對規範的理解偏差

混凝土的強度，是建築產品結構安全的基本保障，更是建築施工的從業人員需經常面對的問題。但是因為對規範的理解偏差，在實際的施工生產中，還時有錯誤的應用與推定。

曾經在某大型住宅項目，遇到如下問題：某部位剪力牆及樓板混凝土設計強度等級為C40，構件混凝土澆築達到28d齡期後，標養試塊及同條件試塊強度值均大於40Mpa， 但現場回彈檢測的推定值小於40 Mpa。部分人員得出了現場構件混凝土強度不滿足設計要求的結論。

首先明確判定標準

混凝土具有較高的抗壓強度（抗拉強度相對較低），因此抗壓強度是施工中控制和評定混凝土質量的主要指標。

按照《混凝土結構設計規範》（GB50010-2002）規定“混凝土強度等級應按立方體抗壓強度標準值確定。

立方體抗壓強度標準值係指按照標準做法制作養護的邊長為150mm的立方體試件，在28d齡期用標準試驗方法測得的具有95%保證率的抗壓強度”。

上述規定只是給出了作為主體結構原材料——現場澆築前混凝土的強度分級標準，此強度數值的取得依賴給定理想的環境條件、試件尺寸及試驗方法。一般建築圖紙設計的混凝土強度即指上述的定義。

構件混凝土強度與混凝土強度等級是兩個不同的概念

構件混凝土強度應指作為構成施工現場建築構件實體的混凝土，經現場成型養護後的強度代表值。

因澆築方法、養護方式、環境條件等的不同，其強度要低於立方體抗壓強度標準值（標養試塊強度）。

需特別強調的是：立方體抗壓強度標準值確定的是作為原材的混凝土強度等級，而在設計及施工計算時取用的混凝土軸心抗壓強度標準值、設計值才是混凝土構件的強度取用值。

因此在相關規範中沒有立方體抗壓強度設計值的概念。

對混凝土承載能力的理解

構件在實際承載中，其混凝土承載能力有如下兩個主要影響因素：構件混凝土強度和構件尺寸。前一個影響因素比較易於理解，後一個影響因素施工人員考慮較少，可做如下簡單理解：

100mm混凝土立方體試塊測試強度要大於150mm混凝土立方體試塊測試強度；相同截面試塊，其高度愈大，破壞荷載值愈低。

考慮到上述因素，《混凝土結構設計規範中》（GB50010-2002）對結構設計計算時取用的混凝土軸心抗壓強度標準值作了如下規定：“稜柱強度與立方體強度之比值α c1對普通混凝土為 0.76，對高強混凝土則大於0.76，本規範對C50及以下取 0.76，對C80取0.82，中間按線性規律變化。

考慮到結構中混凝土強度與試件混凝土強度之間的差異，根據以往的經驗，並結合試驗數據分析，以及參考其他國家的有關規定，對試件混凝土強度修正係數取為0.88。

本規範的軸心抗壓強度標準值按下式計算：fck=0.88×α c1×αc2(脆性折減係數)×fcuk(立方體抗壓強度標準值)”。

取C40混凝土作一簡單計算實例：fcuk=40MPa fck=0.88×0.76×1×40=26.8 MPa fc= fck/1.4=26.8/1.4=19.1 MPa 在混凝土構件尺寸確定的情況下，構件混凝土強度成為現場施工主要控制項目。

即使達到強度等級的混凝土，若發生澆築振搗及養護不良等現象，仍可能帶來構件混凝土強度偏低的問題。

判定構件混凝土強度是否合格的最小限定值

因此在新版《混凝土結構施工質量驗收規範》(GB50204-2002)中，除保留標養試件試驗要求外，增加了混凝土強度結構實體檢驗內容。

前者可監測混凝土的選用，後者可監測混凝土澆築後的強度效果。

《混凝土結構施工質量驗收規範》對混凝土強度結構實體檢驗作了如下規定：“對混凝土強度的檢驗，應在混凝土澆築地點製備並與結構實體同條件養護的試件強度為依據。

同條件養護試件的強度代表值應根據強度試驗結果按現行國家標準《混凝土強度檢驗評定標準GBJ107的規定確定後，乘折算係數取用；折算係數宜取為1.10，也可根據當地的試驗統計結果作適當調整。”

