如何使混凝土試件抗壓強度結果客觀評價混凝土構件實際強度

劉耀東

【摘? 要】隨著各級質檢部門對混凝土實體質量控制要求是越加嚴格，但混凝土強度評價采用混凝土試件這種方法與混凝土構件實體強度之間存在偏差，成為客觀評價混凝土實體強度的熱點問題。

【關鍵詞】混凝土試件;抗壓強度;實體質量

引言

強度滿足設計值是混凝土結構的最基本要求，如混凝土強度不能滿足設計要求，會對結構造成嚴重的安全隱患，其返工處理也將浪費大量的財力、物力和人力，給企業和國家造成資源浪費和經濟損失，甚至威脅人民群眾的生命安全。同配比、同強度等級、同施工條件下的不同批次混凝土試件強度卻往往偏差很大，原因是混凝土振搗，試件制作、混凝土養護、試驗操作等諸多因素造成的，甚至混凝土強度在規定齡期達不到設計要求的情況也有發生，有不少同一組混凝土試件的不同個體之間強度偏差也超過了規范的要求。鑒于這種情況，對某鐵路隧道工程混凝土抗壓強度值進行統計，對出現的情況進行了分析。

1.結果值統計匯總

某隧道二襯混凝土強度設計值為C30，每板二襯長12m，共匯總二襯24板，每板制取混凝土試件3組，總計72組。在對二襯混凝土抗壓強度試驗結果統計中，72組抗壓強度試件有14組不滿足要求，合格率僅為 88.9%。具體結果統計如下：

2.原因分析

此隧道二襯混凝土設計強度值雖然不高，混凝土強度值浮動范圍較大，混凝土強度值總體穩定性較差，標準差和變異系數都很大，極差達到11.3Mpa。通過對不合格強度值的分析，可以看出，制作混凝土試件的不規范性對混凝土試件抗壓強度的不穩定性產生不小的影響，中間值不合格占總數量的62.5%，一組試件強度值偏差超限作廢的占25%。根據數據統計結果及以往的施工經驗，認為這些問題產生的原因主要有以下幾個方面：

2.1試件制作不規范

（1）取樣代表性不強：混凝土取樣過程不規范，制作試件混凝土沒按要求從混凝土罐車里取樣，或取出的混凝土直接裝進試模中，人工拌和和裝模不均勻，混凝土取樣勻質性差別較大。（2）入模方法不當：混凝土試件裝模不規范或振搗不密實，插搗方法和次數均不符合相關規范要求。（3）混凝土試件制作完成后未進行收面處理導致混凝土試件不規則或試件高度偏低，在混凝土拌合物初凝后未及時進行二次收面。（4）試件拆模的時間過早引起試件缺棱掉角。

2.2原材料質量離散大

不同批次的砂石材料質量和規格發生變化時，將導致混凝土實體質量波動也比較大，不同批次的水泥強度、粉煤灰活性指數、外加劑抗壓強度比等也有較大的差異。

2.3混凝土攪拌機組拌合時間不足

拌合站操作手為了盡快完成混凝土拌和任務，攪拌時間不按規范要求拌和，攪拌出混凝土均勻性比較差

2.4為了滿足混凝土拌合物狀態而調整骨料的比例

在混凝土拌合過程中，使用的各種粗骨料與當初做配合比的材料規格有比較大的出入;配合比設計時，為了保證級配穩定，粗骨料由兩到三種規格的集料按規定的比例摻配而成，未根據現場材料的實際情況做出適當調整，仍按試配的配合比施工，粗骨料級配不滿足規范要求，將對混凝土性能和強度帶來一定的影響。

2.5試件養護不規范

很多工程在試件制作完成后，試件不按要求第一時間放入標養室進行養護，一般都堆放在工地現場，有的直接露天堆放造成砼試件因水分蒸發試件干縮造成強度降低。

2.7抗壓強度試驗不規范

一些工地試驗室在進行試驗前未檢査試件的實際尺寸及承壓面積，而是直接按照試件的標準尺寸來計算，部分試驗室的檢測人員，操作不規范，未按照規定的加載速率進行加載，操作時試件放置位置不對中，未能保證試件軸心受壓，這些情況將對試件的抗壓強度結果有影響。

2.8嚴重違規甚至弄虛作假現象還有

在制作試件過程中，為了使達到試件強度合格，人為摻入水泥或粗骨料，試件強度雖然合格，但容易造成工程質量問題，混凝土實體的質量如何卻很難保證。混凝土試模質量不合格，沒有經過自校合格，現場試模已損壞或變形嚴重，試模內壁不平整等，使用前沒有及時調整或更換。在制件時試模放置不平整，導致混凝土試件表面不平整，在56天試驗時，實際承壓面小于實測面，所測混凝土抗壓強度偏低。出于利益驅使在現場私自通過單純加水來改善混凝土的流動性，使水膠比發生變化，將導致混凝土強度降低，施工隊伍澆筑人員少，不滿足現場施工人員配備要求。試驗室壓力試驗機檢定超期或在使用的過程中出現了異常而未能及時發現，造成混凝土抗壓強度結果失真。

3.解決方案

為了規范混凝土試件的管理，提高混凝土試件的代表性，保證抗壓強度的規范性和穩定性，進而給工程質量控制提供客觀準確的數據，現場應從以下幾個方面重點控制：

3.1混凝土試件制作要規范

混凝土抗壓強度試件現場制作應由經過培訓且能嚴格按照規范要求進行試件制作的相對固定的作業人員進行。 試件制作前，應仔細檢査試模的尺寸，不符合要求的試模不得使用。混凝土拌合物樣品要選擇代表性的樣品，制件試件的拌合物總數量不應少于所需數量的1.5倍，采用人工用鐵鍬翻拌至混凝土均勻，根據砼坍落度大小嚴格按《混凝土物理力學性能試驗方法標準》GB/T50081-2019中規定的方法制作試件。剛成型后的混凝土應當稍髙于試模并進行第一次抹平，待試件收漿后，再用抹刀將試件抹平，務必要使抹平后的面和試模邊緣的高低差不高于5mm。根據天氣溫度情況確定合理的拆模時間，寧晩勿早，不能因拆模過早，而影響試件缺棱掉角。

