混凝土材料强度检测法的应用

曹全明

【摘要】城市化进程的加快，推动了建筑行业的发展，各种新的施工技术和施工材料不断涌现，也使得人们将目光更多的放在了建筑的安全性、耐久性和使用性上。钢筋混凝土作为现代建筑中最为常见的结构形式，对于水泥与混凝土材料有着非常严格的要求，为了保证建筑的施工质量和使用安全，在施工中需要做好混凝土施工材料的质量监测，确保其能够达到设计施工的要求。

【关键词】混凝土材料；强度；检测方法

1.混凝土强度相关概念

混凝土强度相关概念常包括立方体抗压强度、轴心抗压强度、强度保证率等，而强度值又分为标准值和设计值。混凝土的轴心抗压强度比立方体抗压强度更接近构件中的混凝土实际受压时的强度，所以混凝土结构设计计算中选用轴心抗压强度作为重要的强度指标。强度保证率是根据概率统计的方法算出来的。根据数理统计的概念，强度保证率指混凝土强度总体中大于设计强度等级的概率，亦即混凝土强度大于设计等级的组数占总组数的百分率，可根据正态分布的概率函数计算求得。ｔ＝（Ｒ１－Ｒ设计值）／σ，然后先计算该批混凝土强度平均值Ｒ１，再计算该批混凝土强度标准差σ值。最后根据ｔ＝（Ｒ１－Ｒ设计值）／σ即可计算出强度设计值。混凝土强度保证率除了考虑所生产的混凝土强度质量的稳定性之外，还必须考虑符合设计要求强度等级的合格率，即强度保证率。它是指在混凝土强度总体中，不小于设计要求的强度等级标准值的概率Ｐ（％）。强度正态分布曲线下的面积为概率的总和，等于１００％。混凝土强度等级是按立方体抗压强度的标准值确定的。立方体抗压强度的标准值是指按照标准方法制作养护的边长为１５０ｍｍ×１５０ｍｍ×１５０ｍｍ的立方体试件，在２８ｄ龄期用标准方法测得的具有９５％保证率的抗压强度，单位是ｋＮ／ｍｍ２（即ＭＰａ）。通常所说的Ｃｘｘ就是混凝土强度等级标号。

下面用Ｃ２５的混凝土来举例说明混凝土强度概念。轴心抗压和立方体抗压强度不是一个概念，轴心抗压的试件尺寸一般是１５０ｍｍ×１５０ｍｍ×３００ｍｍ，而通常我们说的抗压强度（立方体抗压）的试件尺寸为１５０ｍｍ×１５０ｍｍ×１５０ｍｍ。根据《混凝土结构设计规范》，轴心抗压强度标准值与立方体抗压强度标准值的关系按ｆｃｋ＝０．８８αｃ１ｆｃｕ确定，αｃ１为棱柱体强度与立方体强度之比，对混凝土强度等级为Ｃ５０及以下的取αｃ１＝０．７６。由此可以知道Ｃ２５的混凝土轴心抗压强度应该为０．８８×０．７６×２５＝１６．７２ＭＰａ。而它的轴心抗压设计值为１１．９ＭＰａ，是指在设计上用到的值。《混凝土结构设计规范》（ＧＢ５００１０－２０１０）规定，以高宽比为２～３的棱柱体进行轴心抗压强度试验，测得的具有９５％强度保证率的抗压强度为混凝土的轴心抗压强度标准值，用符号ｆｃｋ表示，而混凝土的轴心抗压设计值ｆｃ是由ｆｃｋ除以混凝土材料分项系数１．４得到的。

2.影响混凝土强度的因素

2.1骨料

砂:粗细级配程度直接影响水泥石的强度，不同粒径砂掺到一起可以使总表面积减小，所配制混凝土水泥用量越小，合理的级配可以提高水泥石密实度。石:粗骨料表面的粗糙程度以及表面特征直接影响水泥的粘结的好坏，碎石棱角越多越粗糙，与泥胶凝材料结合面摩擦力愈强，结合力愈高。

