混凝土抗压强度试件的常见问题及对策

 常见问题     |      2019-09-11 20:26

  在混凝土结构工程中,混凝土的强度是通过混凝土试件抗压强度试验的结果进行检验评定,因此混凝土抗压强度试件的取样、制作、养护和检验各环节是各施工单位应引起高度重视的一项工作。混凝土强度试件常见问题有强度低于设计强度等级,一组试件三块试块抗压强度数值离散、无效,不能真实反映混凝土实体结构强度。混凝土强度试件的不合格也一直是混凝土供需双方产生纠纷的焦点,这也与我国现行验收标准中过分注重28d混凝土抗压强度是分不开的,究其原因,混凝土试块出现强度问题是多方面的,与混凝土构件是否合格有所区别,混凝试件抗压强度不合格并不一定能代表混凝土实体结构强度不合格,混凝土抗压强度试件出现强度不合格主要由以下几方面造成。

  试模变形、对角线不方正、尺寸超差、漏浆导致试件成型表面不平整、不方正、夹渣、不密实有孔洞

  在《混凝土试模》(JG3019)中对其要求作了明确规定:对试模尺寸、对角线、面的不平整度每三个月宜自检一次。因为当试模尺寸、对角线、面的不平整度发生变化时,无形中减小试件受压面积,导致混凝土检测值偏低甚至不合格。在受压试模各面的不平度影响方面,不同强度等级混凝土试件的影响差别各异,较低强度等级混凝土中由于混凝土的弹性模量影响较低、不明显,随强度等级的提高,影响趋于显著。试模漏浆易导致改变试件的混凝土浆骨料比例、成型不密实,影响强度。对策:购买标准试模,建议使用三联体标准塑料试模。市场常见的用螺栓紧固的单体或三联体钢制试模使用一段时间后易变形、漏浆,使用过程中三个月内或更短时间内要常检查,不合格试模要及时淘汰。

  现行规范中针对混凝土拌合物取样规定中存在的问题及取样过程不规范、数量不足、无代表性、取样后未搅拌均匀

  在《普通混凝土拌合物性能试验方法标准》(GB/T50080)中对取样要求作了明确规定:

  2.1.1条:同一组混凝土拌合物的取样应从同一盘混凝土或同一车混凝土中取样,取样量应多于试验所需用量的1.5倍,且不宜少于20L。

  2.1.2条:混凝土拌合物的取样应具有代表性,宜采用多次取样的方法。一般在同一盘混凝土或同一车混凝土中约1/4处、1/2处、3/4处之间分别取样,从第一次取样到最后一次取样不宜超过15min,然后人工搅拌均匀。

  (2)《普通混凝土力学性能检验标准》(GB/T50081)中也有明确规定。

  (3)由于《普通混凝土拌合物性能试验方法标准》及《普通混凝土力学性能检验标准》相对专业性较强,施工人员一般不涉足,而现行使用的《混凝土强度检验评定标准》(GBJ107)第3.0.1条及《混凝土结构工程施工质量验收规范》(GB50204)7.4.1条中仅对用于检查结构构件混凝土强度的试件留置数量作了规定,但对混凝土拌合物取样要求无明确规定,导致很多工地试验员对取样要求不了解,取样随意性较大。

  (4)取样规范与否对混凝土强度出现错判影响是巨大的,取样过程不规范、数量不足、无代表性、取样后未搅拌均匀。取样过程中常见问题及对策:

