范文一：大体积混凝土强度验收

大体积混凝土强度验收

姜福田

（中国水利水电科学研究院，北京，100038）

关键词：混凝土强度验收；设计强度标准值；强度平均值；强度标准差；强度变异系数；概

率系数。

摘 要：大体积混凝土强度验收缺少适用的标准和论据，套用工业民用建筑标准，又不完全

适合于大坝混凝土设计要求和特点。本文着重于研究大坝混凝土强度验收问题。强度验收提出了两种验收方法，两种方法具有同等判定效果。

一 前言

水利水电枢纽工程由大坝、水闸、泄水道和电站厂房等结构物组成。各种结构物因工作条件、结构应力不同，所以各结构物对混凝土要求的强度保证率也不相同。大坝混凝土要求抗压强度保证率为80%，水闸混凝土为90%，电站厂房为95%。不同建筑物执行的规范也不相同，水闸建筑物执行《水闸施工规范》（SL 27-91）；厂房工程执行工业民用建筑规范《混凝土强度检验评定标准》（GBJ 107-87）和《混凝土质量控制标准》（GB 50164-92）；大坝混凝土执行《水工混凝土施工规范》（SDJ 207-82）和（DL/T 5144-2001）。SDJ 207-82，制定时间较早，与当今混凝土强度验收规范相比，显得比较陈旧；DL/T 5144-2001，对强度验收不够严格，混凝土强度验收会发生错判，达不到设计对混凝土强度要求。 目前对大体积混凝土强度验收这么重要的问题，缺少适用的标准和论据。套用工业民用建筑标准，又不完全适合于大坝混凝土的特点。为此，本文针对大体积混凝土，着重于大坝混凝土强度验收问题，根据大坝混凝土的特点、吸收国外较成熟的质量评定标准[1]，阐明作者对大体积混凝土质量检控的认识和理念，抛砖引玉，以供讨论。

大坝混凝土的特点：

（1）结构混凝土承受荷载在后期，设计龄期较长，龄期为90d或180d；

（2）设计龄期强度标准值以标号（R）表示，如R90200，R的下标为龄期，后面数字为设计强度标准值（MPa）乘以10；

（3）设计强度保证率为80%；

（4）混凝土抗压强度属中等水平，R90150~R90350。

二 混凝土强度验收

1 设计强度标准值和验收函数

混凝土设计强度标准值，是由大坝结构设计所得最大主压应力乘以安全系数确定的。设计规范规定：“设计强度标准值应按照标准方法制作养护的边长为150mm的立方体试件，在设计龄期用标准试验方法测得的具有80%保证率的强度来确定”；“混凝土设计强度标准值确定原则是强度总体分布的平均值减去0.842倍标准差”。施工时，对混凝土进行严格检测与控制，其目的就是保证混凝土强度达到要求，必须有80%以上的抽样强度超过设计强度标准值，这是混凝土强度验收的首要标准。

混凝土强度验收是采用“抽样检验法”，抽样取得验收批内一系列强度值，再按数理统计理论做出统计推断，判断混凝土强度是否合格。

数理统计学证明，混凝土抗压强度测值总体呈正态分布。基于此，总体平均值和标准差的期望值可由样本容量n≥30组随机连续抽取单组强度值估计。当强度平均值和标准差取得后，混凝土强度正态分布曲线就确定。混凝土强度保证率由保证率保证系数（t）决定，保证率为80%时t=0.842。

混凝土抗压强度平均值、强度标准差、设计强度标准值和保证率系数组成的验收函数，见公式（1）。

mfcu=fcu?k+tσ （1）

式中：mfcu—混凝土强度平均值，又称混凝土配制强度，MPa；

fcu?k—混凝土设计龄期强度标准值，MPa；

σ—混凝土强度标准差，MPa，按公式（3）计算；

t—强度保证率系数，保证率为80%时t=0.842。

大中型水利水电工程混凝土采用搅拌楼（站）集中生产，可以做到控制相同的生产条件、原材料、工艺及人员配备的稳定性。混凝土生产在相对较长的时间内保持稳定，且同一品种混凝土的强度变异性也保持稳定，达到了方差已知统计推断条件。

混凝土强度算术平均值与强度标准差按公式（2）和公式（3）计算：

mfcu=∑fi=1ncu?i

n

nz

cu?i （2）

σ=∑fi=1-nm2fcu （3） n-1

式中：fcu?i—统计时段内第i组混凝土单组强度值，MPa；

mfcu—统计时段内n组混凝土强度算术平均值，MPa；

n—统计时段内同一品种的混凝土强度组数；

σ—统计时段内混凝土强度标准差，MPa，公式（3）中n≥30。

2 验收批内强度最小值

混凝土生产管理失控，强度标准差增加，施工单位可以采用提高抗压强度的方法，使总体抗压强度保证率达到80%要求。但是，混凝土总体中低强部分增多，这对建筑物安全运行是不利的，所以需要设置强度最小值限制，来检控生产管理出现失控。

当强度最小值低于2.5%概率时，可认为是小概率事件，即认为该验收批不属于同一总体，而判定为不合格。

混凝土强度正态分布曲线见图1。由图1得

mfcu=fcu?min+t1σ

假设：fcu?min=k?fcu?k （4）

Cv=σ

mfcu （5）

式中：fcu?min—强度最小值，MPa；

k—强度最小限值系数；

Cv—强度变异系数。

将公式（5）代入公式（1）和公式（4）得

mfcu=fcu?k 1-tCv

mfcu=fcu?mink?fcu?k =1-t1Cv1-t1Cv

fcu?kk?fcu?k =1-tCv1-t1Cv

所以 k=1-t1Cv 1-tCv （6）

fcu·min mfcu

图1 混凝土强度正态分布曲线

当设计强度标准值保证率为80%时，t=0.842，低于强度最小值的概率为2.5%时，t1=1.96，代入公式（6）得

k=1-1.96Cv 1-0.842Cv （7）

由公式（7）计算不同Cv值的k值选用表，列于表1。

表1 强度最小值系数选用表

变异系数（Cv）大小是由混凝土标准差（σ）和配制强度（mfcu）决定的，在混凝土配合比设计时已选定。由公式（5）计算得Cv值，查表1选用系数k，因此强度最小值（fcu?min）也已确定。

