混凝土强度检验评定标准有关国内外标准介绍
王宇杰,张仁瑜
(中国建筑科学研究院,北京 100013)
摘 要:本文介绍了美国、欧盟的混凝土强度检验评定标准和国内港工相关标准的内容,重
点分析比较了这些检验评定方法中取样频率、验收条文的相同点和差异性,为国家标准GBJ107-87《混凝土强度检验评定标准》的修订提供依据。
关键词:混凝土;检验评定;标准
1 前言
混凝土强度的检验评定是混凝土质量控制的重要环节,它既是混凝土质量的主要技术指标,也是结构可靠性的主要保证,我国国家标准《混凝土强度检验评定标准》GBJ107-87[1]中提供了三种混凝土强度合格评定的方法,即标准差已知的统计方法、标准差未知的统计方法和非统计方法。而国外和国内港工、水工相应的标准中主要使用的是标准差未知的统计方法,在欧盟标准中也采用了标准差已知的统计方法。这些国内外同类的标准中有许多方法非常科学和完善,实施经验也相当丰富。因此,这些同类标准对正在修订的国标《混凝土强度检验评定标准》具有重要的参考价值。
2 国外混凝土强度检验评定标准介绍
2.1 欧盟标准BS EN206-1:2001 2.1.1 概述
欧盟标准BS EN206-1[2]颁布于2001年,现已成为欧洲通用的混凝土强度检验评定标准,原有的欧洲主要国家的标准如英国的BS 5328、联邦德国的DIN 1045等标准中的相关内容均被其替代,而现行德国标准DIN 1045-2:2001[3]中对高强混凝土强度的检验评定在欧盟标准的基础上又做出了补充,具体见下文。 2.1.2 混凝土试件的取样
在对抗压强度进行取样评定时,混凝土分为无历史资料可用的新配混凝土和连续生产的混凝土两类,具体取样频率如表1所示。
对新配混凝土产品而言,抗压强度至少取35个数据;对连续生产的混凝土而言,在不
王宇杰(1980—),男,助理工程师。联系方式:[1**********]-2541
超过12个月的一个生产周期内抗压强度至少取35个数据。如果某种配比的连续生产混凝土生产周期超过12个月的话,那么它们应该重新按照新配混凝土进行取样。
表1 抗压强度评定的最小取样频率
最小取样频率
混凝土 种类
一批混凝土最早生产的50m 3
有合格证明 的混凝土
新配混凝土(至少取35组
数据)
连续生产混凝土
3组
每200m 3一组或每生
产周2组 每400m 3一组或每生
―
产周一组
每150m 3一组或每
天一组
任一批混凝土中相对于最早生产50m3的后
续产品
a
无合格证明 的混凝土
(至少取
35组数据)
注a: 取样程序必须贯穿整个生产过程,每25m 3至少取一个样。
注b :如果最后15个数据的标准差超过1.37σ,取样频率应提高到新配混凝土的水平。
对于轻骨料混凝土和强度等级为C67以上的混凝土而言,新配
DIN 1045-2 对BS EN206-1的补充
混凝土试验的最小取样频率为每100m 3取一组或每天一组,连续混凝土试验的最小取样频率为每200m 3一组或每个工作周一
组。轻骨料混凝土的取样应在施工现场进行。
2.1.3 抗压强度的验收条文
混凝土抗压强度的评定应以标准养护期为28天的混凝土试块为实验对象,验收条文如下表2所示:
表2 抗压强度验收条文
混凝土 种类 新配砼 连续砼
试验数 据容量
均值
标准1
标准2
任一值
f cm (MPa) f ci (MPa)
3 15
≥
≥f ck +4 ≥f ck −4 ≥f ck −4
f ck +1. 48σ
而在德国现行标准DIN1045-2中对高强混凝土强度的检验评定另行规定如表3所示:
表3 高强混凝土抗压强度验收条文
混凝土 种类 新配砼 连续砼
试验数 据容量
均值
标准1
标准2
任一值
f cm (MPa) f ci (MPa)
3 15
≥
≥f ck +5 ≥f ck −5
a
