浅谈混凝土强度评定方法

浅谈混凝土强度评定方法
［摘要］本文以当前对混凝土强度评定中存在主要误区及原因进行分析，说明混凝土强度评定工作应在施工过程中进行，提出施工过程中注意要点，以保证工程评定达到合格要求。

［关键词］混凝土强度评定方法施工要点
自2000年参加工作以来，先后在328国道（海安段）改造工程、扬州西北绕城高速公路（扬州段）学士路分离式立交桥、盐通高速（东台段）东台河桥中施工，现在连云港开发区施工桥梁。

工作中发现对混凝土质量的控制一种错误的认识：混凝土试块强度值低于设计强度等级时就是不合格，桥梁砼就须进行实体回弹和取芯抗压，对仍不能达到设计强度等级时返工处理；对试块强度值高于设计强度等级时就会认为混凝土强度符合设计要求等等，其实混凝土的强度合格与否应由混凝土试块强度综合评定结果而定。

混凝土强度评定是根据施工平时抽检和留置混凝土试块的强度值组合评定确定。

现就影响混凝土评定结果谈几点注意点。

一、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：
1．每拌制100盘且不超过100m3的同配合比的混凝土，取样不得少于一次：
2．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；
3．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；
4．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；
5．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，其抗压强度应按下表所列系数进行换算：
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。

二、试块的养护
试块成型后应立即用不透水的薄膜覆盖表面，采用标准养护的试块，应放在温度为20±5℃的环境中静置一昼夜至二昼夜，然后偏号、拆模，放入温度为20±2℃、相对湿度为95%以上的标准养护室内养护，标准养护室内的试块放在支架上彼此相隔10-20cm，试块表面应保持潮湿，并不得被水直接冲淋，标准养护龄期为28d（从搅拌加水开始计时）。

采用蒸汽法养护的混凝土结构构件，其混凝土试块也应先随同结构构件同条件蒸汽养护，再转入标准养护室内养护28d。

同条件养护试块的拆模时间可与实际构件的拆模时间相同，拆模后试件仍需保持与结构构件同条件养护。

在工程建设中，施工单位对试块的留置都较为重视，而对试块的养护普遍重视不够，工地上就建造一个简易的标养室，室内温度控制时高时低，湿度是由人工浇水来控制，同条件养护的试件有时就直接暴晒在阳光下，或不及时浇水保湿等等。

试块是以三块为一组，并应是以同等条件同等制作和养护，每组试块的抗压强度是以三块试块的实际抗压测定值的算术平均值为测定值，其中如有某一测值与中间值的差值超过中间值的15%时，应取中间值为本组测定值，如有两个值与中间值的差值超过中间值的15%时，侧该组试块件无测定值，此组无效。

三、混凝土试块强度的评定
混凝土抗压强度应以强度等级相同、龄期相同以及生产工艺条件和配合比相同的混凝土组成同一验收批，同一验收批的混凝土强度应以同批内所有各组标准尺寸试块的强度测定值为代表值，如为非标准尺寸试块时应进行强度换算。

施工单位根据施工现场混凝土的施工工艺，应按《混凝土强度检测评定标准》进行分类评定，对桥的灌注桩、下部结构和上部结构中的同等级混凝土，由于生产工艺与配合比不同，不能混在一起进行统计与评定，混凝土评定分为以下两种方法：
1．大桥等重要工程或混凝土的试块大于或等于10组时，应以数理统计方法按下述条件评定；
Rn-k1Sn≥0.9R
R min≥k2R
Rn-同批n组试块强度的平均值（MPa）
n-同批混凝土试块组数
Sn-同批n组试块强度的标准差（MPa）
当Sn＜0.06R时，取Sn=0.06R
R-设计的混凝土强度等级（MPa）
R min- n组试块中强度最低一组的值（MPa）
k1、k2-合格判定系数，见下表
2．中小桥及涵洞等工程且同批混凝土的试块小于10组时，可用非统计方法按下述条件进行评定；
Rn≥1.15R
R min≥0.95R
现场施工过程中，必须留置同条件养护试块，同条件养护试块应在达到标准养护条件下28d龄期试块强度相等的原则下进行强度试验，但实际施工过程中同条件养护的混凝土试块由于与标准养护条件的差异，如同条件养护的气温变化相差很大、同条件试块以及实际混凝土构件可能缺水等不利强度增长，同条件养护试块的强度代表值应根据强度结果按现行国家标准《混凝土强度检验评定标准》的规定乘以折算系数后确定，拆算系数取为 1.10,或根据当地的试验统计结果作适当调整后,进行其强度评定,其评定方法可参照上面两个公式评定,其强度评定结果可同时作为检验结构实体混凝土强度的依据。