公式（7）表明，强度最小值系数（k）只与变异系数（Cv）有关，与混凝土设计强度标准值无关。《水工混凝土施工规范》（DL/T 5144-2001）规定：C9020MPa系数采用0.90，判定强度最小值界限是偏高

的。对大坝混凝土k=0.90，要求Cv=0.08方能达到，混凝土生产管理需要较高水平。

混凝土生产管理中可能出现：（1）由于控制不严格出现强度波动过大；（2）由于骨料含水率失控或水泥用量计量不准等原因使混凝土强度降低，两者均会引起强度变异系数（Cv）增大。增大的结果是导致低强试件出现频率增加，原先设定的强度最小限值被突破，而使验收批混凝土拒收。

强度最小值的限值按公式（8）判定。

fcu?min≥k?fcu?k （8）

式中：k—强度最小值系数，按表1由Cv值选取k=0.80或0.85。

混凝土强度验收公式有两个：其一，由公式（2）计算验收批强度算术平均值是否大于（等于）公式（1）的mfcu；其二，检验验收批内强度最小值是否大于（等于）公式（8）设定的强度最小限值fcu?min。强度验收两个指标同等重要，其中任一项达不到要求，验收批混凝土则被拒收。

3 小子样强度验收

从实用角度，要抽取容量n≥30组子样需要时间较长，尤其是对单元工程和混凝土方量较少的工程，混凝土强度验收需要样本容量只有少量子样，就能判断总体是否达到设计强度要求，因此提出了小子样混凝土强度验收问题。

数理统计学证明[2]：“设母体为正态分布，则不论子样大小如何，子样平均值的分布恒为正态分布，且其期望等于母体的期望，其方差等于母体的方差除以子样大小。”这个定理的简单写法是：“设ξ为N（u；σξ），且ξ为N（u根据上述定理，母体分布和子样平均数分布函数可用下式表示： σξn）”。

u=fcu?k+tσξ

u=fcu?k+

式中：u—母体期望值； （9） （10） t1σξn

σξ—母体标准差；

n—子样容量；

t、t1—概率系数。

由公式（9）和公式（10）得

fcu?k+tσξ=fcu?k+

t1

nt1σξn ∴t= （11）

对大坝混凝土，设计强度保证率为80%，t=0.842。公式（11）是在母体强度保证率80%得到保证条件下，子样容量（n）与子样平均值低于设计强度标准值（fcu?k）概率系数t1的关系。

当子样平均值低于设计强度标准值概率为2.5%，t=1.96时，n=5。由此可以确定小子样强度验收函数式如下：

mfcu=fcu?k+t1

nσ

=fcu?k+1.96

5σ （12）

关于强度标准差（σ）取用说明：强度验收函数公式（1）是基于混凝土总体强度呈正态分布，总体平均值和标准差是由样本容量n≥30组随机抽取单组强度计算出来的。而小子样强度验收只有5个单组强度，由此确定的标准差是不可靠的。因此，推荐采用混凝土搅拌厂近期生产同一品种混凝土强度数据，按方差已知统计推断条件，由足够数量的强度组（n≥30），计算出强度标准差，用于公式

（12）计算mfcu。

小子样强度验收公式同样有两个：其一，由公式（2）计算小子样强度算术平均值是否大于（等于）公式（12）的mfcu；其二，检验5个单组强度中最小值是否大于（等于）公式（8）设定的强度最小限值fcu?min。强度验收两个指标同等重要，其中任一项达不到要求，验收批混凝土则被拒收。

验收公式（12）与验收公式（1）具有同等判断效果，在建立小子样验收函数时就考虑到两个公式的协调性，见公式（11）。各批小子样（n=5）验收通过后，

由小子样各个单组强度连续、随机抽样，累积到容量n≥30时，再按公式（1）推断其强度平均值和保证率必然达到设计验收要求，也就是说被检混凝土总体达到设计要求。

4 验收条文

1）强度标准差（σ）已知，选取条件如下：

（1）现场集中搅拌的混凝土搅拌楼（站），能做到控制相同的生产条件，原材料及人员配备相对稳定，且同一品种混凝土强度变异性也保持稳定。

（2）混凝土随机、连续抽样不少于30组（n≥30）强度试验值，按公式（3）计算取得。

（3）强度标准差有效期为3个月，并尽量取用近期的强度试验值计算，如果超过有效期，则必须重新估计。

2）随机、连续抽取不少于30组（n≥30）强度试验值，按公式（2）计算验收批强度算术平均值，大于或等于下式的mfcu，且验收批内最小强度值满足fcu?min要求，则推断验收批合格、接收。

σ mfcu=fcu?k+0.842

fcu?min≥k?fcu?k（k值由表1选取）

3）随机、连续抽取5组（n=5）强度试验值，按公式（2）计算强度算术平均值，大于或等于下式的mfcu，且最小强度值满足fcu?min要求，则推断验收批合格、接受。

mfcu=fcu?k+1.96σ

5

fcu?min≥k?fcu?k（k值由表1选取）

三 结语

本文提出以下论点：

（1）从理论上证明我国上世纪60年代以来执行“双80”强度验收标准，对大体积混凝土验收是适用的，即总体强度保证率为“80%”；单组强度最小限值是设计强度标准值的“80%”。对现行的《水工混凝土施工规范》（DL/T 5144-2001）11.5.6条提出异议。

（2）统计分析表明，强度最小限值系数只与强度变异系数有关，而与强度值无关，因此，强度最小限值系数应根据强度变异系数大小选定。

（3）提出连续、随机抽取5个单组强度（子样容量n=5）验收函数和方法，即小子样强度验收法。两种验收公式具有同等判断效果。从工程实际需要出发，小子样强度验收法用于单元工程验收更为方便实用。

参考文献

[1] Reported by ACI Committee 214, V.M.Malhotra:Recommended Practice for

Evaluation of Strength Test Results of Concrete (ACI 214-77).

