结构实体混凝土强度检验实验

庄海英

摘 要：鉴于《混凝土结构工程施工质量验收规范》（GB50204-2002）提出采用同条件养护试件的方法来进行实体混凝土强度验收，为了更能反映结构实体情况，本文采取四种测强方法对结构实体验收与评定的方法进行探索。本章主要介绍试验用原材料、试验方案、试件的制作以及试验设备。

关键词：结构实体混凝土；强度；检验；实验

本次试验所采用水泥为普通硅酸盐水泥（P.O 42.5）本试验选用砂子均为天然河砂，本试验选用两类石子，其中配制 C30、C40、C50 混凝土采用的石子符合，配制 C60 混凝土选用反击破碎石，采用的石子。本试验试件加入粉煤灰，按规范《粉煤灰混凝土应用技术规范》（GBJ 146-90）所述的试验方法进行餐料试验，试验部分试件加入矿渣粉，按规范《粒化高炉矿渣微粉在水泥混凝土中应用技术规程》（DGT J08-501-1999）所述的试验方法测得所用矿渣粉的相关参数本试验采用两种外加剂，其中配制 C30、C40、C50 混凝土采用的外加剂见，配制 C60 混凝土采用的外加剂，本试验所取混凝土芯样在强度测定之前均按照《钻芯法检测混凝土强度技术规程》（CECS03_2007）所述方法进行补平，补平材料为高硬度特级模型石膏粉，1. 通过试验获得同条件养护试件强度、标准养护试件强度、芯样强度、回弹法推定强度及成熟度（或等效龄期），对钻芯法检测实体混凝土强度的可行性（包括可操作性、适用性与合理性等）作出评估。 2. 获得同条件养护试件强度、标准养护试件强度、标准芯样强度、回弹法推定强度在相同成熟度（或等效龄期）条件下的数值关系。

试件设计：本试验涉及到结构实体混凝土强度的测定，试件类型分为混凝土实心墙体（用于表征结构实体混凝土构件）和立方体试件。混凝土墙体主要用于回弹强度和取芯强度的测定，立方体试件分为标准养护试件与浇筑的混凝土墙体同条件养护试件两种，分别用于测定 “标准养护立方体抗压强度”和“同条件养护立方体抗压强度”。 依试验要求，为了检测实体混凝土强度，要对混凝土墙体进行回弹法测定强度以及钻取芯样法测定强度的研究，墙体为地上无筋素混凝土墙，尺寸为长2000mm×高 1000mmm×厚 500mm，墙体厚度的尺寸确定主要是考虑到要在墙体两侧分别钻取芯样，而且需要保证钻取芯样工程中需要的稳定性，以及考虑到强度检测龄期较长，墙体长期置于室外要保证必要的安全性。

对于立方体试件的抗压强度测定，严格按照《普通混凝土力学性能试验方法标准》（GB/T50081-2002）中的规定。为了全国多地试验内容、标准统一，本次试验所用立方体尺寸为：当混凝土强度等级小于 C60 时，采用100mm×100mmm×100mm 的非标准立方体试件，所测得的抗压强度乘以 0.95的折减系数；混凝土强度等级为大于等于 C60 时，采用标准立方体150mm×150mmm×150mm 试件。本试验试件设计均采用商品混凝土，供应混凝土厂家为哈尔滨市嘉铂实业有限公司，在哈尔滨市商品混凝土市场上具有一定的代表性。试验所设计的混凝土等级为 C30、C40、C50、C60，根据添加剂成分的不同将试件分成两类，各等级商品混凝土的基本组成成分本试验采用四种强度等级混凝土，各强度等级对应 2 组配合比，分别为单掺粉煤灰混凝土（用 F 表示）、复掺粉煤灰和矿渣混凝土（用 FS 表示）。配合比设计所示，表中为各强度等级31m 体积混凝土中各组分的用量，容本试验考虑到混凝土强度在不同龄期下的变化，为了测定其变化规律，标准养护试件设有龄期为 7d、14d、28d、60d、90d、180d；同条件养护试件设有等效龄期为 7d、14d、28d、60d、90d；混凝土墙体设有等效龄期为 28d、60d、90d。 试验中由于涉及到等效龄期，同条件养护试件和标准养护试件强度测定均在不同日期进行，为各强度等级混凝土的龄期与实际时间的对应关系。本试验共浇筑 8 片素混凝土墙（强度等级 C30～C60，每种强度等级为两片墙）。本次试验分 7 个龄期进行强度检测，设计每片墙体在单个龄期在墙体浇筑过程中采用竹胶模板，并且由专业人员支模。所有的模板表面光滑平整，保证墙体表面的平整度；混凝土试件成型采用优质塑料试模，确保在浇筑过程中无涨模情况出现。在混凝土浇筑之前，将所有竹模、塑模内表面擦拭干净，涂上一层机械用油。墙体采用常规机械振捣成型，严格遵守现行国家标准《混凝土结构工程施工及验收规范》（GB50204-2002）。

