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《混凝土》2013年第四期
關於混凝土強度質量檢驗評定引發的幾點思考張晉勳;蔡亞寧;黃清傑;姚大慶;32-36
【機構】 北京城建集團有限責任公司； 北京城建建材工業有限公司； 北京市建設工程安全質量監督總站；
【摘要】 針對同一車混凝土強度質量檢驗情況,從標準執行、混凝土本身質量變化和試驗操作三方面分析了存在差異的原因,提出了促進混凝土強度檢驗評定執行標準的協調一致、加強和創新結構實體強度檢驗方法、混凝土企業確保提供合格產品、施工單位引進混凝土專業技術人才來規範混凝土質量控制以及政府質量監督管理部門有力執法,是分清混凝土質量相關方質量職責,解決混凝土質量爭議,淨化混凝土行業市場環境,保障混凝土結構工程質量的有效措施。
【關鍵詞】 混凝土； 強度； 檢驗評定；
1 前言
藉助國家經濟建設高速發展的歷史機遇，我國預拌混凝土在跨入新世紀後進入了十年快速發展期。擁有專業化生產方式的預拌混凝土相比以前的現場攪拌混凝土，不僅其質量上得到很大提升和更具有保證率，而且在生產效率、節能降耗和文明施工方面符合經濟可持續建設和發展要求。但近年來北京市預拌混凝土市場產能嚴重過剩，2009年統計資料顯示預拌混凝土攪拌站202家，年設計生產能力近億m3，而全年僅為建築工地提供3853萬m3混凝土；2010年、2011年全年以及2012年上半年產量也僅為4986萬m3、6077萬m3和2745萬m3，僅達到設計產能的1/3。
混凝土作為大宗建築主體材料，其質量好壞直接決定了建築物結構安全性能和使用功能，混凝土質量控制也一直是建築工程質量控制的重點內容之一。隨著預拌混凝土市場競爭日益加劇，加之混凝土原材料資源呈現匱乏趨勢，如今各混凝土生產企業面臨著越來越大的經營壓力。北京市2010年2月混凝土協會發布的普通C30混凝土預算指導價為295元/m3，會商指導價為295元/m3，而有部分攪拌站承攬任務價格低至240-245元/m3；2011年因水泥大幅漲價，混凝土價格回升至了較為合理的價位；2012年上半年，混凝土價格基本維持了2011年的水平，但在下半年，又出現了明顯的降幅，目前的C30混凝土價格大概在300—320元/m3。但因企業承攬任務不足和回收款嚴重不到位等原因，為了有更多的流動資金和維持生存，部分企業的C30混凝土單方價格已經降低到了280，出現了接近或低於生產成本銷售的不正當競爭，類似的不正當競爭在2010年以前比較普遍，導致了劣質混凝土大量湧現已是不爭的事實，有的攪拌站生產C30混凝土時的水泥用量低至140kg。而且隨著建築工程開復工面積持續加大，施工單位管理漏洞也頻繁凸顯，相繼出現工程結構實體強度檢測不合格問題，卻由此導致對混凝土結構質量的懷疑也越來越多的指向了混凝土生產企業。為此，北京市建設主管部門和建設工程質量監督執法機構相繼出臺了有關混凝土質量控制的標準和文件，加強對混凝土生產企業的管理和監督執法力度，並對混凝土生產企業實施常態化的監督執法檢查，希望藉此更好的控制混凝土質量，確保工程質量安全。作者認為對混凝土質量嚴格控制無可非議，但是，對於同一車混凝土實施強度質量檢驗，生產企業、施工單位和政府質量監督管理機構，由於理解和使用標準、要求以及操作的差異，會得出不同的結果，因此本文就混凝土強度質量檢驗評定問題提出幾點思考。
2 對同一車混凝土強度質量檢驗存在差異的原因分析
雖然一車混凝土強度有唯一的真實值，但由於混凝土強度值需要用破壞性試驗取得，因此對其進行強度檢驗不能採用100%取樣試驗方法，只能從檢驗對象的總體中隨機抽取若干組試件進行破壞性試驗，並以此試驗結果來推斷總體的質量狀況，因此，即使對於同一車混凝土而言，隨著質量檢驗主體、執行檢驗標準和操作等的不同，也會得出不同的強度結果，進而導致混凝土評定結論的不同。
2.1標準執行的不一致