[2] 周华章编：工业技术应用数理统计学，上册，人民教育出版社，1964。

范文二：大体积混凝土强度增长规律研究

大体积混凝土强度增长规律研究

吕建福 1(1(哈尔滨工程大学航天与建筑工巴恒静2

程学院1 50001:2(哈尔滨工业大学土木工程学院1 50006)

摘 要:通过实测大体积混凝土的温度场，利用大体积混凝土表面和中心温度增长曲线

制定混凝土的匹配养护制度。在标准和不同最高温度的匹配养护条件的情况下，混凝土强

度增长规律有很大的区别。

关键词:温度场分布;匹配养护;力学『生fig;强度发展规律

程、最高温升值大小和温升值出现时间和内部应力发 刖吾 展过程和实验室在标养的情况下区别很大 】，随着混 当混凝土置于升高的温度环境中，高的温度可以 凝土的体积增大，这种差别就更加显著。因此，笔者 加速混凝土中水泥的水化，以及由于水泥水化产物的 通过实测大体积混凝土的温度分布进行温度匹配养 快速形成覆盖在水泥颗粒的表面导致水化产物的不 护制度的确定，在实验室内利用可调节温度的多功能 均匀分布”‘2】。这将提高早期强度和后期混凝土强度 养护箱进行混凝土的匹配养护，使得到的混凝土强度 的降低，以及增大后期混凝土的孔隙率【3‘41。水泥中的 增加规律更接近于真实情况。

矿物掺合料如天然火山灰，粉煤灰或粒化高炉矿渣

1原材料和配合比 能够减小水化动力，减少水化热和生成新的水化硅酸

钙产物|5】。对于普通的波特兰水泥，混凝土最终强度 1(1原材料 随着养护温度的升高几乎呈线性降低【6l。目前人们对 结合工程的材料需求特点和哈尔滨地区的砂石情 混凝土强度的评价，一般是采用标准养护条件下进行 况，粗集料根据《建筑用卵石、碎石》(GB,T14685— 实验，所得到的强度性能和实际的情况有很大的差 2001)选用质地坚硬、表面粗糙的辉绿岩碎石，粒径 别。也有人们采用同条件养护，得到混凝土的强度， 为5mm一20mm，连续级配，其中5mm一10mm占40,， 进行混凝土施工的拆模和结构强度的评价卜9l。而K( 10mm(20mm占60,。细集料根据《建筑

Ezziane et al的实验结果，不管是否掺加火山灰，其混 T14684—2001)选用砂子为中砂，细度模数用砂》(GB,

2(6，?级区 凝土在不同温度的情况下，强度一直在增长【1 01。由于 中砂，各项指标符合标准的规定，符合试验要求。根据 忽略了水泥水化热对混凝土的性能的影响，所以同条 实际工程所用的水泥，哈水R042(5散装水泥。试验所用 件养护得到的各种性能仍然无法反映混凝土结构体 的粉煤灰为哈尔滨第三电厂的I级粉煤灰。矿渣采用哈 内真实的水化过程和强度增加规律。尤其是现在越来 尔滨铁厂磨细矿渣粉，经0(08mm方

越多的大体积混凝土的出现，混凝土中的水泥水化过 孑L筛筛分，其筛余为 3,，比表面积为4200cm2,g。超缓凝泵送剂采用哈尔滨

2013(09(27(29珠海 172

工业大学建科化学建材有限公司生产的新型的SN改性 入标准养护室内进行后续养护。 脂肪酸族高效减水剂，内掺有适量的缓凝、引气组分， 从图1和图2中可以看出，承台表面混凝土的温度配制而成的超缓凝泵送剂。 达 到最高温升值比承台中心混凝土达到最高温升值要推 1(2混凝土配合比 迟约6h，这是由于承台中心水化热量散失慢，内部温度

为了获得能反映工程的实际情况，在现场取搅拌 高，促进了水泥水化加快，使混凝土的最高温升值出现 好的混凝土，进行成型，在实验室内进行标准养护和匹 的时间提前。

配养护。混凝土配合比见表1。

3混凝土的力学性能试验及结果讨论 2混凝土的匹配养护制度

根据大体积混凝土表面和中心温度变化曲线，对

以往科研人员对于混凝土的强度性能测试，都是 混凝土试件进行匹配养护，测试各龄期的抗压强度和 采取温度为20?1?(或20?3?)、相对湿度为95,的 劈裂抗拉强度;另外在标养条件下，也测试了上述的力

表1某大厦2—2承台大体积混凝士的实际单位体积用料(kg,m3)

标准养护。大量的工程实践表明，标准养护混凝土的 强度

一和实际混凝土的强度相差很大。人们提出混凝土 p 一 倒的同条件养护试块，即是指混凝土试块与其的混凝土 娟

结构在组成成分、养护条件等方面基本一致，它反映了

结构实体的实际养护情况以及施工现场的湿度、温度 ?钙???巧加坫帕5o 等气候变化情况。但是，没有考虑混凝土中水泥的内部

龄期【h)水化放热对混凝土水化速率和混凝土的强度增长的影

图1承台表面混凝士匹配养护的温度制度 响。用此评价实际工程的结构构件混凝土强度和是否

达到施工工艺要求，有非常大的偏差。因为30。C时

水 泥水化的速度约比20cc时快1倍，而40。C时为

30?时的 2(4倍，由此，现存方法测定的混凝土强度

并不是混凝

土的实际强度””。因此，本文采用承台大体积混凝土的

温度变化曲线进行匹配养护，测得混凝土的强度增加

规律。

笔者提出的匹配养护制度为，根据混凝土实测的 温度曲线，在养护箱内进行混凝土试件的养护。温度随 龄期的变化规律如图1、图2所示，此后，混凝土试件放 图2承台中心混凝土匹配养护的温度制

