为积极配合中国工程院“实施《国家标准化发展纲要》若干重大问题研究”项目——“团体标准支撑高质量发展研究”课题调研,协会向各分支机构和各有关单位发出《关于征集协会标准实施应用案例的紧急通知》(建标协函〔2024〕47号),各分支机构和有关单位高度重视、积极响应,迅速组织开展协会标准案例总结编写工作,并按要求及时报送给协会。协会从已收到的数百份中国工程建设标准化协会标准实施案例中,精选了技术水平高、创新性强,在促进科技创新与科技成果转化、引领行业发展等方面,经济效益、社会效益、生态效益显著的代表性协会标准,汇总编纂了《中国工程建设标准化协会标准实施应用案例》,呈送给中国工程院、国家市场监督管理总局调研组。入选案例,既有工程建设新技术、新材料、新设备推广使用的标准项目,也有工程建设领域的前瞻性、先导性技术理论和科研成果推广应用等方面的案例,标准项目涵盖了建筑工程、市政工程、公路工程、铁路工程、信息通信工程等领域,涉及“双碳”、绿色建筑、绿色建材、振震双控、检测、防水、城市交通、村镇建设、项目管理等方面的工程标准、标准图集等。
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一、编制背景
(一)编制背景
混凝土强度是决定混凝土结构受力性能的关键因素之一,也是评定结构性能的主要参数,对一些重要的结构或构件,为了确定结构的安全性是否满足要求,往往要求掌握结构中各具体部位的混凝土的质量情况,需要对混凝土强度进行检测和鉴定、对其可靠性作出科学评价。
(二)编制目的和意义
钻芯法检测结构混凝土强度技术,由于芯样直接取自结构混凝土实体、且又不需要某种物理量与强度之间的换算,因此普遍认为它是一种直观、可靠和准确的方法。为促进钻芯检测混凝土强度技术的发展和提高检测结果的可靠性,编制本标准。
(三)编制单位和编制人员
主 编 单 位:中国建筑科学研究院
主要起草人:邸小坛徐骋 崔士起 路彦兴 刘敬思
林文修 林力勋 韩跃红 沈云秀 周燕
缪群 孔旭文 杨梅祥
二、技术内容
为促进钻芯检测混凝土强度技术的发展和提高检测结果的可靠性,制定了《钻芯法检测混凝土强度技术规程》CECS 03:2007(以下简称《规程》)。《规程》适用于钻芯方法检测结构中强度不大于80MPa的普通混凝土强度。主要内容包括:(1)强度检测:从结构中钻取的混凝土芯样应加工成符合规定的芯样试件。芯样试件混凝土的强度应通过对芯样试件施加作用力的试验方法确定。钻芯法可用于确定检测批或单个构件的混凝土强度推定值;也可用于钻芯修正方法修正间接强度检测方法得到的混凝土抗压强度换算值。(2)主要设备:钻取芯样及芯样加工、测量的主要设备与仪器均应有产品合格证,计量器具应有检定证书并在有效使用期内等要求。(3)芯样的钻取:芯样冷却水流量、进钻的速度、芯样保护措施等。(4)芯样的加工和试件的技术要求:芯样不宜含钢筋,测量芯样尺寸等要求。(5)芯样试件的试验和抗压强度值的计算:芯样试件的试验和抗压强度值的计算公式。
三、创新性
(1)适用范围扩大:《规程》将钻芯法检测普通混凝土强度技术的适用范围扩大至立方体抗压强度为80MPa的混凝土,相较于之前可能更窄的适用范围,这一创新使得钻芯法能够应用于更多种类的混凝土强度检测中。
(2)引入测量结果不确定度概念:《规程》引入了ISO等国际组织提出的测量结果不确定度的概念,这体现了对检测结果可信程度的重视。通过考虑测量结果的不确定度,《规程》提高了检测结果的准确性和可靠性,为工程实践提供了更为科学的依据。
(3)芯样试件规格的明确:《规程》详细规定了芯样试件的规格,包括公称直径、高径比等,这些规定有助于统一检测标准,减少因试件规格不一而导致的检测结果差异。同时,《规程》还允许在一定条件下使用小直径芯样试件,这增加了检测的灵活性。芯样加工与试验的规范:《规程》对芯样的加工和试验过程进行了详细规范,包括芯样的平整度、垂直度、端面处理情况等对芯样强度的影响,以及抗压试验的具体操作步骤等。这些规范有助于减少人为因素对检测结果的影响,提高检测的准确性和可靠性。推定区间的引入:《规程》提出了推定区间的概念,并给出了具体的计算方法。通过计算推定区间的上限值和下限值,可以更加全面地评估混凝土的强度状况,减少因单次检测结果异常而导致的误判。
(4)与其他检测方法的结合:《规程》指出,钻芯法可与回弹、超声、超声-回弹或后装拔出法等混凝土强度间接测试方法配合使用。通过结合多种检测方法,可以相互验证、取长补短,提高检测结果的准确性和可靠性。