現在我國混凝土強度檢驗評定統一執行國家標準《混凝土強度檢驗評定標準》GB/T50107-2010（以下簡稱GB/T50107），該標準第3.0.4條“對大批量、連續生產混凝土的強度應按本標準第5.1節中規定的統計方法評定。對小批量或零星生產混凝土的強度應按本標準第5.2節中規定的非統計方法評定。”這裡標準明確了預拌混凝土在生產企業應該採用統計方法進行評定，並考慮到標準編制時全國各地相當普遍存在小批量零星混凝土生產方式，其試件數量有限，不具備按統計方法評定混凝土強度的條件，因此規定採用非統計方法。標準中雖然未明確提出但有理由認為作為批量使用混凝土的施工單位也應該採用統計方法。可以這樣理解，在商品混凝土發展的今天，無論是混凝土生產企業、施工單位還是第三方檢驗評定，都應該採用統計方法才能公正準確的評價混凝土真實質量。
國家現行標準《混凝土結構工程施工質量驗收規範》GB50204-2002（2011版）（以下簡稱GB50204）第7.4.1規定結構混凝土的強度等級必須符合設計要求，並規定了用於質量檢驗評定的標準養護試件取樣方法和頻率。但施工單位在具體混凝土強度評定時，卻習慣採用非統計方法，這可能與同一家混凝土企業通常不只為一家施工單位供應混凝土，因而混凝土企業由強度等級相同、齡期相同以及生產工藝條件和配合比基本相同的混凝土組成的一個驗收批所代表的混凝土總體可能同時供應到幾家施工單位的幾個不同部位，造成混凝土供應不連續有關。在預拌混凝土合格證的強度值上可以看出來，施工單位要求每份混凝土合格證（每次澆築的混凝土單獨提供）強度都得評定合格，有的每次澆築不足100方混凝土，取樣只留置1組試件，但也要求強度必須達設計強度的115%以上。即使將配製強度提高一個等級，也難以保證留置1組試塊強度就能達到115%以上，這是對標準的誤解，也是不得已而為之的辦法，根本不符合混凝土材料本身的規律。
混凝土企業對生產的混凝土進行強度檢驗評定，是一種產品出廠檢驗和自身質量控制雙重行為，定期採用統計方法評定混凝土強度質量順理成章；而施工單位檢驗評定混凝土是為具體結構驗收服務的，對不同時期澆築的不同結構部位，施工單位總是為了保險起見進行非統計評定，殊不知儘管非統計方法評定的合格條件相對嚴格，在正常條件下驗收界限更高了，表面上看這種評定方法似乎對強度更有保證率，有利於逼迫生產企業提高混凝土配製強度或者提高等級生產，但仍存在由於取樣數量少帶來的將不合格品誤判為合格品造成施工單位風險的較大可能性。如果有的施工單位在某部位，或者是因為某種混凝土方量少導致試件數量不夠統計評定，亦或者對於高強混凝土等採用非統計方式評定，那麼誤判的風險很大，也會造成雙方的質量爭議。
政府質量監督管理機構對混凝土結構工程質量檢驗多采用兩種方式，一種是施工現場回彈，一種是現場單組取樣且要求單組試件強度達到設計強度115%；如北京市住房和城鄉建設委員會文件《關於2010年二季度預拌混凝土質量專項執法檢查工作的通報》（京建發〔2010〕386號）對抽查的混凝土試件28天混凝土抗壓強度等級達不到設計強度等級115%的企業進行了通報。
2.2混凝土本身發生了變化
GB50204在規定了採用標準養護試件檢驗評定混凝土結構質量外，第10章還要求對涉及混凝土結構安全的重要部位如牆體、梁和柱進行結構實體檢驗，作為必須檢驗項目的混凝土強度檢驗評定，要求以在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。雖然該標準規定混凝土等級檢驗與結構實體檢驗是平行關係，但在施工單位實際操作中明顯偏重於結構實體檢驗，有的施工單位甚至對需要標準養護的等級檢驗輕視到沒有混凝土標準養護條件的地步。可以說施工單位實際著重檢驗評定的混凝土是經過現場澆築、振搗和養護後的結構實體混凝土質量，這與混凝土生產企業所評定的混凝土本身質量是有區別的。
GB50204明確規定用於結構實體檢驗的混凝土強度檢驗既可以採用同條件養護試件，也可以根據合同約定，採用非破損（回彈法）或局部破損（鑽芯取樣法）的檢測方法。如果採用同條件養護試件來檢驗混凝土強度，其實際也是檢驗混凝土本身質量，區別的是養護方法不是標準方法，而是與該結構部位經歷完全一樣的自然養護方法，導致仍然與生產企業檢驗的混凝土質量存在差異；而非破損的回彈檢測方法和鑽芯取樣法顯然檢驗的是混凝土經過振搗工藝和養護工藝後的混凝土施工質量，與混凝土拌合物直接做試件後檢驗的是混凝土本身質量存在差異。當對混凝土結構質量產生懷疑時，通常首先採用回彈檢測方法，至於局部破損的鑽芯取樣法，由於其涉及到很大的檢測成本和影響施工進度，通常只有在前兩種方法不能令人對重要結構放心的情況下謹慎的採用。
2.3試驗操作的不同帶來的差異
2.3.1取樣地點不同