  ①取样数量不足:同一组混凝土拌合物的取样量低于试验所需用量的1.5倍,少于20L。

  ②取样数量无代表性,取样位置不对,未采用多次取样方法,取样后未搅拌均匀:

  a.混凝土运输车辆到工地后刚开始卸料用小推车一次取样成型多组试块,不分次取样。混凝土运输罐车一开始卸料时罐尾一般浆料较多,如罐车司机出厂时冲洗罐尾,有可能石子较多。卸到最后时罐底一般石子较多,混凝土均匀性差,都不适宜取样制作混凝土试件。

  e.使用取样器具不当,用铁锨直接从下料口取样,造成所取混凝土拌合物组分比例改变。

  对策:取样数量应参照标准要求取样并采用多次取样的方法。在同一盘混凝土或同一车混凝土中约1/4处、1/2处、3/4处之间分别取样。流动性较大的混凝土拌合物取样时应选择合适的取样器具,如能保证水泥浆不丢失的铁桶等,不宜使用铁锨,在罐车卸料流上取样,取样后最好倒入小推车内或铁板上,将多次取样的混凝土拌合物应至少用铁锨来回拌合三次。保证混凝土拌合物的均匀性。

  (5)取样时其他注意事项:商品混凝土到工地后存在下列现象尽量避免取样制作试件。

  ①混凝土施工人员、卸料人员、泵车司机等人员为便于泵送等原因往罐车内任意加水的,或者罐车司机根据工地人员要求随意往罐车内加水调料,造成混凝土水灰比变大,坍落度过大或离析时,混凝土强度降低,此时要避免取样制作试件。

  ②工地准备不足或其他原因导致混凝土到工地后等待时间较长,等待时间较长后经常出现加水调料现象,同样降低混凝土强度,应尽量避免取样。

  (1)成型时间过长,导致混凝土中损失部分水分,性能改变,导致试件成型难度大,成型不均匀密实。对策:交货检验的混凝土试样的采取及坍落度试验应在混凝土运到交货地点时开始算起20min内完成,试件的制作应在40min内完成。

  (2)成型前混凝土未拌和均匀,成型方法不正确。人工插捣制作试件时,混凝土拌合物未分两层装入模内,每层装料厚度差别大,人工捣实成型时未使用符合要求的捣棒,随意使用钢筋头。插捣方向、方法、次数随意,各块试块插捣不均匀、插捣次数偏少或振捣过度导致各块试块内浆骨料比不一致,插捣后未用橡皮锤轻轻敲击试模周围,捣棒留下的孔洞未消失。

  用自制振动台、振动台成型时振动时间不符,振动不足或过振,石子下沉,砂浆上浮,分层离析,破坏混凝土结构。刮除试模上口多余混凝土时机不当,出现混凝土低于或高于试模上口,抹平时间过早或过晚。

  对策:①取样或拌制好的混凝土拌合物应至少用铁锨再来回拌合三次,以确保混凝土拌合物的匀质性。

  ②根据混凝土拌合物的稠度,选择成型方法成型:振动台振实、人工插捣、插入式振动棒振实。坍落度不大于70mm的混凝土宜用振动振实;大于70mm的宜用捣棒人工捣实(对于黏度较大的混凝土拌合物,虽然坍落度大于70mm,也可用振动振实方式,以充分密实,避免分层离析为原则;对拌合物稠度大于70mm的含气量较大的混凝土,由于人工插捣方法不利于混凝土排气,也可采用振动振实方法成型)。

  a.将混凝土拌合物一次装入试模,装料时应用抹刀沿各试模壁插捣,并使混凝土拌合物高出试模口。

  b.试模应附着或固定在符合要求的振动台[应符合《混凝土试验室用振动台》(JG/T3020)中技术要求的规定;应具有有效期内的计量检定证书]上,振动试模不得有任何跳动,振动应持续到表面出浆为止(根据混凝土稠度,约5~20s);不得过振(避免混凝土分层离析,石子和浆料分离,试块成型后下部石子过多,上部全部是浆料,影响强度)。

  c.刮除试模上口多余的混凝土,待混凝土临近初凝时,用抹刀抹平(在混凝土临近初凝时抹平试模表面,是为了避免混凝土沉缩后,混凝土表面低于试模而引起的实验误差)。

  b.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,捣棒应达到试模底部;插捣上层时,捣棒应贯穿上层后插入下层20~30mm;插捣时捣棒应保持垂直,不得倾斜。然后应用抹刀沿试模内壁插拔数次。注意:捣棒用Φ16±0.2mm、长度600±5mm,端部半圆状圆钢。

