结构混凝土的强度检验与评定-混凝土毕业论文

华北科技学院毕业设计（论文） 目目录录 1. 混凝土结构工程应用概况及混凝土强度检验的意义1 1.1 混凝土结构工程的应用概述1 1.2 混凝土强度检验的意义2 2. 影响混凝土强度的主要因素探讨 3 2.1 混凝土的概述3 2.2 影响混凝土强度的主要因素4 2.2.1 水泥强度等级与水灰比4 2.2.2 骨料的影响5 2.2.3 养护温度及湿度的影响6 2.2.4 龄期7 2.2.5 试验条件对混凝土强度测定值的影响7 3.几种混凝土检测强度的比较8 3.1 几种混凝土的强度 8 3.1.1 标养强度的控制作用及其局限性8 3.1.2 各种推定强度以及它们的局限性9 3.1.3 钻芯强度的实测作用及局限性10 3.1.4 同条件养护试块强度的代表及其局限性11 3.2 混凝土各种强度之间的关系11 4.结构实体中混凝土强度的增长规律12 4.1 等效龄期法12 4.2 简化的成熟度法14 4.2.1 成熟度的概念14 4.2.2 成熟度在实际工程的应用（求拆模时间） 15 4.3 调整的成熟度法16 4.3.1 新成熟度公式的建立16 4.3.2 关于温度影响系数的确定16 华北科技学院毕业设计（论文） 4.3.3 利用成熟度推算混凝土强度 18 4.3.4 应用实例19 4.3.5结论 20 5.混凝土强度的检测与评定方法21 5.1 结构实体混凝土强度的检验21 5.2 结构实体混凝土强度检验方案及评定方案21 5.2.1 结构实体混凝土强度检验方案21 5.2.2 结构实体混凝土强度的评定方法22 5.2.3相关问题的讨论24 6结论26 参考文献 26 华北科技学院毕业设计（论文） 第 3页 共 26 页 结构混凝土强度的检验与评定结构混凝土强度的检验与评定 摘摘 要：要：结构混凝土的实际强度与标准养护的立方体强度不同，也很难准确地用间接 推定的强度来测定。本文从由于混凝土强度问题引发的工程质量事故着手， 来阐述结构混凝土强度检验与评定的重要性，通过对混凝土的组成成分和各 种检测手段的介绍，确定寻求用同条件养护试件强度来反映结构实体中的混 凝土强度是可行的。 关键词关键词：混凝土强度；桥梁与隧道 Testing strength of concrete solid structure Abstract:The solid strength of the concrete structure is different to the sample cured under the standard condition, and it is difficult to be accurately tested by the indirect way. The concrete strength from the problems caused by the accident to the quality of the projects to test the strength of concrete on the structure and assess the importance of the adoption of concrete components and the means to introduce a variety of testing, seeking to determine the conditions of conservation ban same intensity to reflect the structure of the concrete entities intensity is feasible. Key word:concrete strength；solid concrete strength；the curing strength under the same curing condition 1 1混凝土桥隧工程应用概况及混凝土强度检验的意义混凝土桥隧工程应用概况及混凝土强度检验的意义 1.11.1 混凝土桥隧工程的应用概述混凝土桥隧工程的应用概述 混凝土桥梁与隧道工程等都用到混凝土。 混凝土在土木工程中的地位越来越受到青 睐。已逐渐向高强、高性能、多功能和智能化发展。用它建造的混凝土结构也趋于大型 华北科技学院毕业设计（论文） 第 4页 共 26 页 化和复杂化。 1.21.2 混凝土强度检验的意义混凝土强度检验的意义 2 2影响混凝土强度的主要因素探讨影响混凝土强度的主要因素探讨 2.12.1 混凝土的概述混凝土的概述 混凝土是由胶凝材料、水、粗、细骨料，必要时掺入一定数量的化学外加剂和矿物 混合材料，按适当的比例配置，经均匀搅拌，密实成型和养护，硬化而成的人造石材。 