由于混凝土素墙体积较大，高度为 1m，共分两层浇筑，梅花式布置振捣，振点最大间距不大于 200cm，快插慢拔振至表面反浆且不再沉落时为止；同时从四周向中间振捣，防止墙体中骨料分布不均匀，成型后立即采用塑料布封顶。为了使试件与墙片实体尽量振捣条件相同，均采用定时振动台成型，且每个龄期测试用的标准养护试件与同条件养护试件同台次振实成型。振动台成型时，需要混凝土拌合物一次性装入试模，并使拌合物高出试模口，运用抹刀沿着试模壁进行插捣；在振动过程中保证压紧试模，同时为了确保无过振情况发生，观察到试模中混凝土表面出浆后则停止振动；除去试模外多余的混凝土，待混凝土临近初凝时，用抹刀抹平。 为了避免在拆模前试件与构件养护条件的不同对试验有影响，试件成型后先集中堆放在试验墙浇筑地附近处，并进行保水覆盖。并对成型试件及时编号。为了使混凝土强度能够很好发展，在一个足够长的时间段内进行养护和保护是至关重要的，按照《普通混凝土力学性能试验方法标准》（GB/T50081-2002）中相关规定，试件成型后应立即用不透水的薄膜覆盖表面，保持混凝土处于湿润状态，确保养护条件充分。防止混凝土构件过早失水，确保混凝土中水泥浆体达到保水效果。 在本试验中，标准养护的立方体试件养护条件为：温度为 20 2oC，相对湿度为 95%以上的标准养护室；混凝土墙体浇筑地点为搅拌站试验场上，无阳光暴晒，采用自然养护。按照规范《混凝土结构施工适量验收规范》（GB50204-92）中的要求，应在浇筑完毕后的 12h 内对混凝土构件加以覆盖和浇水养护，由于试验用混凝土均有外加剂的掺入，浇水养护时间为 14d，每日白天浇水 6-8 次，保证混凝土表面湿润，夜间不浇水；采用同条件养护的立方体试件与对应的混凝土墙体在养护方面保持一致，将试件放置在混凝土墙体旁边，与其同步进行浇水和覆盖养护，只有保持了养护条件的统一，才能用混凝土立方体试件来较真实的代表结构实体混凝土的性能。本试验进行期间，记录了混凝土构件所处环境的每日气温情况，采用混凝土成熟度仪每隔一小时采集一次温度数据，以确定结构混凝土和“同条件养护试件”的养护温度，所示为每天的温度记录情况。本试验采用21m 带定时器控制的振动台。定时振动台是通过时间控制器对混凝土立方体试件振动成型时间严格控制，保证同一强度等级各龄期试件的振动时间相同，由于本试验成型试件较多，每次成型 2-3 组，确保每个龄期测试用的标准养护试件与同条件养护试件同台次振实成型。由于本试验所设计的混凝土养护龄期涉及到自然龄期和等效龄期，为了较准确、真实的测定混凝土墙体与同条件养护试件所处的环境温度，采用BY05CS 型混凝土成熟度仪，每个小时记录一次，测出整个养护龄期内每天的平均温度，严格按照《混凝土结构工程施工质量验收规范》（GB 50204-2002）的有关规定，（1） 为达到预期的试验目的，对本试验进行设计。（2） 介绍了试验原材料和试验设备。