度

第三届全国混凝土配合比设计和质量控制技术交流会 1 73

学性能。 土各龄期的劈裂抗拉强度发展规律如图4所示。 3(1混凝土的抗压强度的发展 从图4可以看出，混凝土的劈裂抗拉强度的发展比

采用《普通混凝土力学性能试验方法标准》(GB, 抗压强度对温度更敏感。其规律也是早期发展非常快，

在7天时达到极值，此后，降低幅度较大，直到28天时T50081—2002)对混凝土抗压强度进行评价。对匹配养

其 护的混凝土，抗压强度实验是在从养护箱中拿出，立即 劈裂抗拉强度值仍然低于7天时的劈裂抗拉强度值。

进行破型实验，使其尽可能的和实际工程的条件相吻 了180天时其值超过了7天时的值，这是由于混凝土内到

部

合。各种养护制度下混凝土各龄期的强度发展规律如 掺合料的二次水化，修复混凝土内部的微裂缝，内部水 图3所示。 化产物堆积更加合理，减少了产生应力集中的可能性。

从图3中可以看出，匹配养护和标准养护混凝土强 而在标准养护下，混凝土内部水化产物生成较慢，排列 度增长规律很不相同，匹配养护混凝土的早期强度迅 符合最低能量原理，堆积比较致密。混凝土的劈裂抗 速升高，并且随着匹配养护的最高温度升高，其强度 拉强度逐渐增加，到了180天时，其值比匹配养护下混 发展速率就越来越快。而由于早期的强度发展太快， 凝土的劈裂抗拉强度都高。 导致中心温度匹配养护的混凝土结构不致密，内部出

结论

现微裂缝，而在14天后出现微小的强度倒缩。而在表

面温度匹配养护的混凝土强度早期虽然快，但是混凝 通过现场实测承台大体积混凝土的温度规律 土强度没有倒缩。后期，混凝土的内表温度差减小，温

度应力减小;另一方面，矿物掺合料的二次水化，使混 凝土

的内部结构致密，强度进一步提高，抵抗破坏的 一面 Q( 至能力增加。但是，由于早期温度应力的损伤和快的水 一 恒 鼎化速度导致水化产物形成的结构不合理，在180天时， 幽 螺

匹配养护混凝土的强度都比标准养护混凝土的抗压

?加??????0 强度要低。

6090120150180 O303(2混凝土劈裂抗拉强度的发展 龄期(d)

采用《普通混凝土力学性能试验方法标准》劈裂 图3混凝土各龄期的抗压强度抗拉强度试验GBT50081—2002对混凝土劈裂抗拉强度

8进行评价。 7 6由于本文中采用试件为非标准试件，其尺寸 5

4lOOmm×lOOmm×lOOmm，所以测得劈裂抗拉强度值应

3 乘以尺寸换算系数0(85 。2 一?乱:一世吾 }翅辑i曦猷 1对于匹配养护的混凝土，混凝土劈裂抗拉强度实 0

验是在从养护箱中拿出，立即进行破型实验，使其尽可 能的和实际工程的条件相吻合。各种养护制度下混凝 图4混凝土各龄期的劈裂抗拉强

度

2013(09(27,29珠海 174

曲线，制定了混凝土的匹配养护制度，用此温度去 参考文献

and mechanicalJH(The microstructure [1】Esealante-Garcia儿，Sharp 此案进行混凝土的匹配养护，得到混凝土强度结

of blended cements at various properties hydrated temperatures( 果如下。 Cement and Concrete Research，2001，31:695-702(1)匹配混凝土早期强度发展很快，即使是在大 of blast【 2】2DM，Idorn Roy GM(Hydration，structure，and properties

furnace cements，mortars and concrete(ACI J，1982，6:444,457 slag 掺合料和超缓凝剂的复合应用后。中心温度匹配养护

Portland and of JJ，Kaisi slag[3】Brooks AF(Early strength development 混凝土的3天强度可达28天强度的84,，表面温度匹配 cement concretes cured at elevated Mater J，1990，temperature(ACI 养护也可达28天强度的67,，而标准养护的混凝土只是 87『5):503-507SK(Effect of and onJ-K，Han SH，Park 28天强度的23,。 [4]Kim temperature aging

the mechanical of h results(properties concrete，part experimental (2)混凝土早期的劈裂抗拉强度随着养护温度升

CementandConcrete高，发展Research，2002，32:1087,1094 速度也越快。3天几乎可以达到了混凝土的设 PW(Calorimetric of D，MartinR，Brown【5】Ma W，Sample study

cement blends fume and at elevatedfly ash，silica slag 计强度。到了7d混凝土强度达到最高值，在匹配养护制 containing

and Concrete and 994;temperatures(Cement Aggregates，CCAGPD，1 度下，在7。14天期间，混凝土劈裂抗拉强度下降幅度较 16(2):93,98 大，到了28天劈裂抗拉强度仍较7天小，直到180天时， re st effectonNJ，Lew 【6]CarinoHS(Temperaturength—maturity

relationsofmortars(ACIJ，1983，80(3):177—182(其值超过了7天时的极值。并且标准养护的值都较匹配

【7】姚黎红(浅析同条件养护试件留置、养护与评定(福建建设科 养护的值要大。

技，2000(1):54,56 (3)通过以上数据可以发现，此混凝土的强度超 [8]白生翔，程志军(同条件养护混凝土试件抗压强度的价值(T程质 出混凝土的实际强度大于IOMPa。此后，有矿物掺合 量，2003(1):6,10

【9】朱爱民(同条件养护试块的几个问题(监督实务与检测技 料混凝土配合比，尤其是大体积混凝土，在设计大体 术，2004，(4):82,84 积混凝土的配合比时，要考虑到矿物掺合料的二次水 et ofa，A(Kadri 【10]K(Ezziane，A(Bougara a1(Compressive strength

mortar natural under various curing temperature(化作用和混凝土的内部温升对混凝土的强度发展速 containing pozzolan

Cement and Concrete Composites，2007，29:587,593 率的促进作用，减少胶凝材料的用量。这样一方面可 [1 1】袁勇(混凝土结构早期裂缝控制(北京:科学出版社，2004，7:47-54 以减少胶凝材料水化热量，降低最高温升值，从而可 以减少混凝土开裂的机率，增加混凝土的耐久性;另

作者简介:吕建福(1979一)，男，副教授 一方面，同样可以满足工期的需要，并可降低工程造 通讯地址:哈尔滨市南岗区南通大街145号 价，根据大体积混凝土的强度发展规律进行施工的统 联系电话:13101581079