混凝土作为目前使用最广泛的结构材料之一，它的质量直接关系到工程的质量、使 用寿命以及人民的生命、财产的安全。混凝土生产供应是一个连续过程，但混凝土又是 一种成品后不能马上被后续检验工作完全证实是否合格而要立即浇筑使用的产品。 在它 的生产过程中常受不同方面因素影响，均会使生产出的混凝土质量产生变异。我国正处 于基础设施建设的高峰期，如果在生产过程中对质量不够重视，将会带来巨大的代价。 2.22.2 影响混凝土强度的主要因素影响混凝土强度的主要因素 硬化后的混凝土在未受到外力作用之前， 由于水泥水化造成的化学收缩和物理收缩 引起砂浆体积的变化，在粗骨料与砂浆界面上产生了分布极不均匀的拉应力，从而导致 界面上形成了许多微细的裂缝。另外，还因为混凝土成型后的泌水作用，某些上升的水 分为粗骨料颗粒所阻止，因而聚集于粗骨料的下缘，混凝土硬化后就成为界面裂缝。当 混凝土受力时，这些预存的界面裂缝会逐渐扩大、延长并汇合连通起来，形成可见的裂 缝，致使混凝土结构丧失连续性而遭到完全破坏。强度试验也证实，正常配比的混凝土 破坏主要骨料与水泥石的界面发生破坏。所以，混凝土的强度主要取决于水泥石强度及 其与骨料的粘结强度。 而粘结强度又与水泥强度等级、 水灰比及骨料的性质有密切关系， 此外混凝土的强度还受施工质量、养护条件及龄期的影响。 2.2.12.2.1 水泥强度等级与水灰比水泥强度等级与水灰比 水泥强度等级和水灰比是决定混凝土强度最主要的因素，也是决定性因素。 华北科技学院毕业设计（论文） 第 5页 共 26 页 水泥是混凝土中的活性组分，在水灰比不变时，水泥强度等级愈高，则硬化水泥石 的强度愈大，对骨料的胶结力就愈强，配制成的混凝土强度也就愈高。在水泥强度等级 相同的条件下，混凝土的强度主要取决于水灰比。因从理论上讲，水泥水化时所需的结 合水，一般只占水泥质的 23%左右，但在拌制混凝土拌合物时，为了获得施工所需要的 的流动性，常需多加一些水，如常用的塑性混凝土，其水灰比均在 0.4-0.8 之间。当混 凝土硬化后，多余的水分就残留在混凝土中或蒸发后形成气孔或通道，大大减小了混凝 土抵抗荷载的有效断面，而且可能在孔隙周围引起应力集中。因此，在水泥强度等级相 同的情况下，水灰比愈小，水泥石的强度愈高，与骨料粘结力愈大，混凝土强度也愈高。 但是，如果水灰比过小，拌合物过于干稠，在一定的施工振捣条件下，混凝土不能被振 捣密实，出现较多的蜂窝、孔洞，反将导致混凝土强度严重下降.(如图 1) 图 1 混凝土强度与水灰比及灰水比的关系 （a）强度与水灰比的关系（b）强度与灰水比的关系 根据工程实践的经验，可建立如下的混凝土强度与水灰比、水泥强度等因素之间的 线形经验公式： fcu=afce(C/W-b) 式中fcu混凝土 28d 龄期的抗压强度（MPa） ； C 1m 3混凝土中水泥用量（kg） ； W 1m 3混凝土中水的用量（kg） ； Fce水泥的实际强度（MPa） ，水泥厂为保证水泥厂出厂强度，所生产水泥 的实际强度要高于其强度的标准值（fce,k） ，在无法取得水泥实际强度数据时，可用式 fce= cfce,k代入，其中 c为水泥强度值的富余系数（一般为 1.13） ； a、b回归系数，与骨料品种及水泥品种等因素有关，其数值通过试验 求得，若无试验统计资料，则可按普通混凝土配合比设计规程 （JGJ/T552000）提供的a、b系数取用： 华北科技学院毕业设计（论文） 第 6页 共 26 页 碎石a=0.46b=0.07 卵石a=0.48b=0.33 以上的经验公式，一般只使用于流动性混凝土及低流动性混凝土，对于干硬性混凝 土则不适用。利用混凝土强度公式，可根据所用的水泥强度 和水灰比来估计所配制混 凝土的强度， 也可根据水泥强度和要求的混凝土强度和要求的混凝土强度等级来计算应 采用的水灰比。 2.2.22.2.2 骨料的影响骨料的影响 当骨料级配良好、砂率适当时，由于组成了坚强密实的骨架，有利于混凝土强度的 提高。如果混凝土骨料中有害杂质较多，品质低，级配不好时，会降低混凝土的强度。 由于碎石表面粗糙有棱角，提高了骨料与水泥砂浆之间机械啮合力和粘结力，所以 在原材料坍落度相同的条件下，用碎石拌制的混凝土比用卵石的强度要高。 骨料的强度影响混凝土的强度，一般骨料强度越高，所配制的混凝土强度越高，这 在低水灰比和配制高强度混凝土时，特别明显。骨料粒形以三维长度相等或相近的球形 或立方体形为好，若含有较多扁平或细长颗粒，会增加混凝土的空隙率，扩大混凝土中 骨料的表面积，增加混凝土的薄弱环节，导致混凝土强度下降。 