《混凝土結構施工質量驗收規範》建議的1.10係數恰恰是《混凝土結構設計規範中》試件混凝土強度修正係數0.88的倒數。

在兩本規範中均承認構件混凝土強度要低於標養試塊強度，因此判定構件混凝土強度是否合格的最小限定值應為設計混凝土強度等級代表的立方體抗壓強度值的88％。

對應C40混凝土，限定值為35.2Mpa。回彈法檢測混凝土抗壓強度，作為實體檢驗的一種補充方法，測定的是構件實體的強度。

其依據的主要原理為構件混凝土表面硬度與混凝土強度的對應關係。根據回彈值，查對測強曲線，確定強度代表值，同時進行混凝土碳化深度、泵送混凝土等各項修正。

對應曲線圖則是依據大量的試驗數據，繪製的回彈值與構件混凝土強度的對應曲線圖。

實際操作存在的問題

在一般應用中，往往直接選用《回彈法檢測混凝土抗壓強度技術規程》給定的全國通用測強曲線圖。

回到前文所述事例，在結構構件砼齡期達到3-5個月以上後（混凝土後期強度充分增長後），對建築剪力牆體隨機選取9個構件進行鑽芯取樣及回彈檢測，數據如下：

在實際操作中至少有如下問題需要探討：

1、依據表面硬度推測混凝土強度，原理本身導致回彈對象有明顯的適用範圍要求。在規程中要求“本規程不適用於表層與內部質量有明顯差異或內部存在缺陷的混凝土結構或構件的檢測”。

測強曲線圖代表的應是得到規範養護的構件，而實際施工過程中，因各種原因，尤其是高層建築牆體混凝土極易發生表面養護不足（失水過快）的情況，此時的表面硬度對構件主體混凝土強度的代表性已降低，只能作為輔助檢測手段。

如上述提到的事例，在回彈檢測過程中發現，樓板底部回彈強度值最高，樓板頂部稍差，牆體表面回彈強度最低。

經查證，施工時處於乾燥多風季節，牆體表面澆水養護不足；因樓板表面澆水後可自然存水，養護狀況稍好；樓板底部因模板存在時間較長，狀況最好（也應有粗骨料下沉的影響）。

3、碳化深度的影響。在《回彈法檢測混凝土抗壓強度技術規程》中，根據混凝土碳化深度增加，表面硬度增大的正常狀態，要求對構件混凝土進行表面碳化深度的測量以對回彈強度進行修正。

山西太原質量監督站與太原某高校做過專項試驗研究，發現高層建築施工，因商品混凝土大量使用各種外加劑、摻加料，塌落度大，其早期混凝土碳化深度與回彈值的增減關係往往與測強曲線依據的正常狀態完全相反。

此項研究已在學術期刊以論文發表。本文不再詳細引用原文及實驗數據，對其研究結論做一簡要引用：“在混凝土構件未得到妥善養護的情況下，混凝土構件表面碳化速度遠遠超過混凝土的正常碳化深度；

混凝土早期碳化深度的增加，不但未引起混凝土回彈值的提高，反而使其回彈值降低；相同條件下，早齡期碳化深度與混凝土強度等級不在具有顯著相關性。”

該現象對回彈強度推定值有較大影響。針對前述試驗數據，在早齡期回彈值偏低（多數回彈平均值小於37），在強度充分增長後，回彈值增長較好，但碳化深度較大；鑽芯取樣值遠高於回彈推定值。