E-mail:21100563@qq(com 筹安排。窭 第三届全国混凝土配合比设计和质量控制技术交流会 1 75

范文三：混凝土体积安定性的检测与强度评定

混凝土体积安定性的检测与强度评定

?李建方 ,湖南省长沙市建筑工程安全监察站,

【摘 要】 误用体积安定性不良的水泥灌注的结构混凝土,存在着重大的质量、安全隐患。 本文介绍如何使用混凝土的无损检测及半破损检测技术, 判别混凝土是否存在体积安定性问题,对

,为工程中设计验算、混凝土质量事故加固处理 存在体积安定性问题的混凝土如何进行强度评定

。 提供了技术依据

【关键词】 结构混凝土 体积安定性 无损检测 芯样

一、绪论算出有缺陷混凝土的强度, 就必须采用加速的方法近些年来,由于基础设施建设的增多,各地都 使内部的f-CaO完全水化,因膨胀应力最终形成后

, 由于厂家对质量控制不 。 对 混凝土的损伤建成了许多大小水泥厂

混凝土抗拉强度对微裂纹比较敏感,安定性不良 , 水泥中f-CaO、MgO、SO的含量超标 , 导致水泥 3 严

,或者还没达到定安期,就提前 , 因此,检 的体积安全性不良的混凝土经沸煮后其抗拉强度会显著降低。 施工单位为了追求施工进度,一边施工一边 出厂验原始混凝土芯样与沸煮后混凝土芯样的劈裂抗拉 ,或者干脆不送检,这样就在主观上造成了一 ,,。 分析比较其变化推定受影响混凝土的强度送检强度。 2.检测的方法 部分安定性不合格的水泥用在工程上了

可采用现场检查、薄片沸煮检测、钻芯法和超 由于f-CaO、MgO、SO水化速度慢,在硬化的水 3

,生成的化合物体积成倍 。 泥石中继续与水发生反应声波法

,产生膨胀应力。 当这种膨胀应力达到一定的 ,1,现场检查法,通过调查和检查混凝土外观 增加

,就会给结构混凝土带来损坏,形成裂缝,降低 ,有无开裂、疏松、崩溃等严重破坏症状,初步 程度质量、抗拉强度,同时裂缝会使钢筋生锈, f-CaO对混凝土质量有影响的部位和范围。 混凝土的抗压确定降低混凝土的耐久性,对结构物造成危害。 ,2,薄片沸煮检测法,在初步确定有f-CaO对当使用了安定性不良的水泥后如何处理这个 ,芯混 凝土质量有影响的部位上钻取混凝土芯样,对建设单位和施工单位都是十分头痛的 质量事故 样直事。 因为每当发现这个问题时,混凝土浇注已经完 径可为70~100mm, 在同一部位钻取芯样数量不少 ,少则几十立方米,多则几百上千立方米,要想凿 成2个, 同一批受检混凝土至少应取得上述混凝土 ,也不是件容易的事,不但经济 于除钢筋混凝土返工

,工期也会无限期延长,有些还没 样3 组 。 在每个芯样上截取1 个无外观缺陷上遭受巨大损失芯

,比如人工挖孔桩等。 如果不返工,又不能 办法返工的。 得知结构承载力究竟受到了多大的影响10mm厚的薄片试件, 同时将芯样加工成高径比为 二、混凝土体积安定性检测的原理及方法 1.0的芯样试件。

1.基本原理 当出现下列情况之一时,可判定f—CaO对混水泥中的f-CaO的水化速度很慢, 在硬化的水 。 凝 土质量有影响Ca ,OH,晶体,体 2泥石中继续与水生成六方板状的?有2个或2个以上沸煮试件,包括薄片试件1倍,产生膨胀应力,以致破坏水泥石。 在积增大近,出现开裂疏松或崩溃等现象, 和 芯样试件, 试 验中要准确推定混凝土是否体积安定性不良?芯样试件强度变化百分率平均值 ξ cor,m， 并计 30%,

?仅有一个薄片试件出现开裂、疏松或崩溃等

,并有一个 ξ cor,m，30%。 现象

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施工技术 2011 年第 3 期

,3,钻芯法和超声波法。 工导致的混凝土质量波动而加大沸煮芯样与未沸

,因此,采用各检测单元芯 煮芯样强度比值的误差钻芯法是使用专用钻机直接从结构上钻取芯

样,并根据芯样的抗压强度推定结构混凝土立方体 样强度的统计平均值比较更具有代表性。 混凝土芯

抗压强度的一种半破损现场检验方法。 样试件制做及其各项性能测试均按相应国家标准

或行业规程进行。 超声波法是将混凝土芯样沸煮12h, 安定性不

测试步骤, 良的混凝土沸煮后体积膨胀会产生微裂纹,采用超

声波检测仪检测沸煮前后混凝土芯样超声波速变 所有试件均在50?下烘干至恒重且经2:4h 化值, 安定性不良的混凝土沸煮后内部会产生裂 冷 却至室温状态下测试其声速、强度和尺寸变化。 纹,会导致超声波声速显著降低。 具 体如下,

三、混凝土体积安定性检测的实例 ,1,对于沸煮试件,在其煮沸前后干燥状态下

1.检测原因 均测试声速和尺寸,以及芯样沸煮后的劈拉强度和

某大楼筏板基础混凝土施工期间,共送检水泥 抗压强度。 同时,称取试件沸煮前后的干质量和沸 6次,其中两次送检的水泥,经试验室检测确认为水 煮后的饱水质量,计算沸煮饱水条件下的吸水率。 泥体积安定性不合格,待水泥安定性不合格试验检 ,2,对于对比试件,非沸煮试件,,在其干燥状 测结果通知施工单位时,混凝土浇注施工已接近尾 态下与沸煮芯样试件同龄期时测试劈拉强度和抗 声。 为了确保工程质量,该工程建设单位决定对筏 压强度。