2.2.32.2.3 养护温度及湿度的影响养护温度及湿度的影响 混凝土强度是一个渐进发展的过程，其发展的程度和速度取决于了水泥的水化状 况，而温度和湿度是影响水泥水化速度和程度的重要因素。因此。混凝土成型后，必须 在一定时间内保持适当的温度和湿度，以使水泥充分水化，这就是混凝土的养护。养护 温度高，水泥水化速度加快，混凝土强度的发展也快；反之，在低温下混凝土强度发展 迟缓，如图 2 所示。当温度降至冰点以下时，则由于混凝土中的水分大部分结冰，不但 水泥停止水化， 强度停止发展， 而且由于混凝土孔隙中的水结冰， 产生体积膨胀 （约 9%） ， 而对孔壁产生相当大的压应力（可达 100MPa） ，从而使硬化中的混凝土结构遭到破坏， 导致混凝土已获得的强度受到损失。同时，混凝土早期强度低，更容易冻坏。 华北科技学院毕业设计（论文） 第 7页 共 26 页 图 2 养护温度对混凝土强度的影响 因为水是水泥水化反应的必要条件，只有周围环境湿度适当，水泥水化反应才能不 断地顺利进行，使混凝土强度得到充分发展。如果湿度不够，水泥水化反应不能正常进 行，甚至停止水化，会严重降低混凝土强度。图 3 为潮湿养护对混凝土强度的影响。水 泥水化不充分，还会促使混凝土结构疏松，形成干缩裂缝，增大渗水性，从而影响混凝 土的耐久性。为此，施工规范规定，在混凝土浇注完毕后，应在 12h 内进行覆盖，以防 止水分蒸发。在夏季施工的混凝土，要特别注意浇水保湿。使用硅酸盐水泥、普通硅酸 盐水泥和矿渣水泥时， 浇水保湿应不少于 7d； 使用火山灰水泥和粉煤灰水泥或在施工中 掺用缓凝型外加剂或混凝土有抗渗要求时，保湿养护应不少于 14d。 图 3 混凝土强度与保湿养护时间的关系 2.2.42.2.4 龄期龄期 龄期是指混凝土在正常养护条件下所经历的时间。在正常养护的条件下，混凝土的 强度将随龄期的增长而不断发展，最初 7-14d 内强度发展较快，以后逐渐缓慢，28d 达 到设计强度。28d 后强度仍在发展，其增长过程可延续数十年之久。混凝土强度与龄期 的关系从图 3 也可看出。 普通水泥制成的混凝土，在标准养护条件下，混凝土强度的发展，大致与其龄期的 常用对数成正比关系（龄期不少于 3d） ： 华北科技学院毕业设计（论文） 第 8页 共 26 页 fn/f28=lgn/lg28 式中fnnd 龄期混凝土的抗压强度（MPa）; f2828d 龄期混凝土的抗压强度（MPa） ； n 养护龄期（d） ，n3。 根据上式，可以由所测混凝土的早期强度，估算其 28d 龄期的强度。或者，可由混 凝土的 28d 强度， 推算 28d 前混凝土达到某一强度需要养护的天数， 如确定混凝土拆摸、 构件起吊、放松预应力钢筋、制品养护、出厂等日期。但由于影响强度的因素很多，故 按此式计算的结果只能作为参考。 2.2.52.2.5 试验条件对混凝土强度测定值的影响试验条件对混凝土强度测定值的影响 试验条件是指试件的尺寸、形状、表面状态及加荷速度。试验条件不同，会影响混 凝土强度的试验值。 （1）试件尺寸 相同的混凝土试件的尺寸越小，测得的强度越高。试件尺寸影响强度的主要原因， 是试件尺寸大时，内部孔隙、缺陷等出现的几率也大，导致有效受力面积减小及应力集 中，从而引起强度的降低。我国标准规定，采用 150mm*150mm*150mm 的立方体试件作为 标准试件，当采用非标准的其它尺寸试件时，所测得的抗压强度乘以下表 1 所列的换算 系数。 表 1混凝土试件不同尺寸的强度换算系数 骨料最大粒径（mm）试件尺寸（mm）换算系数 30100*100*1000.95 40150*150*1501 60200*200*2001.05 （2）试件的形状 当试件受压面积（a*a）相同，而高度（h）不同时，高宽比（h/a）越大，抗压强 度越小。这是由于试件受压时，试件受压面与试件承压板之间的摩擦力，对试件相对于 承压板的横向膨胀起着约束作用，该约束有利于强度的提高。愈接近试件的端面，这种 约束作用就愈大，在距端大约 0.57a 范围以外，约束作用才消失。试件破坏后，其上下 部分各呈现一个较完整的棱锥体，这就是这种约束作用的结果。通常，称这种作用为环 箍效应。 （3）表面状态 华北科技学院毕业设计（论文） 第 9页 共 26 页 混凝土试件承压面的状态，也是影响混凝土强度的重要因素。当试件受压面有油脂 类的滑剂时，试件受压时的环箍效应大大减小，试件将出现直裂破坏，测出的强度值也 较低。 （4）加荷速度 加荷速度越快，测得的混凝土强度值也越大，当加荷速度超过 1.0MPa/s 时，这种趋 势更加显著。因此，我国标准规定，混凝土抗压强度的加荷速度为 0.3-0.8MPa/s，且应 连续均匀地进行加荷。 