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监理检测:混凝土回弹强度为什么总是达不到?
添加时间:2019-01-25访问次数:

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[摘要]即使混凝土试块强度评定合格,但是许多时候用回弹法检测后,结果显示强度往往不高,甚至低于混凝土强度设计值。


本文针对这一问题,讨论回弹法检测混凝土强度的适用性问题、施工过程中对混凝土质量的管控、养护对混凝土表面强度和对混凝土碳化深度值大小的影响问题。


[关键词]混凝土;回弹;适用性;掺合料


0 引言

笔者读了重庆智深混凝土公司李福平同行的《回弹法检测商品混凝土强度适用性探讨》一文后,感触较深,忍不住也对“回弹”说几句。


回弹法由于简便、灵活,又不破坏结构安全,使用范围是越来越广泛了,以至于有点儿过于广泛了!


其他地方笔者不太了解,在西安地区几乎所有的混凝土结构实体验收,普遍用回弹检测来验收混凝土强度,并且把这种验收手段变成了“标准”,只要回弹不过,那么实体验收也就过不了!


笔者亲历,某工地的二十五层至三十三层混凝土是冬季施工的,混凝土强度等级C30,混凝土公司试验室取样成型的标样试件强度全部合格


施工单位取样成型的标养试件、同条件养护试件在相关检测中心试验,结果均合格,而用回弹检测后,其换算后的推定值几乎比强度设计值低近一个等级。


既然回弹值不“合格”,那检测中心就不给出具“合格”的报告,验收通不过,施工单位是怨气冲天,以不给混凝土公司支付混凝土货款相威胁,混凝土公司也是焦头烂额。


混凝土公司提议用钻芯法取样来验证被工地以“钻芯太麻烦”、“大家都是用回弹验收”给怼了回去。


最后,给检测中心相关工作人员作了大量的工作,在混凝土结构面上打磨,两周以后,重新回弹“合格”才把问题解决。


另外,笔者经常发现,对于C50 及 C50 以上强度等级混凝土,用回弹法检测,强度普遍差距更大。


这样,不得不让人产生疑问:混凝土结构验收,回弹检测真的有那么重要吗?


回弹测强与标养试块强度评定究竟哪个才是判定混凝土合格的标准?是什么原因造成回弹结果如此之低呢?


1 关于回弹检测的适用范围


GB 50204—2015《混凝土结构工程施工质量验收规范》的7.1 条中对于混凝土强度的验收规定得很清楚:“混凝土强度应按现行国家标准 GB/T 50107《混凝土强度检验评定标准》的规定分批检验评定。


检验评定混凝土强度时,应采用28d 或设计规定龄期的标准养护试件。试件成型方法及标准养护条件应符合现行国家标准 GB/T 50081《普通混凝土力学性能试验方法标准》的规定。


当混凝土试件强度评定不合格时,应委托具有资质的检测机构按国家现行标准的规定对结构构件中的混凝土强度进行推定,并应按本规范第10.2.2 条的规定进行处理。


笔者罗列了这么多的标准条款,只是想说明一件事:


混凝土强度的验收是要用标准方法取样、标准方法成型、标准养护条件、采用标准试件或折算为标准试件的混凝土,在有检测资质的机构用标准的试验方法试压后,按GB/T 50107 来评定的,并非随心所欲、自作主张地用回弹法来代替,只有当混凝土试件强度评定不合格时,才对结构构件中的混凝土强度进行推定。


如果施工现场取样成型的标养试件评定合格,那么就可以证明混凝土公司所供的混凝土强度这个指标是符合规范要求的。


施工单位或相关机构想对混凝土结构的实体强度用回弹法进行检测,来推定一下实体混凝土强度,这本无可厚非,但是用回弹结果来给混凝土公司说事就有点儿不厚道了,如果用回弹结果强行代替用GB/T 50107《混凝土强度检验评定标准》已经评定合格的结果,就违反了国家规范相关规定。


有人会说,用回弹法检测混凝土强度的依据是 GB 50204—2015《混凝土结构工程施工质量验收规范》的10.1 条“对涉及混凝土结构安全的有代表性的部位应进行结构实体检验。


结构实体检验应包括混凝土强度……”但 10.1.2 条规定,“结构实体混凝土强度应按不同强度等级分别检验,检验方法宜采用同条件养护试件方法;


当未取得同条件养护试件强度或同条件养护试件强度不符合要求时,可采用回弹—取芯法进行检验。”


也就是说,必要时对混凝土结构进行实体检验,首先是采用同条件试件强度,当未取得同条件试件强度或同条件试件强度不符合要求时才可采用回弹—取芯法检验,而且是要在回弹后,依据GB/T 50204—2015 附录 D 的规定,在 5 个回弹值中取 3 个最小值的测区中钻取芯样试压后进行评定。