板基础混凝土体积安定性进行检测评价。 4.检测结果

2.检测概况 ,1,第一单元板芯样沸煮后劈拉强度显著降低、

该大楼筏板基础混凝土设计强度等级为C40, 声速显著降低、 有微膨胀现象和外观可见微裂纹,是 3混凝土总量近1500m,底板厚400mm,梁高非常典型的体积安定性不良特征,可以确定该区域 1500mm,因该工程筏板基础面积较大 , 施工过程中混凝土使用了安定性不良的水泥。 经查对施工记 先浇捣基 础底板后浇捣基础梁,同时,从水泥安定录,该区域为5月12日浇注施工混凝土。 性检测报告 看, 存在严重质量隐患的混凝土主要是,2,其他板芯样沸煮后劈拉强度略有降低、声速 5月11~13日 浇注的基础底板。 因此将整个筏板基变化不大,微膨胀现象不明显,无可见微裂缝现象,混 础划分为四个 检测评价单元,检测评价过程分为两 凝土体积安定性不良特征不明显。个阶段。第一阶 段初步检测评价第一单元基础底5.混凝土体积安定性评价 板早龄期混凝土 根据四个检测单元混凝土芯样沸煮后的声速、 ,16~18d龄期,体积安定性,钻取18组混凝土芯样。变形和外观特征,以及沸煮芯样劈拉强度和抗压强 第 二阶段全面普查筏板基础混凝土体积安定性, 重度与对比芯样强度值的比较分析,对该大楼筏板基 点 检测评价第一单元混凝土质量, 钻取39组混凝础混凝土体积安定性作出如下评价意见, 土芯 样,加工制做成混凝土芯样试件,进行性能测,1,该工程所采用的水泥质量不稳定,可以确 试。 定在第一单元基础底板施工中使用了体积安定性 3.检测内容及评价方法 不良的水泥。 16:18d龄期时混凝土芯样体积安定性 在筏板基础中共钻取 57 组 混 凝 土 芯 样 不良特征尤为突出。 , 75mm,,每组制做不少于3个混凝土芯样试件。 ,2,35:40d龄期时, 混凝土芯样沸煮后均未发 之

现外观可见裂缝,沸煮芯样变形量不显著。 由此可

以推断至35d龄期时,混凝土中残留的f-Ca0量已

经 较低, 少量残留的f-Ca0进一步消解不会导致 所 以 选 择 75m 直 径 的 芯 样 , 是基于底板钢筋为 钢筋 混凝土结构出现有害裂缝。 25@12双向布0置,而 75mm芯样直径大于粗骨,3,混凝土龄期为35:40d时,5月12日施工区料 域 基础底板混凝土芯样沸煮后劈拉强度平均值达最大粒径的2倍,满足芯样试件的最低要求。 到 混凝土体积安定性评价试验方法采用混凝土

2.5MPa,其它区域芯样沸煮后的劈拉强度平均值大 芯样沸煮法。 每一组芯样试件均对比测试5项性能

于3.0MPa。 指标,即芯样沸煮前后超声波声速、径向及纵向变

形和吸水率,,沸煮及未沸煮芯样的劈裂抗拉强度和 4,混凝土龄期为35:40d时,筏板基础混凝

土 抗压强度。 根据芯样试件沸煮前后各项性能的变

化,综合评价混凝土体积安定性。

在各组试件的强度比较中,芯样劈拉和抗压强

度试验系采用同组2个不同试件对比, 有可能因施

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建筑起重机械安全2011 年第 3 期

浅议塔式起重机安全监控技术的研究与应用

?韩利钧 张 优 ,宁夏回族自治区建筑工程安全监督总站,

?姚 军 ,宁夏回族自治区石嘴山市建筑工程安全监督总站,

【摘 要】 塔式起重机,塔机,安全是建筑安全界一直关注的热点问题,对塔式起重机进行安

全监控是保证其安全运行的一个有效手段。 本文分析了影响塔机安全的各类因素,并对塔机安全

监控关键技术进行了研究,在此基础上,搭建塔机安全监控平台,并得到成功应用。

塔机安全监控技术的研究与应用【关键词】 塔机安全因素分析与监控要点

一、塔机简介载荷高空坠落, 塔机相互碰撞甚至于倾覆倒塌等安

塔机是现代建筑业起重、运输、吊装作业的主要 全生产事故的发生,轻则造成财产损失,重则造成重 机械,起源于西欧。第一项有关建筑用塔机专利颁发 大人员伤亡,并产生恶劣的社会影响。 近几年来,我 于1900年。我国的塔机行业起步于20世纪50年代,国正处于大发展、大建设时期,由于塔机导致的重特 目 前我国取得生产许可证的塔机生产厂达800余大安全生产事故时有发生, 因此塔式起重机安全监 家,年 生产塔机数目超过35000台,并以每年督管理是我国建筑工程安全生产管理的重中之重。 10000台的数 量增加。保守估计全国在用塔机超过2.监控要点

13万台。塔机由 金属结构、零部件、运行机构、安全针对以上不安全因素, 对塔机的安全监控应该 装置能够做到在塔机受到不安全因素影响并有危险趋势 、电器部分、液压顶升机构 、附墙装置等部分构

成。金属结构部分 是塔机承受载荷的支撑系统,运时及时发现, 并采取有效的安全措施进行排除和回 行机构是实现行走、回 转、起升、变幅功能的部件,避。 综合分析我国塔机事故统计数据和事故起因分 液压顶升机构是实现 塔机升高功能的部件, 电器部析,将塔机安全监控的主要目标集中到以下几方面, 分是实现运行机构以 及顶升机构动作达到预期目检测限位装置的可靠性、预防塔机超载、防止塔机碰 的的电器元件组合的总 称, 附着装置是塔机超过标撞、回避恶劣工况、纠正违规操作行为、突出重点环 准高度后用来承担塔身 纵横向载荷,增加整机稳定节监管等几个方面。 以上几点涵盖了大部分人为因 性的辅助装置。 素造成的生产安全事故隐患,能够采取有效措施,将