3.3.混凝土检测强度的比较混凝土检测强度的比较 3.13.1 混凝土的强度混凝土的强度 混凝土是混凝土结构中最重要的承载受力(特别是压力)材料，其强度对于结构的安 全和使用功能有着重要影响。准确地得知结构实体中混凝土的真实强度，对正确进行结 构设计及施工质量验收有着重要意义。但是，这个“真实的”强度实际上却很难测定。 国内外已对此进行了长期的研究探讨，至今仍无明确结论。 3.1.13.1.1 标养强度的控制作用及其局限性标养强度的控制作用及其局限性 混凝土结构应用日益广泛，只通过标养强度对“材料强度”进行检查验收，实际只 控制了拌合物质量而非真正结构中的实际强度。市场经济发展带来对强化验收的要求， 以及验收过程中责任不清的纠纷，都要求更准确地确定结构混凝土的实际强度。目前世 界各国都通用以标准养护立方体试件抗压强度(简称标养强度)来判定混凝土的强度。 我 国传统对混凝土强度的检验是依据国家标准混凝土强度检验评定标准GBJ107-87进 行的。即在混凝土浇筑地点随机取样，按标准方法制作和养护边长为150mm的立方体试 件，在28d龄期用标准试验方法测得其立方体抗压强度，并确定其强度代表值，按规定 的方法(统计方法、非统计方法)评定其是否符合规定强度等级的要求。按此方法进行评 定，混凝土强度具有不小于95%的保证率。标准执行十多年来在提高我国混凝土施工质 量、保证混凝土结构安全、使混凝土强度控制科学化等方面，起到了巨大的作用。然而， 结构中混凝土的实际强度与标养强度是有差别的，往往低于标养强度。混凝土结构设 计规范GB50010 -2002131考虑到这种差异及其它因素，在确定混凝土强度标准值及设 计值时对试件混凝土强度进行了修正。混凝土标养试件和结构实体具有相同的成分，但 两者在成型、养护、承载等方面都存在差异，故标养强度难以反映结构中混凝土的真实 强度。或者说，标养强度反映的是“材料强度”而非“结构强度”，用标养强度作为结 华北科技学院毕业设计（论文） 第 10页 共 26 页 构实体混凝土强度验收的依据有一定的局限性。 3.1.43.1.4 同条件养护试块强度的代表及其局限性同条件养护试块强度的代表及其局限性 我国传统的混凝土施工中，除留有标准养护试件外，还留出同条件养护试件。它并 不作为混凝土强度检验评定的依据， 而仅作为施工工序控制(如现浇混凝土结构的拆模、 预制构件的出池、预应力结构的张拉或放张等)的手段，其取样条件、试件数量、养护 要求、试验龄期、评定方法等均无明确规定，完全是一种习惯性的工地操作。适当的养 护条件对于混凝土强度的正常增长非常重要。 同条件养护试件由于具有和结构实体相同 的组分和养护条件，比标养试件更能反映结构构件实体中的混凝土强度，亦即可以比标 养强度更接近结构中混凝土的实际强度。这点认识非常重要，它为我们对结构实体中混 凝土强度的检测提供了方向和途径。 用同条件养护试件作为检验结构实体混凝土强度的 依据，尽管在原则上说是成立的，但要真正做到科学、实用，还要做大量的试验研究和 统计分析工作。 3.23.2 混凝土各种强度之间的关系混凝土各种强度之间的关系 混凝土浇筑成结构的目的是使其具有承载受力所必须的结构强度fs。为此设计者选 择某个强度等级，以相应的立方体抗压强度标准值fcu,k作为标志。为达到一定的保证率 (95%),混凝土的提供单位要确定一个留有余量(u+1.645)的目标作为施工配制强度 fcu,c。而实际施工时，由取自浇筑地点的试件经标准养护后用标准试验方法测定了标养 强度fcu,o,其作为混凝土强度的代表而成为验收的依据。 同条件养护试件在与结构完全相 同的条件下养护，并测定同条件养护试件强度(简称同条件强度)fcu,t，其比标养强度更 接近实际强度。如果在结构实体中取芯测定芯样强度fx，则其也比较接近结构的实际强 度。如果采用非破损、半破损方法测定混凝土的推定强度(如回弹法强度fh、超声 回 弹综合法强度fz拔出法强度fb等)，则由于推定关系的不确定性，可能存在较大的偏离。 上述各种强度的不同意义及其相互关系如图4所示。 由图4的各种强度的关系中看出，最接近结构混凝土强度fs,的有两个:钻芯强度fx和 同条件养护试件强度fcu,t。钻芯强度直接反映了实体中的混凝土强度，但因钻芯扰动的 影响，数值可能稍低。 华北科技学院毕业设计（论文） 第 11页 共 26 页 同条件养护试件强度fcu,t，与结构强度fs.最为接近，因为除组成成分完全一样以外， 两者的养护条件(强度增长环境:温度、湿度等)也几乎一样。但由于同条件养护试件的 比表面积大，后期干燥失水对水化过程影响较大，因此强度可能稍低。