(5)促进技术进步:《规程》的发布和实施推动了钻芯法检测混凝土强度技术的发展。随着规程的广泛应用和不断完善,相关的检测设备、技术和方法也将不断得到改进和创新,为混凝土强度的检测提供更加科学、准确和可靠的技术支持。
四、实施效果
(一)应用推广情况
钻芯法作为混凝土强度检测方法之一,因其直观、可靠和准确的特点,得到了广泛的认可和应用,已在实际工程中大量运用。不管是新建工程、还是既有建筑,不管是国内项目、还是援外项目,不管是市政工程、还是房建项目,不管是工业建筑、还是民用建筑,已普遍且优先使用钻芯法检测混凝土强度。钻芯法作为检测混凝土强度的一种有效手段,其技术规程为检测工作提供了明确的技术指导和操作规范。有代表性的项目有:奥运场馆项目、冬奥场馆项目、国家博物馆改造项目、军事博物馆改造项目、央视新台址火灾鉴定项目等。
(1)建筑工程质量检测:在建筑工程中,混凝土强度是评价结构安全性和耐久性的重要指标。《规程》为建筑工程质量检测提供了可靠的技术支持,确保了检测结果的准确性和可靠性。(2)混凝土结构评估:对于已建成的混凝土结构,如桥梁、隧道、高层建筑等,钻芯法可用于评估其承载能力、耐久性和安全性。通过钻取芯样进行试验分析,可以了解混凝土的实际强度状况,为结构维护和加固提供科学依据。(3)混凝土材料研究:在混凝土材料研究领域,钻芯法也被广泛应用于新材料的强度测试和性能评估。通过对比不同材料、不同配合比混凝土的强度测试结果,可以优化混凝土配合比,提高混凝土性能。
随着建筑工程技术的不断发展和进步,对混凝土强度的检测要求也越来越高。未来《规程》的应用将更加广泛和深入。同时,随着智能化、自动化技术的发展,钻芯法检测混凝土强度的技术也将不断升级和完善,为建筑工程质量提供更加可靠的保障。
综上所述,《规程》在建筑工程质量检测、混凝土结构评估和混凝土材料研究等领域得到了广泛的应用。其科学性和实用性得到了广泛的认可,为混凝土强度的检测提供了可靠的技术支持和保障。未来,随着技术的不断发展和进步,钻芯法检测混凝土强度的技术将更加成熟和完善,为建筑工程质量提供更加可靠的保障。
图1 钻芯法的应用照片
a 现场钻取芯样
b 切割芯样
c 芯样端面环氧胶泥补平
d 加工后的芯样
e 试验机抗压试验
f 数据显示读取
(二)效果情况
因钻芯法检测结果的准确性和可靠性,在实际工程中已大量运用,取得良好的社会效益和经济效益。
(1)保障工程质量与安全:钻芯法检测混凝土强度能够真实反映混凝土的强度状况,为工程质量的控制提供了有力支持。这有助于防止因混凝土质量问题而导致的工程事故,保障人民生命财产的安全。同时,也提升了建筑行业的整体形象和信誉度。
(2)推动行业规范化发展:《规程》的实施统一了混凝土强度检测的标准和方法,减少了行业内的乱象和争议。这有助于推动混凝土检测行业的规范化发展,提高行业整体的技术水平和竞争力。规范化的检测市场也为消费者提供了更加可靠和公正的服务保障。
(3)促进可持续发展:通过钻芯法检测混凝土强度,可以及时发现并处理混凝土构件中的问题和隐患。这有助于延长工程结构的使用寿命,减少因频繁更换或修复而造成的资源浪费和环境污染。同时,也促进了建筑行业的绿色发展和可持续发展。
五、特点与亮点
(1)技术创新:《规程》的发布和实施推动了钻芯法检测技术的不断创新和发展。为了满足《规程》要求,相关科研机构和企业不断研发新的检测设备、技术和方法,提高了检测效率和准确性。
(2)经济效益显著:通过《规程》的实施,可以显著提高检测效率和准确性,降低因检测误差而导致的返工和修复成本。同时,及时发现并处理混凝土构件中的问题和隐患,有助于延长工程结构的使用寿命,减少长期维护成本。这些经济效益的显著提升是《规程》的重要亮点之一。
(3)社会效益突出:《规程》的实施不仅保障了工程质量与安全,还推动了混凝土检测行业的规范化发展。规范化的检测市场为消费者提供了更加可靠和公正的服务保障,提升了建筑行业的整体形象和信誉度。同时,《规程》的实施也有助于促进建筑行业的绿色发展和可持续发展。
(4)国际化视野:《规程》在制定过程中可能参考了国际先进标准和经验,引入了ISO等国际组织提出的测量结果不确定度等概念。这体现了《规程》的国际化视野和与国际接轨的趋势,有助于提升我国混凝土检测技术的国际竞争力。
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