2.2水胶比

在配合比一定，采用同一品种，同一强度等级水泥情况下，水灰比决定于混凝土强度，水胶比合理分配也影响着耐久性，抗冻性，抗腐蚀性，从而影响水泥石强度。

2.3水泥强度

水泥品种选择应与混凝土强度相适应，低等级水泥配制高强度混凝土，会使水泥用量增加，不经济，相反用高等级水泥配制低强度混凝土会使混凝土和易性变差，以及密实度降低，耐久性变差，合理的等级范围应选择在所配混凝土强度1．5倍～2倍为宜，C80以上可取0．8倍～1．5倍，在配合比相同情况下所用水泥等级愈高配制混凝土强度也越高。

3.混凝土材料强度检测

3.1检测准备

在进行混凝土材料检测时，需要首先制定切实可行的检测方案。混凝土的质量监测方便必须从具体情况出发，选择具备较强针对性的检测方法和检测手段。在进行混凝土质量检测前，应该选择配比相同、工艺相近、龄期一致的混凝土作为检测总体，然后分别对其内部的每一个个体进行规划和检测，通过增加检测样本数量的方式，保证检测结果的准确性与可靠性。对于施工单位而言，为了切实保证混凝土材料的质量，应该选择具备相应资质和经验的单位进行混凝土质量检测，尽可能减少人为因素导致的结果误差。在正式检测前，还需要对待检测混凝土的基础数据进行收集，包括混凝土构件的形状、材料及配比等。

3.2抗压检测

混凝土抗压强度的检测一般采用的都是回弹检测法，这种检测方法的基本原理，是利用回弹仪，对混凝土构件表面的回弹强度进行测量，结合测量结果计算出混凝土的抗压强度。如果回弹数值较大，则表明混凝土的硬度加大，抗压强度也就相对更大。为了保证检测质量，在对回弹仪进行选择时，必须确保其具备“三证”，即产品合格证、生产许可证以及检测合格证，避免选用三无产品。在试验过程中，使用回弹仪之前需要依照相关标准，在钢钻上对回弹仪进行率定，将率定的平均值控制在78－82的范围内，同时确保其工作温度在－4℃到40℃的范围内，以保证数据的有效性。

在利用回弹法进行混凝土抗压强度检测时，不仅可以实现对单个构件的检测，也可以实现对多个构件的批量检测。对于生产工艺、强度等级相同的混凝土，若其材料配比、成型工艺、养护条件等大致相同，可以采用抽样检测的方法，确保抽样率不低于30%。检测完成后，需要对得到的检测数据进行分析整理，得到相应的评定结果。

3.3后装拔出法

后装拔出法是在硬化混凝土上钻孔、磨槽、安装锚固件后用拔出仪做拔出试验，根据测定的抗拔力检测混凝土抗压强度的微破损方法，其所测试的数据更加准确，并且应用的范围也更加广泛。此方法是在预埋拔出法的基础上衍生而来的，但是对其进行了优化。该方法的应用同样需要避开钢筋位置，在已经硬化的构件上进行测试。如果当场缺少砼强度的有关试验资料的时候，此方法的优势就能够凸显出来，成为一种行之有效的检测手段。其需要拔出的孔槽，直径一般保持杂18mm，深度保持在55-65mm之间，预留20-30mm作为安装锚固件和收容粉屑用。但是，此方法同样需要混凝土具有一定的完整性，如果其发生过冻害、火灾、腐蚀等损伤，那么该方法则难以产生有效的检测结果。其需要首先进行打磨、剔除等有效措施将薄弱表层清除干净后方可进行检测，以免造成误判。

结束语：

混凝土材料强度检测法的应用对于混凝土强度检测质量的提升具有很大的帮助，检测员在实践中要根据实际情况选择相应的方法进行检测，促进混凝土施工质量的提升。

参考文献：

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