f ck +1. 48σ
≥0. 9f ck
注a:表3中规定σ≥5MPa。
在生产初期,抗压强度的标准差σ是在本批混凝土开始生产之前紧邻的一个超过三个月的生产周期内用至少连续35组试验结果计算得出的。这个值将用作总体标准差的估计值,在后续的生产周期中这个值的有效性需要检验,有两种方法可以用于检验σ:
方法1:在后续生产周期内用15个最新实验数据求出标准差S 15,有效性的条件是: ——0.63σ≤S 15≤1.37σ
——如果S 15超过此限的规定,那么必须用最新的35组数据重新估计σ。
方法2:可以从一批连续的产品中取值来估计σ,其精确性不宜低于方法1。新估算出的σ可以应用到下一个评定周期内。 2.1.4 对BS EN206-1的评述 2.1.4.1 关于取样频率
欧盟标准BS EN206-1对混凝土强度检验评定的取样既详细又严格,无论是新配混凝土还是连续生产的混凝土,必须至少取样35组且每25m 3至少取一组,远高于GBJ107-87规定的取样频率,但从我国的实际情况考虑,施工现场做到如此高的取样频率是不太现实的,混凝土搅拌站生产的预拌混凝土按照BS EN206-1的规定大约是每3车取样1组,应该可以执行,但是如果某个工程连续供应成千上万立方混凝土的话仍然存在困难,因而国标GBJ107-87的修订应该从国情出发,目标是既要操作性好又要取到符合验收统计的数量。 2.1.4.2 关于验收条文
欧盟标准BS EN206-1中对于标准差未知的新配混凝土强度验收采用的是国际通用的平均值—最小值方案,与国标GBJ107-87中标准差未知评定方法不同的是用强度特征值和常数进行组合评定的,并未与标准差挂钩,即f ck ±4的形式,这是由欧盟国家混凝土生产水平比较稳定决定的,这种“一刀切”的公式应用起来比较方便,而且对普通混凝土的质量能够起到很好的控制作用,而德国标准DIN1045-2对高强混凝土强度验收条文的补充则是更为谨慎的做法,这些内容对国标GBJ107-87中标准差未知统计方法的修订具有很好的借鉴作用。而对于标准差已知的连续生产混凝土而言,BS EN206-1采用的仍然是平均值—最小值方案,其平均值强度保证率在92%以上,与国标GBJ107-87的检验效果基本相当。而且BS EN206-1对标准差σ的认定提供了两种方法,这是需要引起重视的一点,因为国标中σ已知的评定方法在实际工程中应用很少,主要问题就是σ往往是由生产方提供的,而施工方并不认可σ,因此这个问题在国标GBJ107-87的修订中需要考虑解决。
2.2 美国混凝土协会标准ACI-318:2002
2.2.1 概述
美国混凝土协会标准ACI -318[4]《建筑规则及其解释》中对混凝土强度的检验评定进行了专门的规定,这些规定被世界上许多国家和地区所采用,例如我国台湾省的相关标准CNS 3090《预拌混凝土》和CNS 12891《混凝土配合比设计总则》采用的强度检验评定方法与ACI -318中的方法基本一致。 2.2.2 混凝土试件的取样
进行抗压强度评定的混凝土试件取样频率有以下规定:
A .每天生产的各种配比的混凝土取样,一天不得少于一次。 B .每天生产的各种配比的混凝土取样,每120m 3至少一次。
C. 每天生产的浇筑板面或墙面的各种配比的混凝土取样,每500m 3至少一次;若板或墙的平均厚度少于0.25m 时,每120 m3取样一次。
D .每天生产的各种配比的混凝土,至少须有五组强度试验,每组试验至少从5批中随机取样5盘,若不足者,每盘皆要。
E .每一组强度试验,应从相同的混凝土中制作2个圆柱试件,进行28天或以指定的龄期进行强度试验,求取平均值,以测定f c 值。
经监督机构的同意,可不必进行强度试验。 F. 当一天中某批混凝土的总量小于40m 3时,2.2.3 抗压强度的验收条文
美国混凝土协会关于混凝土抗压强度合格评定的有关规定如下:
