国外混凝土强度控制及评定方法介绍

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摘要：本文简要介绍了国外对于工程中混凝土强度的控制方法和已浇混凝土强度的评定方法，介绍了国外非破损和微破损检测技术的研究进展情况，并重点介绍了钻芯法。

关键词：混凝土强度；评定方法；微破损检测；非破损检测；钻芯法

1. 前言

混凝土是目前被广泛应用于工程建设的重要材料。工程中如何保证混凝土的强度以及如何准确评定已浇混凝土的强度，对于工程建设的安全性具有重大意义。混凝土自1824年被制造、应用以来，如何定义它的强度性能指标，以及如何获得、控制、评定这些性能，一直是人们不断探索的问题。如何确保混凝土强度，人们进行了大量的研究，一方面，积极加强混凝土生产过程和施工过程的控制，一方面积极研究对已浇混凝土强度评定的方法，提高混凝土强度评定的准确性，为工程项目管理人员提供对混凝土合格控制的依据。

2. 混凝土强度控制

2.1概述

对于混凝土强度的控制，1911年英国皇家建筑学院（RIBA）的研究报告中，把立方体抗压强度试验列为推荐方法，迅速被各国采用，此法称为“试件试验”，一直沿用至今。到目前为止，国际上至今仍坚持以“标准养护试块”的强度作为是否达到设计要求的依据，但考虑到实际结构构件中的养护条件和标准养护条件的差异，也同时采用了“同条件养护试块”强度进行强度控制的方法。

2.2《美国钢筋混凝土房屋建筑规范》（ACI318 M-05）

《美国钢筋混凝土房屋建筑规范》（ACI318 M-05）[1]提出同条件养护试块的强度试验可以用以检查结构中混凝土的养护是否恰当。该规范还考虑了结构混凝土的实际养护条件与实验室标准养护条件的差异，明确规定“同条件养护试块”的强度不低于“标准养护试块”强度的85%时，即认为结构中混凝土的养护是恰当的（亦即承认结构中的混凝土强度随着龄期的适当延长是可以达到设计要求的）。同条件养护试件强度虽然比标准养护试件强度更接近结构实体混凝土的真实强度，但是由于与结构实体的成型工艺和养护效果不同，且受到的不确定影响因素众多，所以并不能真正意义上实现与结构实体的同条件。

2.3《模式规范》（CEB-FIP MC90）

欧洲的《模式规范》（CEB-FIP MC90）[2]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。该模式可用于计算当养护条件与标准养护条件不同时，结构混凝土强度（或同条件养护试件强度）与标准养护试件强度的差别。即计算模式可估算出在非标准养护条件下任一龄期混凝土强度与标准养护试件强度的差别，从而来评定实体结构混凝土强度是否满足设计强度的要求，并引入了对混凝土养护龄期的控制。

3. 混凝土强度评定

3.1概述

国外在以标准养护试件的强度和同条件养护试件的强度为混凝土强度控制标准的同时，也积极开展了应用非破损、微破损检测技术对已浇混凝土强度进行评定的研究。各种检测技术均有其优势以及缺点。其中微破损检测技术中的钻芯法检测已浇混凝土强度方法是最直接、最准确的强度检测方法。

3.2非破损检测

1945年加拿大Leslie.chesman、英国的Jones研究开发出超声法，1948年瑞士Schmid研究开发出回弹法，1971年英国开发了携带数字式声速测定装置（PONDIT）。目前，正在应用和研究的用于现场检测的混凝土非破损（无损）检测技术方法已达20余种以上，并且新方法还在不断涌现，并随着混凝土非破损检测方法的发展日臻成熟。现在世界上许多工业化国家像美、英、日、俄、德等国家及一些国际组织均制定了混凝土非破损检测技术的标准和方法，例如回弹法和超声法，由于其操作方便、测试速度快且费用低，被各国广泛应用，并己制定了相应的检测技术规程。一些著名的学术团体均成立有非破损检测方面的专职组织和机构。除此之外，国际间的学术交流也非常活跃，并成立了相应的专业组织。

混凝土强度的非破损检测技术，经过长期的科学研究和工程应用，己奠定了理论和实践基础，但还存在使用上的局限性和精度不高的问题。例如回弹法、超声波法、回弹-超声综合法等非破损检测方法均是通过某些物理量与混凝土强度的相关性，进而推定混凝土强度、均匀性、连续性及耐久性的一系列性能的检测方法，均不是对混凝土立方体抗压强度的直接测定，且受到的影响因素众多，都有一定的误差，尤其是混凝土组分变化较大时，其误差尤为明显。

随着工程结构的日趋复杂和混凝土的商品化发展，混凝土掺合料、外加剂及高强混凝土在实际工程中得到普遍使用，混凝土组分、施工工艺与以往相比都发生了巨大变化，其各物理量与混凝土抗压强度的相关关系也与原来产生了差异。非破损检测技术也随着科学技术的发展突破了原有的范畴，涌现出一批新的测试方法，包括微波吸收、雷达扫描、红外热谱、脉冲回波等新技术，但这些方法尚处于研究阶段，还不够成熟。

3.3微破损检测

目前，微破损检测技术中的钻芯法是国外公认的最直接、最准确的强度检测方法。《美国钢筋混凝土房屋建筑规范》（ACI318 M-05）[1]中指出当现场养护的圆柱体试件的强度试验表明实体结构保护及养护不善，证实有可能是低强度混凝土，并经计算表明结构或构件承载能力己显著降低时，可要求按《混凝土钻孔样心和锯梁的获取及测试的试验方法》（ASTM C42/C42M-2010a ）[3]在有问题的部位钻取芯样进行试验，即承认钻芯试样的强度能够代表结构实体的真实强度。为了检验试验的精确性，对芯样的平均值和最小值做了明确的规定。但是钻芯法钻芯过程中扰动芯样、损伤积累，影响强度，且设备昂贵，操作不便，有着自身推广的局限性。

4. 结语

美国主要通过“标准养护试块”、“同条件养护试块”强度试验进行混凝土强度控制。而欧洲除此之外还给出计算模式，估算出在非标准养护条件下应有强度进行强度控制。国外对已浇混凝土采用了回弹法、超声波法、回弹-超声综合法、钻芯法等各种非破损、微破损检测方法来进行强度评定。各种检测方法有优势也有弊端，钻芯法是目前国外公认的最直接、最准确的强度检测方法，但也存在着推广局限性。

参考文献

[1]ACI318 M-05，Building Code Requirements for Structural Concrete and Commentary[S].

[2]CEB-FIP MC90，Model Code[S].

[3]ASTM C42/C42M-2010a，Standard Test Method for Obtaining and Testing Drilled Cores and Sawed Beams of Concrete[S].