  (3)不按规定取样,故意外加大石子、水泥,用抹刀往试模内盛料,改变混凝土组分。

  对策:按规定取样,搅拌均匀,不得使混凝土拌合物改变组分,试块成型过程中如发现个别大的石子应当剔除,防止个别试块强度离散。盛料时应用保证水泥浆不丢失的器具倒入试模内。

  养护可以说是混凝土质量得以保证的灵魂,在混凝土试件中同样适用。《普通混凝土力学性能检验标准》(GB/T50081)中规定:试件成型后应立即用不透水的薄膜覆盖表面;

  采用标准养护的试件,应在温度为20±5℃的环境中静置一昼夜至二昼夜,然后编号、拆模;拆模后应立即放入温度为20±2℃,相对湿度为95%以上的标准养护室中养护,或在温度为20±2℃的不流动的Ca(OH)2饱和溶液中养护。标准养护室内的试件应放在支架上,彼此间隔10~20mm,试件表面应保持潮湿,并不得被水直接冲淋。混凝土试件可在温度为20±2℃的不流动的Ca(OH)2饱和溶液中养护;同条件养护试件的拆模时间与实际构件的拆模时间相同,拆模后,试件仍需同条件养护。

  ①试件成型后未用不透水的薄膜覆盖表面。试件抹平初凝前随意搬动,试件抹平后放置不水平,导致试件上表面高度不均,尺寸不符要求。拆模前静置养护温度不符要求,或夏季在阳光下暴晒、冬季室外受冻。拆模时间过早或过晚,拆模过早造成表面受损、缺棱掉角。

  ②拆模后不及时养护。标准养护使用自制养护室,温度湿度控制不符标准要求,养护条件不符合要求,个别养护箱加湿方式为喷淋式,造成试块养护状态为干湿循环交替状态,不符要求。将试件放入水中养护。

  ③编号标识不及时,无标识,不登记台账,拆模后不按规定养护,随意放置,不是同一组或不同强度等级试块混淆,管理混乱。

  ④送检试压前试块未提前取出静置晾干,导致试块强度偏低。搬运送检过程中试件受损,影响强度。不按规定时间送检,过早或严重滞后。试块混乱,随意组合。试件标识部位、日期、强度等级等与送检委托书不符,误送。

  ①试件成型后,立即用不透水的薄膜覆盖表面,太阳2app下载防止水分蒸发,这一点对高强混凝土试件特别重要,尤其是在干燥天气,高强混凝土制作后没有立即覆盖而失水,会影响试件的早期1d、7d甚至28d强度。混凝土试件抹平后初凝前,水平放置,不得随意搬动;采用标准养护的试件,应在温度为20±5℃的环境中静置一昼夜至二昼夜,然后编号、拆模。拆模时间以表面观感出现干燥、硬固为准,防止拆模过早损坏试件,夏季一般不要超过2昼夜,冬季可以适度延长至2昼夜。防止时间过长试块失水严重影响后期强度。防止试块成型后暴晒、水分蒸发过快,受冻,导致强度损失。

  ②试件拆模后应立即放入温度为20±2℃,相对湿度为95%以上的标准养护室中养护。养护室养护条件要常检查,出现故障及时维修。试件可以放入不流动Ca(OH)2饱和溶液中养护,尤其是高强度试件,强调不流动Ca(OH)2饱和溶液,是因为水泥石中存在Ca(OH)2,是水泥水化和维持水泥石稳定的重要前提,个别工地有将试块放入水中养护现象,如果养护水不是Ca(OH)2饱和溶液,混凝土中Ca(OH)2就会溶出,影响混凝土强度。