此外，由于与标 养条件的差异，其与标养强度fcu,0。相比也可能稍低。上述分析以及混凝土各种强度之 间的关系将在以同条件强度进行结构混凝土实体强度检测验收时加以考虑。 4.4.混凝土强度的增长规律混凝土强度的增长规律 如上所述影响混凝土强度增长的因素很多，其中，温度和湿度对混凝土强度的影响 最大。因为混凝土强度的增长，是水泥的水化、凝结和硬化的过程，必须在一定的温度 和湿度条件下进行。养护温度升高，水泥水化加快，混凝土强度发展也就加快;反之，温 度降低时，水化速度降低，混凝土强度发展将相应迟缓。当温度降低至冰点以下时，水 泥无法进行水化反应，混凝土强度不仅停止增长，严重时甚至出现冻裂，特别是在水化 初期或低强度等级混凝土，冻结会引起混凝土崩溃，而且早期受冻还会影响后期强度增 长。 由于混凝土的湿度必须以保证达到混凝土表面层应获得高度水化的条件作为前提， 在国内外标准中都对养护做了明确的规定，所以在进行本章讨论时主要考虑温度的影 响。 与预估标准养护试件在 28d 龄期达到预定的强度一样，要了解处于非标准养护下的 结构混凝土在达到预定强度所需的龄期或在规定的龄期范围内达到的强度值， 首先必须 清楚在非标准养护条件下结构混凝土强度的增长规律。为此，国内外许多学者开展了试 验研究工作，近年来，提出了以下三种确定结构实体中混凝土强度的方法。 4.14.1 等效龄期法等效龄期法 图 4各种混凝土强度之间的关系 华北科技学院毕业设计（论文） 第 12页 共 26 页 在 CEB-FIP 中，对混凝土强度随时间和温度的变化规律给出了具体的计算模式如下: 混凝土在龄期为 t 日的抗压强度取决于水泥种类、温度和养护条件。混凝土在不同 期时所对应的抗压强度公式表示如下: 式(4-1)、( 4-2 )是基于平均温度为 20且按国际标准 IS02736/2 养护的抗压强度随时间 变化的关系。 式中fcu,m(t)混凝土在龄期为 t 天时的立方体试件抗压强度平均值； fcu,m混凝土在龄期为 28 天时的立方体试件抗压强度平均值； cc(t)取决于混凝土龄期 t 天的系数； t1龄期取为 1 天； s水泥种类的系数，对快硬高强水泥(RS )，s =0.20，对快硬水泥 (R)，s=0.25；对普通和慢硬水泥(N ，S) ，s=0.38。 提高或降低温度对水泥成熟度的影响， 对于季节变化的平均温度在 0至+80之间 时，可取下列修正后的混凝土等效龄期公式来考虑: 式中tT温度修正后的混凝土等效龄期，tT在相应的公式(4-1)、( 4-2 )中可取代 t; T(ti)在时间期ti内的温度(); T0为温度 1; ti温度为 T 的持续天数。 其中，可以定义下式： 式中T温度 T 为的等效系数。 根据记录的每天的气温和式（4-3）可以计算出混凝土（取芯芯样）养护龄期为 14d、 28d、60d 和 90d 所分别对应的等效龄期，再将其代入式（4-1） 、 （4-2）中，可以求的相 华北科技学院毕业设计（论文） 第 13页 共 26 页 应的cc(t)。 4.24.2 简化的成熟度法简化的成熟度法 4.2.14.2.1 成熟度的概念成熟度的概念 当某种混凝土的组成成分已知时，其强度增长主要是由温度与时间所左右，因此英 国的学者绍尔(A.Saul)把两者的乘积定义为成熟度（Maturity） 。其基本观点为，一定配 合比的混凝土，不管温度和时间如何组合，只要成熟度相等，其强度也是相等的。其基 本原理是：混凝土的抗压强度是养护温度（T）与硬化时间（t）乘积的单价函数。 用公式表示为： P= t（T+10）dt 或 P=(T+10) t (绍尔-伯格斯特公式) 式中：P混凝土成熟度（度时积） 。 （*h） ； t混凝土硬化时间，h； T在养护期内混凝土的温度，。 用绍尔-伯格斯特的试验和理论得出， 对于同一种混凝土， 不管成熟度是由怎样的温 度和时间乘积得出的，只要其度时积相等，则混凝土的强度是大致相同的，根据这一原 理在施工中估算混凝土强度是非常方便的。具体可按如下步骤进行： 混凝土试块在标养条件下成熟度公式： P1=(20+10)tcp(1) 式中tcp标养时硬化时间； 20标养温度，； p1标养条件下成熟度， （*h） 。 由此公式可看出，对于标养条件下，成熟度只与养护时间有关。施工现场，混凝土 成熟度计算公式为： P2=(Ti+10) ti(2) 式中ti混凝土养护时间（h） ，在此时间内混凝土温度为线性变化； Ti在时间内混凝土平均温度， P2现场混凝土成熟度， （*h） 。 