在《回彈法檢測混凝土抗壓強度技術規程》中，尚有如下表述：“一般情況下，結構或構件由於製作、養護等方面原因，其強度值要低於同條件試件強度值。

本規程定義強度推定值為結構或構件本身的強度值，而實際應用中，多數錯誤的將該值與標準養護150mm立方體試件強度對比，造成回彈法檢測的強度值偏低的印象”，

“檢測結果為構件混凝土強度，該強度與標準養護或同條件養護試件強度存有差異，因此不能據此結果對構件的設計強度等級給出合格與否的結論”。

綜上所述可以得出標準試塊、同條件試塊、現場實體強度值依次減小的關係。

如想以回彈檢測法增加對構件實體混凝土強度的監測（操作簡便），建議可結合鑽芯取樣法制定工地專用的測強曲線圖，此種方法可大大提高回彈檢測的精度與可信度。

對建築施工現場混凝土強度的檢驗判定與監測，只有明確了強度定義、判定標準，區分目標對象，選用合理的檢測方法，對各種影響因素正確分析，才能得到真實可靠的結論。

造成混凝土結構強度偏低的原因

在商品混凝土生產過程中，偶爾會有工地反應混凝土結構工程強度不夠或者偏低的現象。

由於商品混凝土企業屬於賣方，為了順利回款、繼續合作，大多數混凝土企業只得被迫作出讓步，被動地處理由於強度問題帶來的不利後果。

造成混凝土強度偏低的現象是由於多種原因造成的，有時是某一個單一的原因，或者幾個原因疊加造成的。

一、混凝土公司強度控制不足

出現強度不足現象以後，混凝土企業首先要查找原因，是偶爾現象還是某個階段強度均偏低。

1、把混凝土富裕強度控制在合理的區間內

在進行混凝土配合比設計時，應保留適度的富裕強度，應考慮到施工工人不合理施工對混凝土強度產生的影響，例如，如果前期養護較差的話混凝土強度將比標養強度低10%~20%。

2、密切關注原材料質量波動

在進行配合比試驗時的原材料是確定的，不發生變化。但在混凝土生產過程中，原材料時時發生變化，砂含水量、含泥量、細度模數以及砂的來源地發生變化都會對混凝土強度產生影響；

礦物摻合料需水量（流動度）、活性波動；水泥的強度的波動，在水膠比不變的情況下，水泥強度高混凝土強度也高，水泥強度偏低混凝土強度也隨之降低；外加劑與水泥適應性的波動直接影響外加劑的減水效果。

3、注意生產過程控制

嚴格控制生產過程中混凝土狀態情況，當發生變化時，及時查找原因，必要時要停止生產。

4、做好技術交底工作

商品混凝土企業技術人員應結合工程部位、強度等級、氣候環境等因素對施工單位進行技術交底，告知混凝土適宜施工的時間、初、終凝時間、澆築操作等，並及時溝通，反饋信息，以便於調整方案。

二、工地加水

工地加水現象十分普遍，很多施工工人為了降低勞動強度，利用加水隨意加大坍落度，只圖一時之快，根本不顧混凝土後期的強度和耐久性。

一旦強度不足便說混凝土公司提供的混凝土強度不夠不合格，實踐經驗表明，每方混凝土加水5kg，混凝土強度將降低5%左右。

此外，加水會造成混凝土表面水膠比增大會產生酥鬆剝皮、起粉現象，混凝土表面硬度不足，回彈強度偏低。

三、養護不足

混凝土結構養護不足幾乎成了一個普遍現象：剪力牆和結構柱1~2d拆模，拆模後很少有工地養護，有些工地養護也是象徵性灑水。

現在高層越來越多，超過十層，水壓越難達到，灑水養護更加困難；樓板澆築後，覆蓋薄膜可以預防混凝土裂縫，很多工地在混凝土終凝後進行施工放線前將薄膜揭去。

由於混凝土結構養護不足，水化不能有效進行，混凝土強度明顯降低，有時降低幅度會達到20%左右。

另外，混凝土表面不密實，碳化速度快，碳化深度大，有的工程在結構回彈時，C30混凝土齡期三個月的碳化深度達到4㎜左右。

四、強度檢測不準確

1、“回彈法”存在的不足

當前採用“回彈法”檢測混凝土強度時，C20～C40混凝土的強度推定值較混凝土標養強度偏低10%左右；C50及以上混凝土的推定強度偏低20%左右。

另外，回彈儀的率定對回彈值也產生一定的影響，使用率定值在80～82的回彈儀要比率定值在78～80的回彈儀所檢測的強度推定值高出3MPa以上，使用高率定值的回彈儀更接近鑽芯所檢測的混凝土抗壓強度值。

2、芯樣製作不規範

有的檢測單位在芯樣的製作過程中不按照規範要求製作，導致芯樣不符合要求，抗壓強度比實際強度降低20%～50%。

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