3.2加強試驗室管理

（1）制件人員在將砼試件放入標養室養護前應對試件進行符合性檢査，杜絕蜂窩、缺棱掉角、麻面現象。（2）在進行砼試件抗壓強度試驗前應對試件結構尺寸等進行符合性檢査，檢查試件受壓面的實際尺寸和垂直度和平整度，對于不符合要求的試件要予以去除。（3）砼試件受壓方向應與制作試件的插搗方向垂直，以免因受壓面不平整而使試件破壞，要按規程要求的加荷速度進行加載。（4）同一組試件加載應由同一人進行操作，及時將非標準試件強度值換算成標準試件的強度值。（5）加強對壓力試驗機的檢定管理工作，注意日常保養，使用前應檢査儀器工作狀態是否正常，使用后應按要求寫使用記錄，當發現儀器讀數有異常，立即停止試驗，并經維修檢定合格后才能再次使用。

3.3規范現場施工

（1）加大對原材料綜合質量的控制，施工前，應做好原材料的調査工作。（2）膠凝材料應選擇規模大、質量穩定的廠家，是保證混凝土強度最基本的工作。由于水泥強度、粉煤灰的活性指數將直接影響混凝土的實體強度，水泥強度、粉煤灰活性指數的上下波動不穩定，混凝土試件的強度也會隨之發生變化。（3）混凝土最好釆用中粗砂，并應使含泥量和有機質的含量滿足要求，粗骨料要控制好級配、壓碎值和針片狀含量，確保碎石的級配連續。（4）應控制細骨料的細度模數和含泥最，細骨料含泥過多或太細，影響混凝土的強度，也影響混凝土耐久性、抗滲性和抗凍性。（5）施工中采用的原材料應和做配合比設計時所用原材料保持一致，應嚴格按配合比要求的摻配比例進行拌和計量。（6）混凝土攪拌站計量的裝置要定期進行檢定，并進行周校核月校，以確保其準確性。為保證混凝土拌和物的均勻性，混凝土攪拌時間按要求攪拌不能過短，從全部材料裝入攪拌機到開始出料的最短攪拌時間每盤不少于2min;攪拌時間也不能過長，免得影響攪拌機的有效工作效率。

3.4加強試件養護的規范性

（1）當混凝土試件的養護條件和標準要求的養護條件相差比較大時，混凝土試件抗壓強度也會和標準條件下養護的試件有較大的差別，混凝抗壓試件強度也就不能夠真正反映混凝土結構實體質量。（2）混凝土試件在養護階段的溫濕度的條件對混凝土的強度増長有著很大的影響，當養護溫度高則混凝土的強度増長速度更快，反之則更慢。如果在養護過程之中環境的溫度達不到養護的要求也會影響混凝土的強度增長速度。（3）混凝土的結構施工之中，比較規范做法是，砼試件成型之后，應當用潤濕的布覆蓋在表面上，在室溫20±5°C的相對濕度大于百分之五十的環境條件之下靜放1～2晝夜，然后拆模做外觀檢査，有缺陷的試件換掉，須保證砼抗壓試件的養護條件滿足設計規范的要求。（4）混凝土初期的養護條件對砼早期的強度乃至養護56天后的強度都有較大的影響，特別在冬季之時，如果是拆模前的試件的溫濕度條件不能得以保證， 試件抗壓強度也會有比較大幅度的降低，通過試驗表明，這種情況的影響將會超過5兆帕。

4.結論

對于混凝土工程，無論是規模的大與小都應當按強制性的要求工地至少要建立砼拌和站，使用工廠化生產來確保生產砼的質量，同時也要建立起砼試件標養室，現場要配一名專業性的試驗檢測人員或者是對砼的試驗比較熟悉的技術人員，專門進行砼試件的制作、試件養護及試件送檢工作，并在過程管理中對試件制作、養護等方面制定管理辦法來嚴格執行，使整個過程規范化，以此來提高試件強度的代表性，使其更加準確的反應結構實體質量。

5.結束語

在砼工程結構施工中，參建各方共同努力，思想上重視，管理措施到位，按照規范和設計要求施工，把握好施工的每一個環節，砼結構實體質量還是有保證的。影響砼結構質量的因素是眾多的，既有規范規定的主要環節，也有不少不確定因素。要想做到令混凝土試件抗壓強度結果客觀評價混凝土構件實際強度，就要從混凝土生產、澆筑、養護、評價等全方位進行管理。從原材料抓起，按照試配的配合比施工，嚴格控制混凝土的拌和工作，全面加強砼試件的制作和養護管理，嚴格按照規范進行強度試驗，才能使混凝土試件強度能夠真正反應混凝土實體質量，混凝土結構物的質量管理真實有效。

參考文獻

[1]國家鐵路局. TB10424-2018鐵路混凝土工程施工質量驗收標準.北京：中國鐵道出版社，2019.

[2]國家鐵路局. TB/T3275-2018鐵路混凝土.北京：中國鐵道出版社，2019.

[3]中華人民共和國住房和城鄉建設部. GB/T50081-2019混凝土物理力學性能試驗方法標準. 北京：中國建筑工業出版社， 2019.