按成熟度理论：对于同一品种混凝土，当成熟度相同时，其强度大致相等，所以得 出，当 P1=P2 时，可用标养混凝土试块强度来代表现场混凝土强度，即： 因为（20+10）tcp=(Ti+10) ti 华北科技学院毕业设计（论文） 第 14页 共 26 页 所以 tcp=(Ti+10) ti/30(3) (Ti+10) ti根据现场测量记录计算. 根据标养混凝土硬化时间可由标养曲线上查出对应的混凝土强度， 即求出现场的混 凝土强度。 4.2.24.2.2 成熟度在实际工程的应用（求拆模时间）成熟度在实际工程的应用（求拆模时间） 工程项目：某工程地下室顶板和梁的混凝土冬期施工。 施工时间：2001.11.102001.12.10 工程概况：地下室平面尺寸 54.6*39 米，顶板厚 200，C30 混凝土。 施工情况：在0.00 以下工程部位，箱形底板，四周剪力墙和柱已浇完混凝土。对 于地下室顶板和梁要求进行冬期施工。按进度要求底板和梁混凝土在 11 月 20 日浇 完，开始养护，求拆模时间。 表 2 顺序项目计算程序 1持续时间 tn1(h)0346084108144168204204+tD 2 实测温度 Tn()1612111098655 3t=tn+1-tn(h)34262424362436T0 4 Ti=(Tn+1+Tn)/2() 1411.510.59.58.575.55 5 Ti+10() 2421.520.519.518.51715.515 6P=(Ti+10) t81659949246866640855815tD 图 5 根据施工规范要求，地下室顶板和梁强度达到 75%(跨度840d 者统称后期强度， 其强度公式不再运用公式 （4） 、 （5） 、 按公式 （6） 计算： f3=27.4M10.1923（6） fcu,3=100300(%) M1=8402.2*105(d) 后期强度可作为混凝土鉴定或是再建续建工程预测参考之用。 5.5.混凝土强度的检测与评定方法混凝土强度的检测与评定方法 5.15.1结构实体混凝土强度的检验结构实体混凝土强度的检验 随着检测技术的发展，可用以检测结构实体混凝土强度的方法不断出现，有的还制 华北科技学院毕业设计（论文） 第 19页 共 26 页 订了相应的技术规程。这些检测方法大致可分为两类非破损检测方法(如回弹法、超声 一回弹综合法等)和局部破损检测方法(如拔出法、钻芯法等)。这些方法是通过对结构 实体混凝土某些与混凝土强度有关的特性的检测，根据两者之间对应关系的统计规律， 利用计算推断得到混凝土强度。这种强度可称为“推定强度”。强度推定属于间接测强 的范畴，在目前经常作为确定结构混凝土强度的手段。 (1) 回弹法 回弹法通过对混凝土表面硬度的测定来推定强度， 是最简便的间接测强方法。 但是， 反映两者对应关系的专用曲线及推定方法是基于上世纪七、 八十年代混凝土的试验数据 确定的。二十多年来，我国混凝土的成分有了很大的变化特别是由于商品化经营和泵送 的要求. 混凝土中水泥和各种掺合料(粉煤灰等)大幅度增加， 而粗骨料(石子)成分明显 减少且粒径不断减小。粉剂含量增加、骨料变细导致混凝土表面硬度相对降低，加上碳 化规律变异造成的影响，采用传统的回弹测强方法，所得推定强度偏低。 (2) 超声回弹综合法 综合法除用回弹测定混凝土的硬度以外，还通过测定超声波在混凝土中传播速度来 确定其密实度，用两种结果综合推定混凝土的强度。用两个参数推定混凝土强度当然比 较全面，但混凝土组分变化对其也会产生影响。粗骨料石子的减少及小粒径掺合料的掺 入同样会降低声速，影响推定结果。有关试验统计表明，其偏低程度较大，偏差超过回 弹法。 (3) 拔出法 拔出法是利用预埋或后装的螺栓，在拔出时测定拉拔力而推断混凝土的强度。拔出 力反映了混凝土表层水泥石的抗拉强度，表现为锥状拔出体表面的拉力。由于其难以反 映表层以下骨料的作用， 在水泥含量增多的情况下推定的强度往往偏离于混凝土的抗压 强度。有关试验统计表明，拔出法反映的推定强度偏高。 对混凝土结构实体采用非破损、 半破损方法检测所得的推定强度是探索 “结构强度” 的途径之一。但是“推定强度”是通过对其它物理量(如表面硬度、声波速度等)的测定， 并根据这些物理量与混凝土强度之间的对应关系间接推导的。属于间接测强的范畴，有 较大的局限性。基于20世纪80年代的统计规律建立起来的这些推定关系，近年来随着混 凝土组成成分的变化，已经很难进行准确的判断。例如，水泥强度提高;水泥用量增加; 粗骨料(石子)用量减少;骨料粒径减小;粉煤灰掺入等都对推定物理量与混凝土强度之 间的对应关系造成影响，并且这种变化还因地区和混凝土组分不同而各具特点。不顾条 华北科技学院毕业设计（论文） 第 20页 共 26 页 件变化而仍以原规程的关系推定往往会发生错判或漏判。 