1. 混凝土需求平均抗压强度f cr 与规定强度f c 的关系如下: ⑴ 当f c ≤35MPa 时, f cr =f c +1. 34S (2.2.1)
'
f cr =f c ' +2. 33S −3. 45MPa (2.2.2)
'
上述(2.2.1)、(2.2.2)两式取大值为f cr ;
' ' '
⑵ 当f c ≥35MPa 时, f cr =f c +1. 34S (2.2.3)
' f cr =0. 9f c ' +2. 33S (2.2.4)
'
上述(2.2.3)、(2.2.4)两式取大值为f cr ;
'
'
'
'
'
'
其中S 为至少30组连续试验结果的标准差,其计算式为:
S =∑(X i −X ) 2/(n −1) ,
式中X i 为第i 组混凝土试件的抗压强度值,X 为n 组强度试验结果的平均值,n 为一个验收批试件的组数。
⑶ 如果两个同配比混凝土的验收批至少有30组实验记录时,应用两批的平均值来计算标准差,其计算公式为:
__
__
__
S =
(n 1−1)(S 1) 2+(n 2−1)(S 2) 2
n 1+n 2−2
式中S 为两批试验记录所得到的平均标准差,用来估算标准差,S 1、S 2为两批各自的标准差,n 1、n 2为各批的试件组数。
⑷ 当试验数据不足30组以建立一个标准差时,则要求平均抗压强度f cr 的取值按下列表4进行。
表4 试验数据不足时需求平均抗压强度的确定
规定强度f c ,MPa
≤21 21~35 ≥35
'
'
__
需求平均抗压强度f cr ,MPa
'
f c ' +7.0 f c ' +8.5
1.1f c +5.0
'
2.2.4 合格评定及不合格品的处置
2.2.4.1合格评定
A.试验室养护
试件的试验结果须同时符合下列两项规定:
a.任何连续三组强度试验的平均值应大于或等于f c ;
b.无任何一组数据,当f c ≤35Mpa 时,低于规定强度f c 超过3.5Mpa;或
'
'
'
f c ' ≥35Mpa 时,低于规定强度f c ' 超过0.10f c ' 。
B.现场养护
a. 现场养护试件与试验室养护试件制作条件相同。
b. 现场养护的f c 应大于或等于0.85倍的试验室养护值f c 。
则0.85的限制c. 若现场养护试件抗压强度超过规定强度f c 值3.43Mpa 时,不适用。
2.2.4.2 不合格的处置
A.关于试验室养护
a. 如果上述2.2.4.1之A 中的两项规定有任何一项不符合者,应采取适当的步骤以提升后续强度试验的平均值。
b.如果上述2.2.4.1之A 中两项规定中的b 项不能符合时,应采取适当的步骤来保证结构物的载重能力是安全的。
B.关于现场养护
如果上述2.2.4.1之B 中两项规定中的b 项不能符合时,须改善混凝土的保护和养护程序。
2.2.5 对ACI-318:2002的评述
公式2.2.1——2.2.4反映了混凝土需求平均抗压强度f cr 与规定强度f c 的关系,其实就是混凝土的施工配制强度,且配制强度以35MPa 为界限进行分段表示,但这种分段在本标准83年的版本中并未出现,出现的仅有前面两个公式。其原因就是随着混凝土强度等级的提高,其标准差也随着增大,原有公式中以常数为约束的配置强度已经不能达到保证率的要求了,这涉及到平均值—最小值验收方案具有的韧健性问题,详细见参考文献[5]。
从ACI -318的验收条文可以看出,本标准仍属平均值与最小值的联合验收方案。但形式与国标(GBJ107-87)及BS EN206-1却有较大的差异,其取样数量应大于等于5组,平均值采用的是混凝土强度滑动平均值m f ≥f ,式中m f 为所有连续三组试件的平均强度,即如有6组试件,则第1、2、3组,第2、3、4组,第3、4、5组,第4、5、6组的强度平均值都要大于或等于f c ,实际上就是要其中的最小值大于或等于f c ,因而,取样组数n 越大,通过条文验收的难度就会越大。故此类形式如应用于大样本,则会出现抽样越多,错判概率α愈大的不合理现象。
