较大影响。针对前述试验数据，在早龄期回弹值偏低（多数回弹平均值小于37），在强度充分增长后，回弹值增长较好，但碳化深度较大；钻芯取样值远**回弹推定值。

在《回弹法检测混凝土抗压强度技术规程》中，尚有如下表述：“一般情况下，结构或构件由于制作、养护等方面原因，其强度值要低于同条件试件强度值。本规程定义强度推定值为结构或构件本身的强度值，而实际应用中，多数错误的将该值与标准养护150mm立方体试件强度对比，造成回弹法检测的强度值偏低的印象”，“检测结果为构件混凝土强度，该强度与标准养护或同条件养护试件强度存有差异，因此不能据此结果对构件的设计强度等级给出合格与否的结论”。综上所述可以得出标准试块、同条件试块、现场实体强度值依次减小的关系。

如想以回弹检测法增加对构件实体混凝土强度的监测（操作简便），建议可结合钻芯取样法制定工地**的测强曲线图，此种方法可大大提高回弹检测的精度与可信度。

对建筑施工现场混凝土强度的检验判定与监测，只有明确了强度定义、判定标准，区分目标对象，选用合理的检测方法，对各种影响因素正确分析，才能得到真实可靠的结论。