3.1.33.1.3 钻芯强度的实测作用及局限性钻芯强度的实测作用及局限性 钻芯法是通过从混凝土实体中钻取芯样来测定强度的一种方法。钻芯法强度具有较 好的直观性和直接性，但其自身的局限性(如取芯机设备价格贵昂、现场取样操作困难、 试验测试工序繁琐、取芯对结构造成伤害等)决定了它不能作为一种普查手段大量推广 应用而只能作为校核性的措施。此外，有关试验研究表明，即使是直接从实体混凝土中 钻取芯样，其强度也与实际结构存在差异，特别是对高强混凝土更为明显。因为钻取的 过程本身就是对芯样的一种干扰， 作为悬臂的芯样根部将受到钻具颇动而引起的弯矩和 剪力作用，从而产生微裂缝，累积的损伤将使强度受到削弱。这种影响对于具有一定塑 性的低强混凝土尚不明显，而对于高强混凝土，由于其“硬”而“脆”，试件芯样的强 度明显降低。这已为试验分析所证实，国外也有类似的研究成果。回弹法 、超声回弹 综合法、拔出法由于是通过其它物理员间接推定的强度，故有一定的局限性，尤其当混 凝土组分变化较大时，其误差尤为明显。因此，当未根据系统的试验统计建立新的推定 关系之前，上述方法不宜作为验收结构实体强度的依据。钻芯发可较直接反映结构实体 的混凝土强度， 但该方法自身的特点决定了其难以作为结构实体混凝土强度验收的依据 而推广应用。 5.25.2混凝土强度检验方案及评定方案混凝土强度检验方案及评定方案 5.2.15.2.1 结构实体混凝土强度检验方案结构实体混凝土强度检验方案 (1) 检测手段 对结构实体混凝土强度的检验，应以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;也可根据合同的约定，采用非破损或局部破损的检测方法，按国 家现行有关标准的规定进行。 (2) 试件的取样位置 同条件养护试件应选自结构实体中有代表性的重要受力部位。具体对应的结构构件 或部位，应由监理(建设)、施工等各方共同选定，即采用见证取样的方法。 (3) 取样数量 对混凝土结构工程中的各种混凝土强度等级，均应留置同条件养护试件。留置数量 应根据混凝土的工程量和重要性确定，对每一强度等级，一般不宜少于10组，且不应少 于3组。 (4) 试件的养护 华北科技学院毕业设计（论文） 第 21页 共 26 页 同条件养护试件拆模后，应放置在靠近相应结构构件或结构部位的适当位里，并应 采取相同的养护方法。这里应注意的是现场试件的保护(如防止丢失、损坏)，并使其与 结构相应部位处于一致的养护条件。 (5) 等效养护龄期 为尽量反映热工条件对混凝土强度增长的影响，应以与标养条件下28d龄期试件强 度相等的原则确定同条件养护试件强度试验的等效养护龄期。具体做法如下:自然养护 条件下的试件宜根据当地的气温和养护条件确定等效养护龄期， 即取按日平均温度逐日 累计达到600 d 时所对应的龄期，0及以下的龄期不计入。等效养护龄期不应小于 14d(因强度增长处于不稳定期);也不宜大于60d(因试件比表面积大， 失水而可能导致后 期强度偏低)。冬期施工、人工加热养护的结构构件，其同条件养护试件的等效养护龄 期可按结构构件的实际养护条件，由监理(建设)、施工等各方参考上述方法共同协商确 定。 (6) 混凝土试件的强度代表值 一组三个同条件养护试件的强度代表值按现行国家标准 混凝土强度检验评定标准 GBJ107-87的规定确定。但考虑同条件试件与实体强度存在一定的差异（主要是湿度条 件差异而造成表面失水的不利影响)，应乘以折算系数取用。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。 (7) 同条件养护试件强度的验收 同一强度等级的混凝土， 所取得的同条件试件强度代表值按GBJ107标准中的统计法 或非统计法进行评定。符合标准的有关规定时，同条件养护试件的混凝土强度应判为合 格，即其所代表的结构实体混凝土强度符合规范要求.该强度等级的混凝土强度应予以 验收。 (8) 非正常情况的处理 当未能取得同条件养护试件强度或同条件养护试件强度被判为不合格时，应委托具 有相应资质等级的检测机构按国家有关标准的规定进行检测。 工程应用实例 1 1工程概况工程概况 雁门关隧道北起山阴县庙家窑村西， 南止于代县太和岭口村北， 隧道全长14.108km， 为单洞双线铁路隧道，洞内按无碴轨道设计。 本标段担负正洞DK119+000DK124+940里程段，共5980m，以及3#城上斜井共1384m 华北科技学院毕业设计（论文） 第 22页 共 26 页 的施工任务。斜井每隔235米左右设计有25米长的错车平台。正洞设计净空12.06m（宽） 8.15m（高），设计为人字坡，坡度为3、9，斜井设计净空 5m（宽）7m（高）， 设计坡度为11.3%、3%。