'
'
→
'
c
' '
'
' '
→
3 国内港工混凝土强度检验评定标准介绍
3.1 概述
由我国交通部发布的行业标准《港口工程质量检验评定标准》(JTJ221-98)[6]中,对海港工程的混凝土强度检验评定实施了具体的规定。其取样和验收条文均有别于国标(GBJ107-87),现介绍如下。
3.2 混凝土试件的取样
用于检查混凝土强度的试件以在浇筑地点随机取样,标准养护28d 的试件为准。一次连续浇筑超过1000m 3时,每200m 3不少于1组;一次连续浇筑不超过1000m 3时,每100m 3不少于1组;每工作班浇筑不足100m 3时,也不少于1组。
3.3 抗压强度的验收条文
混凝土抗压强度必须满足设计要求,并符合下列规定。
验收批内试件的组数n 不少于5时,其强度统计值必须同时符合下列公式的规定:
m f cu −S f cu ≥f cu , k (3.1) f cu , min ≥f cu , k −C σo (3.2)
,其取值不小于式中S f cu 是n 组混凝土立方体抗压强度的标准差(MPa )
,C 为系数,按表5选用,σ0是混凝土抗压强度标准差的平均水平(σ−2. 0)
(MPa),可按表6选用。
N C 强度等级
表5 系数C 的取值
5—9 10—19 0.7
0.9 C20—C40 4.5
≥20 1.0 >C40 5.5
表6 混凝土抗压强度标准差的平均水平
σ0
规定:
验收批内试件的组数n 为2—4时,其强度统计值必须同时符合下列公式的
m f cu ≥f cu , k +D (3. 3) f cu , min ≥f cu , k −0. 5D (3. 4)
式中D 为常数,其取值与σ0相同。
3.4 对JTJ221-98的评述
本标准的取样频率是2004修订后的规定,其修订依据就是现行标准《混凝土结构工程施工质量验收规范》(GB 50204-2002)。其验收条文中统计法的样本容量减小到了5组,
而强度保证率仍然能够达到设计要求95%[7]的水平,扩大了验收条文的使用范围,因此本标准对国标的修订具有很大的参考价值。
4 结语
本文介绍了三个标准BS EN206-1:2000、ACI-318:2002和JTJ221-98中有关混凝土强度检验评定的内容,主要介绍了其取样和验收条文的问题并做了简要的评述,分析了各种验收方法的长处和不足,目的主要是为正在修订的国标(GBJ107-87)提供理论参考。
《混凝土强度检验评定标准》是一本非常重要的规范,包括设计、验收规范在内的许多标准都与其有关,因此这本标准的修订是一件大事,需要在充分分析理论和参考相关标准的基础上结合我国工程建设的实际情况进行试验研究和统计调查后方能得出正确的结论。
[参考文献]
[1]GBJ107-87 混凝土强度检验评定标准。中华人民共和国国家标准.国家计划委员会,1988 [2]BS EN 206-1 Concrete-specification, performance, production and conformity. BSI, 2001 [3]DIN 1045-2 Plain,reinforced and prestressed concrete structures Parts 2: Specification,
properties,production and conformity of concrete,DIN 2001。 [4]ACI 318 Building Code and Commentary. ACI318M/318RM-47,2002.