并不是说一提到实体检验,就是拿个回弹仪,弹几个测区,便判定了混凝土的“生死”;


关于回弹测强的作用,JGJ/T23—2011 总则的条文说明中解释为“本方法是处理混凝土质量问题的依据”,笔者认为这个解释有点含糊,不如人民交通出版社出版的《道路工程》中说的明确:“回弹法试验可作为试块强度的参考,不得用于代替混凝土的强度评定,不适于作为仲裁试验或工程验收的最终依据。”


2 不规范施工和养护对回弹结果的影响


回弹测强时,影响回弹值大小的因素相当多,如混凝土的水灰比、水泥品种、掺合料种类、掺合料用量、骨料品种、混凝土拌合物砂率大小、拌合物浆体含量、成型方法、模板种类、脱模剂种类、浇筑振捣、养护方法、环境温湿度、保护层厚度、混凝土龄期、测试时的大气温湿度、测试技术、人为因素等等,在这些众多因素中,其中工地加水和不养护或养护不及时是造成回弹值过低的最主要原因。


工地的民工在即将浇筑的混凝土拌合物中随意加水,现在已经成了混凝土质量的“顽疾”,自从有了预拌混凝土就呼吁杜绝工地随意加水,喊了十几年,没一点儿效果。


工地的管理人员对加水现象是“睁一只眼闭一只眼”,更有甚者怂恿工人加水。


混凝土公司的技术人员如果阻止,要么置之不理,要么遭到谩骂,或者随意退货。


面对如此现状,混凝土公司的技术人员内心是“崩溃”的,但又无能为力。


混凝土罐车一到工地,放料的工人对混凝土看都不看,直接把水管子塞到罐车中,加水加至混凝土几近离析或已经离析。


行内人士都清楚,加水导致混凝土拌合物的匀质性遭到破坏,水灰比大幅度增加,强度严重下降,回弹值偏低是必然结果。


有“专家”说,工地加水是工地工人不得已而为之,是混凝土厂家的混凝土坍落度、流动性不能满足工地要求造成。


殊不知,现在的混凝土浇筑,坍落度没有230mm 以上,工人是不愿干活的。


张承志教授在他的《商品混凝土》一书中说:“混凝土专业化分工带来了混凝土质量控制的不连续性,以前,混凝土的制备、浇筑和养护都是有施工单位负责。


采用商品混凝土后,混凝土的制备由混凝土公司完成,而混凝土的浇筑和养护则有施工单位完成,这就将混凝土工程施工的一个完整过程人为的分割成两个部分,显然,这对混凝土质量全过程的控制是极为不利的。"


当今社会,经济利益是双方考虑的首要问题,目前的混凝土市场是买方市场,混凝土出现的任何质量问题,几乎全由混凝土公司来买单。


久而久之,这种不合理现象成了习惯,使一些施工管理人员产生了侥幸心理。


另外一个突出的现象是大多数施工工地拆模过早,拆模后不养护或养护不及时、不到位。


混凝土公司技术人员提出建议,工地大多以条件不具备、增加人力成本为由拒绝养护。


工地往往不愿置备更多的模板,为加快模板的周转,恨不得前面刚浇筑完,后面就想拆模。


拆模后就万事大吉,刚浇筑完的混凝土就这样暴露在自然环境中。


夏冬季节最为严重,夏天热风一吹,混凝土表面就瞬间失水,表面的水泥水化几乎停滞;


冬天也一样,浇筑后的混凝土刚开始由于模板的保护,可以利用仅有的一点入模温度,水泥水化反应才刚刚开始进行,这时模板拆除,又不及时保温保湿养护,干燥寒冷的空气一吹,混凝土表面瞬间受冻,表面强度停止增长。


春秋季节施工,没有冬夏季节对混凝土表面强度影响那么明显,但笔者做过对比试验,不养护的试件与标养试件相比强度低20% 左右。


大家都知道,回弹法检测混凝土强度的基本原理是利用回弹仪弹击混凝土表面,用表面硬度来推定混凝土的强度。


既然混凝土的表面由于不养护或养护不到位,造成混凝土表面硬度极低,这时再用回弹法来推定混凝土的强度有什么必要呢?