标段范围内主要为、级围岩，其间夹有约620m的、级 围岩。 1.2自然特征 雁门关隧道穿越恒山山脉，地面山高谷深，群峰连绵。海拔1103m（隧道北端） 1947m（隧道中段），相对高差845m，地形起伏较大。隧道通过的岩层大多数为片麻岩、 角闪岩及变粒岩，质地坚硬，性脆，抗压强度高，而且隧道部分处于高地应力区，埋深 大，出口附近为黑云角闪斜长片麻岩，强风化，节理发育。隧道多次穿越断层及其破碎 带，以及岩脉侵入接触带，岩体完整性较差，区内切割剧烈，岩层裂隙发育，水文地质 条件比较复杂。 2.2.混凝土的检测混凝土的检测 本次检测手段主要采用无损检测、回弹法、 5.2.25.2.2 结构实体混凝土强度的评定方法结构实体混凝土强度的评定方法 根据混凝土强度检验评定标准 （GBJ107）规定，混凝土强度可分为统计方法及非 统计方法两种。 (1) 统计方法评定 由于混凝土生产条件不同，混凝土强度的稳定性也不同，因而统计方法评定又分为以 下两种情况。 (a)标准差已知方案 当混凝土的生产条件较长时间内保持一致， 且同一品种混凝土的强度变异性能保持 稳定，标准差（）可根据前一时期生产积累的同类混凝土强度数据而确定时，则每批 的强度标准差可按常数考虑。例如，常年生产的预拌混凝土及预制构件厂常年生产的 定性产品，其标准差可按常数考虑。 强度评定应由连续三组试件组成一个验收批，其强度应同时满足下列要求： fcufcu,k+0.70 fcu,minfcu,k-0.70 当混凝土强度等级不高于20 时，其强度的最小值尚应满足下列要求： fcu,min0.85fcu,k 华北科技学院毕业设计（论文） 第 23页 共 26 页 当混凝土强度高于 C20 时，其强度的最小值尚应满足下列要求： fcu,min0.90fcu,k 式中fcu同一验收批混凝土立方体抗压强度的平均值（MPa） ； fcu,k混凝土立方体抗压强度标准值（MPa） ； fcu,min同一验收批混凝土立方体抗压强度的最小值(MPa)； 验收批混凝土立方体抗压强度的标准差（MPa） 。 验收批混凝土立方体抗压强度的标准差，应根据前一个检验期内同一品种混凝土 试件的强度数据，按下列公式计算： icu m i f m , 1 59. 0 式中fcu,i第 i 批试件立方体抗压强度最大值与最小值之侦查（MPa） ； m用以确定验收批混凝土立方体抗压强度标准差的数据总组数。 上述检验期不应超过三个月，该期内强度数据的总批数不得少于 15 （b）标准差未知方案 当混凝土的生产条件在较长时间内不能保持一致，混凝土强度变异性不能保持稳 定，或前一个检验期内的同一品种混凝土，无足够多的强度数据可用于确定统计计算的 标准差时，检验评定只能直接根据每一验收批抽样的强度数据来确定。 强度评定时， 应由不少于 10 组的试件组成一个验收批， 其强度应同时满足下列要求： fcu-1sfcu0.9fcu,k fcu,min2fcu,k 式中 sfcu同一验收批混凝土立方体抗压强度标准差 （MPa） ， 当计算值小于 0.06fcu,k 时，取 sfcu0.06fcu,k； 1、2合格判定系数，按下表取用。 表 6 混凝土强度的合格判定系数 试件组数1014152425 11.701.651.60 20.900.85 验收批混凝土强度的标准差 sfcu按下式计算： n i cu icu f n n ff s cu 1 2 2 , 1 式中fcu,i第 i 组混凝土试件的立方体抗压强度值(MPa)； 华北科技学院毕业设计（论文） 第 24页 共 26 页 n个试验批混凝土试件的组数。 (2)非统计方法判定 对某些小批量零星混凝土的生产，因其试件数量有限，不具备按统计方法评定混凝 土强度的条件，可采用非统计方法。 按非统计方法评定混凝土强度时，其强度应同时满足下列要求： fcu1.15 fcu,kfcu,min0.95 fcu,k (3) 混凝土强度的合格判定 混凝土强度应分批进行检验评定，当检验结果能满足以上评定公式的规定时，则该 混凝土判为合格。否则，为不合格。不合格批混凝土制成的结构或构件，应进行鉴定， 对不合格的结构或构件，必须及时处理。 5.2.35.2.3相关问题的讨论相关问题的讨论 目前，以同条件养护试件强度对结构混凝土实体强度进行验收的可靠度和安全性尚 有不同意见，主要是强度折算系数1.10以及保证概率问题。在此只指出以下事实:对实 体结构混凝土强度进行检测验收是在混凝土分项工程中对标养强度检验合格后进行的 补充复核性检验，并不是再重新检查验收一次。在按传统方式检查验收(已有95%的保证 率)的基础上，再增加实体检验这一