二、监控目标 以上违规信息通过一定的设备处理后, 及时提醒各

1.安全因素分析 级相关人员,就会大大降低塔机的生产安全事故。

三、塔机安全监控技术研究

1.超载限制技术 在使用塔机的建筑工程施工现场,影响塔机安部分建筑施工企业为赶工期、抢进度,违规超 全运行的因素非常多, 例如安全监督管理不到位问重、超力矩起吊作业现象较为突出,塔机的各类违 题、塔机自身的维护保养不及时问题、司机的违规操 规操作、 超载作业是导致生产安全事故的主要原 作问题、地面人员违章指挥问题、货物不正确吊装问

题、恶劣天气问题等等。 这些因素的不确定,往往会

导致塔机在危险的状况下运行, 稍有不慎就会导致

????????????????????????????????????????????? 芯样沸煮后抗压强度平均值均大于35MPa,部分区 。 当沸煮芯样的强度不能满足结作为结构验算取值

域大于40MPa。 构承载力要求时,应考虑加固补强措施。

,5,芯样沸煮后的实测抗压强度和劈拉强度可 ,本文收稿,2010-12-0,8

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范文四：大体积混凝土龄期 大体积混凝土不同龄期的强度计算

大体积混凝土不同龄期的强度计算

【摘要】:随着现代高层建筑的发展，大体积混凝土梁在现代工业与民用建筑中被广泛使用。由于大体积混凝土水化热不易散失，其内部混凝土温度将远远高于普通混凝土。传统工程中均以标准养护或同条件养护的立方体试件抗压强度对混凝土进行验收。由于养护条件(湿度、温度和龄期)不同，它反映的是混凝土拌合物的质量，实际上只是一种材料强度而不是构件强度，而真正决定结构承载力，影响结构安全性的是混凝土的构件强度。利用超声法、回弹法进行无损检测，以及钻芯取样、拉拔试验法进行半破损检测虽有其自身的优势，但也存在很多不足。这些方法存在测量精度不高、对构件产生破坏以及无法判断温度和龄期对混凝土强度的影响，为了衡量温度与龄期对混凝土整体强度等性能发展的

1

双重影响，以便为施工时拆模、预应力张拉等工序提供参考数据，本章提出了利用改进的成熟度理论计算各龄期混凝土实体强度值。

用混凝土的成熟度来推定其各龄期强度时，不需制做大量混凝土试件，通过变温养护便可得到各龄期的强度值。可以仅通过测量混凝土各龄期的温度值来推定任何需要掌握部位的强度值。根据得到的代表性点的强度变化曲线得出各龄期截面强度场分布规律。

【关键字】:大体积混凝土梁成熟度强度场温度场

1. 混凝土成熟度的原理和发展

混凝土拌合物经振捣成型以后，在充分的保温养护之下逐渐硬化，其强度的增长既取决于它的内在因素又与外部条件有关。原材料的性质及配合比是它的内在因素，而养护条件和硬化时间，则是它的外部条件。当某一种混凝土的原材料、配合比已知时，其早期强度的增长主要由温度与时http://www.wenku1.com/news/6498B5CF8D3C5826.html间决定(当养护条件充分时，忽略湿度的影响，假定湿度满足标准养护的条件)。也就是说，在温度随时间变化曲线中，只要温度对时间的积分是个定值，其强度便是一个定值，积

2

分值与强度是一一对应的函数关系。因此，对某特定混凝土而言，可以根据它的养护历程—养护温度与硬化时间来计算混凝土的强度。

2(温度场对混凝土成熟度的影响

成熟度在工程实践中应用具有重大的现实意义，由于混凝土施工过程中模板支撑体系的拆除、预应力混凝土的张拉和结构吊装等的施工规范要求，需要了解混凝土的阶段强度。例如当采用蓄热养护工艺时，混凝土冷却到 0?前是否已具有足够的早期抗冻能力;当采用人工加热养护时，在停止加热前混凝土是否己达到稳定的强度;当采用综合养护时，混凝土的预养护时间是否足够等。以往的做法是留设同条件试块，到需要龄期试压。此种方法的缺点是:同条件试块的养护条件与现场浇筑部件的养护条件不能完全相同，因此得出结果不一定准确;另一方面留设同条件试块工程量大，不利于操作;再者此种方法不能了解混凝土部件各部位的强度增长情况。另一种方法是实验室匹配养护，此种方法需要在混凝土内部预埋测温仪，隔一定时间传回温度信息，在试验变温养护箱的养护下得到某

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范文五：地下室底板大体积混凝土强度和裂缝控制

地下室底板大体积混凝土强度和裂缝控制

内容摘要:

众所周知地下室基础底板是承受荷载、支撑整个建筑物的重要部

位，地下室基础底板的质量直接影响着建筑物的安全，尤其是基础

底板的混凝土质量的好坏，既对结构物的安全，又对结构物的造价

有很大影响。

关键词:地下室;混凝土; 裂缝

content abstract:

as is known to all the basement floor bear loads is based, to support the whole of the important parts of the building, the basement of the foundation slab quality directly influences the safety of the building foundation slab of concrete quality especially good or bad, both to the safety of structures, and the cost of structures has very big effect.

keywords: the basement; concrete; crack

中图分类号:tu37文献标识码:a 文章编号:

地下室大体积混凝土特点:1、混凝土强度高，水泥用量大，因而

收缩变形大;2、施工技术要求高，几何尺寸大、厚实，水泥水化

热较大，内部热量积聚迅速，温升快，而外部却散热快，易形成高

温差;3、工程量大，工程条件复杂，施工连续性强，不易控制。

因此在施工中我们必须对基础底板混凝土的施工质量有足够的重

视。如何保证大体积混凝土的强度及对裂缝控制尤为重要。

道丰科技商务园32地块工程，位于北京丰台区南四环西路，由21个单体楼座组成，地下室为一整体。总建筑面积150000m2，框架及局部剪力墙结构。其中1#楼、4#楼、6#楼、8#楼为地下一层，地上十五层。基坑挖深11.97m，混凝土底板厚1.0m。楼座建筑总高度59.55m，混凝土设计强度等级c35s8，全部采用泵送商品混凝土，要求一次连续浇筑，不留施工缝。