当混凝土强度按试块强度进行评定达不到合格条件时，可采用钻取实体或以无损检测法查明结构实际混凝土的抗压强度和浇筑质量，如仍不合格，应由有关单位会同设计单位共同核算是否满足结构安全，以及研究处理方法。

四、工程实例概况
由于各方面的原因，施工单位往往对评定的工作都等到主体工程结束，有时甚至拖到资料备案时才进行综合评定，这样就导致了问题暴露过迟。

我们应在平时混凝土试验和资料整理时就应对已有的混凝土强度进行评定，要分阶段、分层次评定，通过评定结果了解前段混凝土的施工质量，同时有利控制和提高以后混凝土施工质量，对出现不利因素时，要及时纠正和处理。

如正在施工的某桥立柱只有18根，在已施工完的12根立柱中，共取样试块5组，其中有2组低于设计强度，估算按非统计方法评定不合格，为了评定合格，在后来施工的6根立柱中，增加试块留置频率，加大检测力度，又留置6组试块，这样一共达到11组，使混凝土试块留置数量满足按统计方法评定要求，从而使混凝土强度评定合格。

建议在施工中混凝土强度的评定应采用平时与验收相结合的办法进行。

现场施中有部份监理人员和监督人员认为：混凝土试块强度低于设计强度，就认为不合格，不给予认可工程量以及不同意下道工序施工，根据评定公式来看，只有试块强度不低于设计强度的85%，都有可能评定合格，但是有一点试块强度低于设计强度的85%时，可以肯定混凝土评定不合格；也有相当部份工程技术人员以及现场管理人员认为：混凝土试块强度达到设计强度，混凝土评定必然会合格，现将现实中遇到的具体问题举例如下：某桥承台混凝土设计强度C30，共留置6组试件，强度代表值分别为31.2MPa、30.4MPa、32.1MPa、33.8MPa、34.0MPa、33.0MPa，根据《混凝土强度检验评定标准》中规定只能采用非统计方法评定混凝土强度
Rn≥1.15R---------①
R min≥0.95R---------②
经计算Rn=32.4 MPa, R min =30.4 MPa而1.15R=34.5 MPa, 0.95R=28.5 MPa,这批承台混凝土强度能满足②式要求,但不能满足①式,评定不合格.同样在采用统计方法评定强度值时,当混凝土强度值波动大时,混凝土强度离散大, Sn也大,从而也会导致不能满足Rn-k1Sn≥0.9R要求,混凝土强度评定不合格,例如: 某桥盖梁混凝土设计强度C30，共留置10组试件，强度代表值分别为40.9MPa、
30.1MPa、42.2MPa、39.8MPa、35.0MPa、30.5MPa、31.8MPa、31.0MPa、30.2MPa、41.5MPa、，根据《混凝土强度检验评定标准》中规定采用数理统计方法评定；
Rn-k1Sn≥0.9R---------①
R min≥k2R---------②
经计算Rn=35.3 MPa, k1 取值为 1.70, k1 取值为0.9, Sn=4.9455, R min =30.1 MPa, Rn-k1Sn=35.3-1.7*4.9455=26.89 MPa,而0.9R =27.0 MPa,则这批盖梁混凝土强度能满足②式要求,但不能满足①式,评定也不合格.
五、结束语
随着社会的不断发展，混凝土用途越来越多，充分使用到各行业、各领域，全面推进与提高城市发展，混凝土质量的优劣直接影响工程产品使用年限，在工程建设中如何合理而又经济地控制混凝土的强度和质量，以及混凝土施工中正确留置混凝土强度试块并进行评定都是很值得关注的问题。