[5]吴传义,同时控制均值和过小值比例的几种抽样方案《应用数学学报》,第5卷,第2期,1982年。 [6]JTJ221-98 港口工程质量检验评定标准。中华人民共和国行业标准. 中华人民共和国交通部,2004 [7]卢瑞珍,混凝土强度验收标准的研究《混凝土工程质量控制适用技术交流会论文汇编》,1991年
混凝土强度检验评定标准有关国内外标准介绍
王宇杰,张仁瑜
(中国建筑科学研究院,北京 100013)
摘 要:本文介绍了美国、欧盟的混凝土强度检验评定标准和国内港工相关标准的内容,重
点分析比较了这些检验评定方法中取样频率、验收条文的相同点和差异性,为国家标准GBJ107-87《混凝土强度检验评定标准》的修订提供依据。
关键词:混凝土;检验评定;标准
1 前言
混凝土强度的检验评定是混凝土质量控制的重要环节,它既是混凝土质量的主要技术指标,也是结构可靠性的主要保证,我国国家标准《混凝土强度检验评定标准》GBJ107-87[1]中提供了三种混凝土强度合格评定的方法,即标准差已知的统计方法、标准差未知的统计方法和非统计方法。而国外和国内港工、水工相应的标准中主要使用的是标准差未知的统计方法,在欧盟标准中也采用了标准差已知的统计方法。这些国内外同类的标准中有许多方法非常科学和完善,实施经验也相当丰富。因此,这些同类标准对正在修订的国标《混凝土强度检验评定标准》具有重要的参考价值。
2 国外混凝土强度检验评定标准介绍
2.1 欧盟标准BS EN206-1:2001 2.1.1 概述
欧盟标准BS EN206-1[2]颁布于2001年,现已成为欧洲通用的混凝土强度检验评定标准,原有的欧洲主要国家的标准如英国的BS 5328、联邦德国的DIN 1045等标准中的相关内容均被其替代,而现行德国标准DIN 1045-2:2001[3]中对高强混凝土强度的检验评定在欧盟标准的基础上又做出了补充,具体见下文。 2.1.2 混凝土试件的取样
在对抗压强度进行取样评定时,混凝土分为无历史资料可用的新配混凝土和连续生产的混凝土两类,具体取样频率如表1所示。
对新配混凝土产品而言,抗压强度至少取35个数据;对连续生产的混凝土而言,在不
王宇杰(1980—),男,助理工程师。联系方式:[1**********]-2541
超过12个月的一个生产周期内抗压强度至少取35个数据。如果某种配比的连续生产混凝土生产周期超过12个月的话,那么它们应该重新按照新配混凝土进行取样。
表1 抗压强度评定的最小取样频率
最小取样频率
混凝土 种类
一批混凝土最早生产的50m 3
有合格证明 的混凝土
新配混凝土(至少取35组
数据)
连续生产混凝土
3组
每200m 3一组或每生
产周2组 每400m 3一组或每生
―
产周一组
每150m 3一组或每
天一组
任一批混凝土中相对于最早生产50m3的后
续产品
a
无合格证明 的混凝土
(至少取
35组数据)
注a: 取样程序必须贯穿整个生产过程,每25m 3至少取一个样。
注b :如果最后15个数据的标准差超过1.37σ,取样频率应提高到新配混凝土的水平。
对于轻骨料混凝土和强度等级为C67以上的混凝土而言,新配
DIN 1045-2 对BS EN206-1的补充
混凝土试验的最小取样频率为每100m 3取一组或每天一组,连续混凝土试验的最小取样频率为每200m 3一组或每个工作周一
组。轻骨料混凝土的取样应在施工现场进行。
2.1.3 抗压强度的验收条文
混凝土抗压强度的评定应以标准养护期为28天的混凝土试块为实验对象,验收条文如下表2所示:
表2 抗压强度验收条文
混凝土 种类 新配砼 连续砼
试验数 据容量
均值
标准1
标准2
任一值
f cm (MPa) f ci (MPa)
3 15
≥
≥f ck +4 ≥f ck −4 ≥f ck −4
f ck +1. 48σ
而在德国现行标准DIN1045-2中对高强混凝土强度的检验评定另行规定如表3所示:
表3 高强混凝土抗压强度验收条文
混凝土 种类 新配砼 连续砼
试验数 据容量