本工程单体楼座底板混凝土总量约为2000m3，浇筑量大，主楼底板厚1.0m，且嵌有暗梁、柱帽、墙墩等，钢筋密集，施工技术要求高;其次，底板混凝土浇筑按工期和施工进度要求，安排在6月中旬，正值盛暑炎热，日最高温度达35?;再次，在混凝土的浇筑时注意做好后浇带的防水处理、防污染措施、底板与外墙交接处施工缝的留置等。

按照上述特点，地下室底板大体积混凝土施工关键是:首先，必须满足混凝土强度和耐久性等设计要求;其次，控制混凝土的最高温升及其内外温差，防止结构出现有害裂缝。

混凝土强度是最重要的力学性能。工程上对混凝土的其它性能要求，如不透水性、抗冻性等，这些性能与混凝土强度往往存在着密切的联系。一般说来，混凝土的强度愈高，其刚性、不透水性、抵抗风化和某些侵蚀介质的能力也愈高;而强度愈高，往往其干缩也较大，同时较脆、易裂。因此，通常用强度来评定和控制混凝土的

质量以及评价各种因素影响程度的指标。如何保证混凝土强度呢,

第一章 混凝土强度的影响因素

1.1 从混凝土强度表达式可看出，混凝土抗压强度与混凝土用水泥的强度成正比，按公式计算，当水灰比相等时，高标号水泥比低标号水泥配制出的混凝土抗压强度高许多。混凝土强度低，因此，当水灰比不变时，用增加水泥用量来提高温凝土强度是错误的，这样只能增大混凝土和易性，增大混凝土的收缩和变形。

1.2 混凝土强度主要取决于毛细管孔隙率，而充分密实的混凝土的毛细管孔隙率由水灰比所确定，水灰比越大，孔隙率就越大，混凝土强度则越小。水灰比和混凝土的振捣密实程度两者都对混凝土体积有影响，当混凝土混合料能被充分捣实时，混凝土的强度随水灰比的降低而提高。然而，形成水化物需要一个最小的水量，完成水化的水灰比不应低于0.42。显然在低水灰比时预期残留的未水化的水泥能够在浆体内继续长期存在，浆体将自我干燥。为避免这种现象，有效的最低水灰比要高于0.42。

1.3 故影响混凝土抗压强度的主要因素是水泥强度和水灰比，要控制好混凝土质量，最重要的是控制好水泥和混凝土的水灰比两个主要环节。此外，影响混凝土强度还有以下其它不可忽视的因素:

1.3.1 当水泥用量和稠度一样时，含较大骨料粒径混凝土拌和物比含较小粒径的强度要小，因为骨料的表面积小，所需拌和水较少，较大骨料就越趋于形成微裂缝的弱过渡区。试验表明，增加骨料粒

径对高强混凝土起反作用，低强度混凝土在一定水灰比时，骨料粒径似乎无大的影响。

1.3.2 粗骨料强度对混凝土强度也有一定影响。当石质强度相等时，碎石表面比卵石表面粗糙，它与水泥砂浆的粘结性比卵石强，当水灰比相等或配合比相同时，两种材料配制的混凝土，碎石的混凝土强度比卵石强。

1.3.3 细骨料品种(砂)对混凝土强度影响程度比粗骨料小，但砂的质量对混凝土质量也有一定的影响。因此，砂石质量必须符合混凝土各标号用砂石质量标准的要求。由于施工现场砂石质量变化相对较大，因此现场施工人员必须保证砂石的质量要求，并根据现场砂含水率及时调整水灰比，以保证混凝土配合比，不能把实验配比与施工配比混为一谈。

1.3.4 为了获得质量良好的混凝土，混凝土成型后在适宜的环境中进行养护。养护的目的是为了保证水泥水化过程能正常进行，包括控制环境的温度和湿度。在养护期内必须保持混凝土的饱水状态，或者接近于这个状态。只有在饱水状态下，水泥水化速度才是最大的。混凝土强度只有在温度、湿度条件下才能保证正常发展，应按施工规范的规定予在养护、气温高低对混凝土强度发展有一定的影响。冬季要保温防冻害，夏季要防暴晒脱水。

1.4 上面内容说明影响包括地下室基础底板在内所有部位的构件混凝土强度所共有因素，基础底板又是建筑物浇筑的重要部位，因

此工程中我们从商品混凝土要求和现场施工两方面入手。

1.4.1 在考察了多个商品混凝土厂家后确定了搅拌站，并对商品混凝土厂家提出以下质量控制要求:设计合理的混凝土配合比，正确按设计配合比施工。合理的混凝土配合比由实验室通过实验确定，除满足确定、耐久性要求和节约原材料外，应该具有施工要求的和易性。因此要实验室设计合理的配比，必须提供合格的水泥、砂、石。水泥控制强度，砂控制细度、含水率、含泥量等，石控制含水率及含泥量等。只有材料达到合格要求，才能做出合理的混凝土配合比，才能使施工得以正常合理的进行，达到设计和验收标准。

1.4.2 对影响商品混凝土强度的原材料提出相应要求:

水泥采用强度等级为32.5的矿渣水泥，并提供碱含量试验报告。砂选用中砂，石子:要求用碎石，最大粒径25mm,30mm。混凝土同条件试块达到100%强度值的时间不超过28d，标养28d混凝土的强度值达到设计强度的115%。防水混凝土采用预拌混凝土时，入泵坍落度宜控制在120,160mm，坍落度每小时损失值不应大于20mm，坍落度总损失值不应大于40mm。故要求混凝土坍落度为:120?20mm。,1,

1.4.3 运输车在运送时应能保持混凝土掺合物的均匀性，不应产生分层离析现象。运输车在装料前应将筒内积水排尽。但需要在卸料前掺入外加剂时，外加剂掺入后搅拌运输车应快速进行搅拌，搅拌的时间由试验确定。严禁向运输车和地泵内加水，项目部派专人

监督检查，杜绝人为因素破坏水灰比。混凝土的运送时间系指从混凝土由搅拌机卸入运输车开始至该运输车开始卸料为止。运输车运送的混凝土宜在1.5h内卸料。当最高温度低于25?时，运送时间可延长0.5h。,2,

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