回弹法检测混凝土抗压强度技术规程JGJ/T 23—2011 的 1.0.2 条说“本规程适用于普通混凝土抗压强度的检测,不适用于表层与内部质量有明显差异或内部存在缺陷的混凝土检测。”


笔者个人认为,像这样由于不养护造成的表面硬度极低的混凝土,也应该属于“表层与内部质量有明显差异”的范围,不适宜再用回弹法来对混凝土强度检测。


3 “假性碳化”对回弹结果的影响


回弹值测量完毕后,要在有代表性的测区上测量碳化深度值,然后根据碳化深度值测量结果查表换算出测区的混凝土强度。


目前,大家有一个共同的感觉是,混凝土的碳化值与前十年相比,是越来越大了,而且在混凝土浇筑后很短的一个时间内,其碳化值也相当大。


有时候回弹检测后,测区平均值在暂不考虑碳化深度值的情况下,其换算值勉勉强强能达到设计要求,等到碳化深度值测出来后,混凝土公司的技术人员傻眼了,一查表换算,几个“兆帕”不见了,本来庆幸这次回弹结果值还算“争气”,可结果很是令人丧气。


混凝土回弹测强后,再测量碳化深度值,利用碳化值测量结果对回弹值进行换算修正,其理论依据有关教科书是这样解释的:


“空气中CO2(二氧化碳)渗透到混凝土内,与其碱性物质起化学反应后生成碳酸盐和水,使混凝土碱度降低的过程称为混凝土碳化,又称作中性化,其化学反应为:Ca(OH)2+CO2=CaCO3+H2O。”


回弹结果后之所以要用碳化深度值换算修正是因为混凝土碳化(中性化)后的反应产物CaCO3 硬度会使混凝土表面硬度增大,而且随着碳化(中性化)值的增大,混凝土表面的硬度也会增大。


这时,采用浓度为 1%~2% 的酚酞酒精溶液测量混凝土的“碱度”来判定碳化的大小。


可是,像笔者在上节中所提到的现象,混凝土浇筑后不养护或养护不及时、不到位造成的混凝土表面水泥不水化或水化不充分,监理检测公众号混凝土表面疏松,疏松层里几乎没有“Ca(OH)2”存在,几乎不具有碱性,何来“碳化”之说?


混凝土表面由于疏松,回弹结果本来就很低,这时再用本不是碳化的“碳化值”来换算,岂不是“雪上加霜”?


有专家把这种“碳化”叫做“假性碳化”,既然是假性碳化,那用酚酞酒精溶液测出的碳化深度值有什么用呢?


在如此情况下,用回弹法来检测混凝土强度的结果又有几分参考价值呢?


有的“老”的施工技术人员就会提出,回弹法检测在我国已使用50 余年,为什么现在有这么多的质疑声呢?


原因是水泥成份和混凝土配合比中的胶凝材料成份发生了较大的改变,现代的水泥和混凝土中大量使用了混合材(掺合料).


例如,目前的预拌混凝土中使用了矿渣微分、粉煤灰等掺合料,使用这些掺合料的初衷一个原因是废物利用,有利于环保,另一个原因是利用其具有的一些良性效应,如填充效应、形态效应等,其中就有“火山灰”效应。


在水泥中或混凝土中添加了较多的混合材(掺合料)后,这时的水泥或混凝土中的胶凝材料就有了“火山灰水泥”的一些特性,“火山灰”水泥在干燥的环境中,监理检测公众号提醒由于内部水分很快被蒸发掉,水化生成胶体的反应停止,强度停止增长,而且即使已经形成的水化硅酸钙凝胶也会逐渐干燥,在混凝土表面,由于碳化作用使水化硅酸钙凝胶粉化,结成碳酸钙和氧化硅的粉状混合物.


因此,使已经硬化的混凝土表面产生“起粉”现象,严重影响了混凝土结构的表面硬度。


哲学上有句话说“内因是事物变化的根据,外因是事物变化的条件”。


混凝土所用的胶凝材料的成份已经改变了许多,还用以前的老办法来处理这些新问题,不吃亏是说不过去的。


在目前的混凝土胶凝材料体系下,要确保混凝土的强度,降低碳化深度,及时的保温保湿养护最最重要。


4 结语


综上所述,回弹法检测混凝土强度是有适用范围和使用条件的,制约混凝土回弹值大小的因素很多,其测强的误差也比较大,对于回弹法测强,正像李福平同行所说,不可“过多”、“过宽”、“过滥”,更不能一支回弹仪定“生死”,回弹不过,验收就通不过。


对于混凝土强度的验收,一定要遵循相关规范的规定,用标养试件的强度来评定。


对于混凝土结构实体的混凝土强度检验,即使用回弹法检测,首先要核查和了解施工和养护条件,结合取芯法、超声法来综合判定。


然后,明确划分责任界限,哪些是混凝土公司应该承担的责任,哪些是施工单位应该承担的责任。


混凝土公司规规矩矩的做混凝土,施工单位规规矩矩的用混凝土,才能充分保障混凝土结构工程的质量。

 

参考文献

[1] GB 50204—2015.混凝土结构工程施工质量验收规范[S].

[2] JGJ/T 23—2011.回弹法检测混凝土抗压强度技术规程[S].

[3] 李福平.回弹法检测商品混凝土强度适用性探讨[J].商品混凝土,2013(08):25-26+52.


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