均值
标准1
标准2
任一值
f cm (MPa) f ci (MPa)
3 15
≥
≥f ck +5 ≥f ck −5
a
f ck +1. 48σ
≥0. 9f ck
注a:表3中规定σ≥5MPa。
在生产初期,抗压强度的标准差σ是在本批混凝土开始生产之前紧邻的一个超过三个月的生产周期内用至少连续35组试验结果计算得出的。这个值将用作总体标准差的估计值,在后续的生产周期中这个值的有效性需要检验,有两种方法可以用于检验σ:
方法1:在后续生产周期内用15个最新实验数据求出标准差S 15,有效性的条件是: ——0.63σ≤S 15≤1.37σ
——如果S 15超过此限的规定,那么必须用最新的35组数据重新估计σ。
方法2:可以从一批连续的产品中取值来估计σ,其精确性不宜低于方法1。新估算出的σ可以应用到下一个评定周期内。 2.1.4 对BS EN206-1的评述 2.1.4.1 关于取样频率
欧盟标准BS EN206-1对混凝土强度检验评定的取样既详细又严格,无论是新配混凝土还是连续生产的混凝土,必须至少取样35组且每25m 3至少取一组,远高于GBJ107-87规定的取样频率,但从我国的实际情况考虑,施工现场做到如此高的取样频率是不太现实的,混凝土搅拌站生产的预拌混凝土按照BS EN206-1的规定大约是每3车取样1组,应该可以执行,但是如果某个工程连续供应成千上万立方混凝土的话仍然存在困难,因而国标GBJ107-87的修订应该从国情出发,目标是既要操作性好又要取到符合验收统计的数量。 2.1.4.2 关于验收条文
欧盟标准BS EN206-1中对于标准差未知的新配混凝土强度验收采用的是国际通用的平均值—最小值方案,与国标GBJ107-87中标准差未知评定方法不同的是用强度特征值和常数进行组合评定的,并未与标准差挂钩,即f ck ±4的形式,这是由欧盟国家混凝土生产水平比较稳定决定的,这种“一刀切”的公式应用起来比较方便,而且对普通混凝土的质量能够起到很好的控制作用,而德国标准DIN1045-2对高强混凝土强度验收条文的补充则是更为谨慎的做法,这些内容对国标GBJ107-87中标准差未知统计方法的修订具有很好的借鉴作用。而对于标准差已知的连续生产混凝土而言,BS EN206-1采用的仍然是平均值—最小值方案,其平均值强度保证率在92%以上,与国标GBJ107-87的检验效果基本相当。而且BS EN206-1对标准差σ的认定提供了两种方法,这是需要引起重视的一点,因为国标中σ已知的评定方法在实际工程中应用很少,主要问题就是σ往往是由生产方提供的,而施工方并不认可σ,因此这个问题在国标GBJ107-87的修订中需要考虑解决。
2.2 美国混凝土协会标准ACI-318:2002
2.2.1 概述
美国混凝土协会标准ACI -318[4]《建筑规则及其解释》中对混凝土强度的检验评定进行了专门的规定,这些规定被世界上许多国家和地区所采用,例如我国台湾省的相关标准CNS 3090《预拌混凝土》和CNS 12891《混凝土配合比设计总则》采用的强度检验评定方法与ACI -318中的方法基本一致。 2.2.2 混凝土试件的取样
进行抗压强度评定的混凝土试件取样频率有以下规定:
A .每天生产的各种配比的混凝土取样,一天不得少于一次。 B .每天生产的各种配比的混凝土取样,每120m 3至少一次。
C. 每天生产的浇筑板面或墙面的各种配比的混凝土取样,每500m 3至少一次;若板或墙的平均厚度少于0.25m 时,每120 m3取样一次。
D .每天生产的各种配比的混凝土,至少须有五组强度试验,每组试验至少从5批中随机取样5盘,若不足者,每盘皆要。
E .每一组强度试验,应从相同的混凝土中制作2个圆柱试件,进行28天或以指定的龄期进行强度试验,求取平均值,以测定f c 值。
经监督机构的同意,可不必进行强度试验。 F. 当一天中某批混凝土的总量小于40m 3时,2.2.3 抗压强度的验收条文
美国混凝土协会关于混凝土抗压强度合格评定的有关规定如下:
1. 混凝土需求平均抗压强度f cr 与规定强度f c 的关系如下: ⑴ 当f c ≤35MPa 时, f cr =f c +1. 34S (2.2.1)
'
f cr =f c ' +2. 33S −3. 45MPa (2.2.2)
'
上述(2.2.1)、(2.2.2)两式取大值为f cr ;
' ' '
⑵ 当f c ≥35MPa 时, f cr =f c +1. 34S (2.2.3)
' f cr =0. 9f c ' +2. 33S (2.2.4)
'
上述(2.2.3)、(2.2.4)两式取大值为f cr ;
'
'
'
'
'
'
其中S 为至少30组连续试验结果的标准差,其计算式为:
S =∑(X i −X ) 2/(n −1) ,
式中X i 为第i 组混凝土试件的抗压强度值,X 为n 组强度试验结果的平均值,n 为一个验收批试件的组数。
⑶ 如果两个同配比混凝土的验收批至少有30组实验记录时,应用两批的平均值来计算标准差,其计算公式为:
__
__
__
S =
(n 1−1)(S 1) 2+(n 2−1)(S 2) 2
n 1+n 2−2
式中S 为两批试验记录所得到的平均标准差,用来估算标准差,S 1、S 2为两批各自的标准差,n 1、n 2为各批的试件组数。
⑷ 当试验数据不足30组以建立一个标准差时,则要求平均抗压强度f cr 的取值按下列表4进行。
表4 试验数据不足时需求平均抗压强度的确定
规定强度f c ,MPa
≤21 21~35 ≥35
'
'
__
需求平均抗压强度f cr ,MPa
'
f c ' +7.0 f c ' +8.5
1.1f c +5.0
'
2.2.4 合格评定及不合格品的处置
2.2.4.1合格评定
A.试验室养护
试件的试验结果须同时符合下列两项规定:
a.任何连续三组强度试验的平均值应大于或等于f c ;
b.无任何一组数据,当f c ≤35Mpa 时,低于规定强度f c 超过3.5Mpa;或
'
'
'
f c ' ≥35Mpa 时,低于规定强度f c ' 超过0.10f c ' 。
B.现场养护
a. 现场养护试件与试验室养护试件制作条件相同。
b. 现场养护的f c 应大于或等于0.85倍的试验室养护值f c 。
则0.85的限制c. 若现场养护试件抗压强度超过规定强度f c 值3.43Mpa 时,不适用。
2.2.4.2 不合格的处置
A.关于试验室养护
a. 如果上述2.2.4.1之A 中的两项规定有任何一项不符合者,应采取适当的步骤以提升后续强度试验的平均值。
b.如果上述2.2.4.1之A 中两项规定中的b 项不能符合时,应采取适当的步骤来保证结构物的载重能力是安全的。
B.关于现场养护
如果上述2.2.4.1之B 中两项规定中的b 项不能符合时,须改善混凝土的保护和养护程序。
2.2.5 对ACI-318:2002的评述
公式2.2.1——2.2.4反映了混凝土需求平均抗压强度f cr 与规定强度f c 的关系,其实就是混凝土的施工配制强度,且配制强度以35MPa 为界限进行分段表示,但这种分段在本标准83年的版本中并未出现,出现的仅有前面两个公式。其原因就是随着混凝土强度等级的提高,其标准差也随着增大,原有公式中以常数为约束的配置强度已经不能达到保证率的要求了,这涉及到平均值—最小值验收方案具有的韧健性问题,详细见参考文献[5]。
从ACI -318的验收条文可以看出,本标准仍属平均值与最小值的联合验收方案。但形式与国标(GBJ107-87)及BS EN206-1却有较大的差异,其取样数量应大于等于5组,平均值采用的是混凝土强度滑动平均值m f ≥f ,式中m f 为所有连续三组试件的平均强度,即如有6组试件,则第1、2、3组,第2、3、4组,第3、4、5组,第4、5、6组的强度平均值都要大于或等于f c ,实际上就是要其中的最小值大于或等于f c ,因而,取样组数n 越大,通过条文验收的难度就会越大。故此类形式如应用于大样本,则会出现抽样越多,错判概率α愈大的不合理现象。