  ③拆模前,应先对试件逐一标识唯一编号,标识成型日期、强度等级、养护条件、代表部位等,及时进行时间的养护登记记录,专人管理,做到可追溯性,防止混淆。

  ④试件送检前应提前取出静置晾干后再送检。送检搬运过程中要防止损坏试件,送检要按规定时间送检,认真核对部位、编号、强度等级、数量等,禁止随意组合,防止混淆送错。

  ⑤同条件养护试件的拆模时间与实际构件的拆模时间相同,拆模后,试件仍需同条件养护。这里需要强调一点的是对同条件养护的认识问题:很多工地技术人员认为同条件养护就是当混凝土试件拆模后,把它放在实际构件边上,不采取任何养护措施,这一点是十分错误的。根据《混凝土结构工程施工质量验收规范》(GB50204)7.4.7条规定:混凝土浇筑完毕后,应按施工技术方案及时采取有效的养护措施,并应符合下列规定:应在浇筑完毕后的12h以内对混凝土加以覆盖并保湿养护;混凝土浇水养护的时间:对采用硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥或矿渣硅酸盐水泥拌制的混凝土,不得少于7d;对掺用缓凝型外加剂或有抗渗要求的混凝土,不得少于14d;浇水次数应能保持混凝土处于湿润状态;混凝土养护用水应与拌制用水相同;采用塑料布覆盖养护的混凝土,其敞露的全部表面应覆盖严密,并应保持塑料面布内有凝结水;但在实践中,施工现场按标准操作执行的少之又少。而且,因同条件试块体积很小,如果不养护,失水干燥速度或受冻程度均与实体构件有很大区别,并不能完全代表混凝土构件实体实际强度。因此,同条件试块并不是不需要养护。

  混凝土自身不合格,主要表现在:配比不合理,原材料不合格,生产控制不严谨。其他原因导致混凝土自身强度降低,主要表现在:搅拌站根据需方要求,未经验证,随意加大坍落度,到工地后施工方任意加水,改变混凝土水灰比;施工准备不足,混凝土到工地后等待时间较长,坍落度损失后随意加水调整状态,混凝土施工人员、卸料人员、泵车司机等人员为便于泵送等原因往罐车内任意加水,或者罐车司机根据工地人员要求随意往罐车内加水调料,造成混凝土水灰比变大,坍落度过大或离析时,强度严重降低。需要强调的一点是随着混凝土掺合料的日益普及,混凝土的性能发生了很大变化,而掺合料的一个共同特点是对混凝土后期强度贡献很大,有时即使28d混凝土强度不足,也可以利用混凝土后期的强度增长,如大体积混凝土,可以与设计单位协商,用混凝土60d强度进行检验评定。

  主要表现在:检测机构个别检测人员在进行混凝土试件抗压强度试验时,加荷速度没有按《普通混凝土力学性能试验方法标准》(GB/T50080)的规定执行,不能根据抗压强度的预计正确选择量程、对试验加荷速度控制不严,人为控制破坏荷载,未按规定加荷至试件破坏,太阳2app下载人为改变检测结果;试件没有放正、调整好,或者受压面放错,受压面不是侧面;

  对策:加荷速度严格按《普通混凝土力学性能试验方法标准》(GB/T50080)的规定执行,实验人员应根据强度等级预计破坏荷载,正确选择试验量程。混凝土立方体抗压强度试验所采用的压力试验机的测量精度为±1%,试验破坏荷载大于压力机全量程的20%且小于压力机全量程的80%。试验过程中,应连续均匀加荷,混凝土强度等级<C30时,加荷速度每秒0.3~0.5MPa,C30≤混凝土强度等级<C60时,加荷速度每秒0.5~0.8MPa,≥C60时,加荷速度每秒0.8~1.0MPa,抗压一律加荷至试件破坏,然后记录破坏荷载。运送试件时,在试件与硬物间用软垫隔离,并给予固定防止颤动。对个别人为因素,相关部门应加强管理。受压试块要放正,侧面受压,放置到中心位置。

  综上所述,只要加强原材料质量控制,保证混凝土出厂质量、运输调度时间、禁止运输和浇筑过程中的随意加水现象,正确施工操作,加强实体养护,相关人员加强责任心,认真分析和解决混凝土试件取样、制作、养护、送检各环节中存在的问题,就能避免混凝土抗压强度试件不应出现的问题,真实反映混凝土结构实体质量。