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3 国内港工混凝土强度检验评定标准介绍
3.1 概述
由我国交通部发布的行业标准《港口工程质量检验评定标准》(JTJ221-98)[6]中,对海港工程的混凝土强度检验评定实施了具体的规定。其取样和验收条文均有别于国标(GBJ107-87),现介绍如下。
3.2 混凝土试件的取样
用于检查混凝土强度的试件以在浇筑地点随机取样,标准养护28d 的试件为准。一次连续浇筑超过1000m 3时,每200m 3不少于1组;一次连续浇筑不超过1000m 3时,每100m 3不少于1组;每工作班浇筑不足100m 3时,也不少于1组。
3.3 抗压强度的验收条文
混凝土抗压强度必须满足设计要求,并符合下列规定。
验收批内试件的组数n 不少于5时,其强度统计值必须同时符合下列公式的规定:
m f cu −S f cu ≥f cu , k (3.1) f cu , min ≥f cu , k −C σo (3.2)
,其取值不小于式中S f cu 是n 组混凝土立方体抗压强度的标准差(MPa )
,C 为系数,按表5选用,σ0是混凝土抗压强度标准差的平均水平(σ−2. 0)
(MPa),可按表6选用。
N C 强度等级
表5 系数C 的取值
5—9 10—19 0.7
0.9 C20—C40 4.5
≥20 1.0 >C40 5.5
表6 混凝土抗压强度标准差的平均水平
σ0
规定:
验收批内试件的组数n 为2—4时,其强度统计值必须同时符合下列公式的
m f cu ≥f cu , k +D (3. 3) f cu , min ≥f cu , k −0. 5D (3. 4)
式中D 为常数,其取值与σ0相同。
3.4 对JTJ221-98的评述
本标准的取样频率是2004修订后的规定,其修订依据就是现行标准《混凝土结构工程施工质量验收规范》(GB 50204-2002)。其验收条文中统计法的样本容量减小到了5组,
而强度保证率仍然能够达到设计要求95%[7]的水平,扩大了验收条文的使用范围,因此本标准对国标的修订具有很大的参考价值。
4 结语
本文介绍了三个标准BS EN206-1:2000、ACI-318:2002和JTJ221-98中有关混凝土强度检验评定的内容,主要介绍了其取样和验收条文的问题并做了简要的评述,分析了各种验收方法的长处和不足,目的主要是为正在修订的国标(GBJ107-87)提供理论参考。
《混凝土强度检验评定标准》是一本非常重要的规范,包括设计、验收规范在内的许多标准都与其有关,因此这本标准的修订是一件大事,需要在充分分析理论和参考相关标准的基础上结合我国工程建设的实际情况进行试验研究和统计调查后方能得出正确的结论。
[参考文献]
[1]GBJ107-87 混凝土强度检验评定标准。中华人民共和国国家标准.国家计划委员会,1988 [2]BS EN 206-1 Concrete-specification, performance, production and conformity. BSI, 2001 [3]DIN 1045-2 Plain,reinforced and prestressed concrete structures Parts 2: Specification,
properties,production and conformity of concrete,DIN 2001。 [4]ACI 318 Building Code and Commentary. ACI318M/318RM-47,2002.
[5]吴传义,同时控制均值和过小值比例的几种抽样方案《应用数学学报》,第5卷,第2期,1982年。 [6]JTJ221-98 港口工程质量检验评定标准。中华人民共和国行业标准. 中华人民共和国交通部,2004 [7]卢瑞珍,混凝土强度验收标准的研究《混凝土工程质量控制适用技术交流会论文汇编》,1991年