根據規範要求，混凝土企業用於出廠檢驗的混凝土是在企業內取樣的，而檢驗評定混凝土結構強度的混凝土應該在澆築地點取樣，兩者之間的差別還在於運輸階段和施工現場存在離析或在二次攪拌中增加用水量等因素造成混凝土強度波動。若想消除這種差別帶來的影響，要求混凝土企業加強混凝土在運輸階段的控制，如有的企業引入了全球定位系統，對每車混凝土進行實時跟蹤，有利於控制混凝土在運輸階段的質量穩定。在施工現場對於出現坍落度損失過大的情況，應通知攪拌站技術人員進行處理，施工單位應杜絕往混凝土中隨意加入用水，以免造成新拌混凝土離析，影響硬化混凝土強度使之達不到設計強度的局面。
2.3.2非規範做法的影響
混凝土質量評定採取數理統計原理，其基本要求就是取樣必須具備代表性，以及嚴格控制試驗過程的科學性，但常見的一些非規範做法包括缺乏合適的混凝土養護條件、混凝土試模質量不合格以及人員技術水平達不到嚴格質量控制的要求等等，都會嚴重影響混凝土質量控制的效果，這種情況在施工單位現場更為常見。
雖然GB/T50107明確要求用於混凝土強度質量檢驗評定的試件必須是標準養護試件，但混凝土生產企業和施工單位現場的標準養護條件還是存在差異性，這也導致即使是從同一車混凝土取樣，最後兩者的混凝土標準養護試件強度值也不同。一般的作為專業生產混凝土的企業，其標準養護室的溫溼度控制和管理都是較為規範和嚴格的；而在施工現場由於對標準養護試件重視程度和信任度不足以及其它的緣故，很容易出現標準養護不能滿足規範要求如溫度和溼度都達不到要求導致試件強度低於標準養護強度、出現管理漏洞等情況。即使是施工單位安排了第三方或專業實驗室承擔試件標準養護任務，也會因為送達標準養護室不及時造成標養齡期不足進而影響到混凝土試件的標養強度值。有的施工現場由於條件限制缺乏同條件養護的檢測條件，同條件養護試件缺乏嚴格管理和數據採集，無法準確評價同條件結構實體質量，這些都將增加混凝土質量檢驗評定的成本。
由於搬運、重複使用、檢定不及時等原因造成使用尺寸不符合要求的混凝土試模，影響了混凝土試件的表面平整度，進而影響了混凝土試件的強度，尤其對高強混凝土試件影響更大。有研究表明：試件不平度為0.10㎜時，強度能降低約9.7%～14.1%，對高強混凝土如C60混凝土試件降低可能達20%。
混凝土試驗人員沒有經過正規技術培訓，不能按照有關標準規範試驗操作，都將導致試件缺乏代表性和試驗結果的失真。
2.3.3不可避免的強度值波動
除去上述由於檢驗目的、混凝土本身發生了變化以及試驗技術條件失真帶來的混凝土強度值不同外，即使所有條件都一樣，甚至是同一組混凝土試件，在進行嚴格標準的抗壓試驗操作的情況下，也會因混凝土材料本身的非均質特性、操作人員以及壓力機變化等多種原因會造成數據的不盡相同，稱之為不可避免的強度值波動。有資料記載日本和芬蘭等國曾做過的不同試驗壓力機對混凝土強度測試試驗表明，對於標準強度值為60MPa的混凝土進行多組抗壓試驗，其最低值與最高值之比低達76%，可見壓力機對試驗結果的影響。同樣，不同的試驗員操作試驗過程，也會產生結果的偏差。
3 混凝土強度存在爭議問題的處理探討
以上討論了混凝土生產企業和施工單位在檢驗評定同一車混凝土時存在的差異性，且由於混凝土在現場澆築和養護中質量可能發生變化，導致雙方對混凝土強度評定不合格結果會存在責任爭議，這也給混凝土質量控制帶來了隱患。以下就混凝土強度可能導致爭論問題進行處理探討，以期分清混凝土質量職責，共同保證混凝土工程質量。
3.1促進執行標準間協調，使混凝土生產企業和施工單位統一檢驗評定依據
GB50204、GB/T50107以及國家標準《預拌混凝土》GB/T14902-2003（以下簡稱GB14902）雖然都規定了混凝土強度檢驗評定滿足GB/T50107的規定即為合格，但對混凝土質量評定並沒有細化到混凝土生產企業和施工單位各自的檢驗評定該有怎樣和諧統一驗評程序，以及對爭議的處理辦法。這其中顯著的不同就是同為標準養護試件，生產企業採用的是統計方法，而施工單位採用的是非統計方法；以及施工單位評定結構實體混凝土質量同混凝土本身質量的差異。需要將這種不同在標準執行中協調起來，合理處理各自的質量控制方法帶來的結果差異。
現行北京市地方標準《回彈法、超聲回彈綜合法檢測泵送混凝土強度技術規程》（DBJ/T01-78-2003）為北京地區採用回彈法檢驗混凝土實體強度提供了技術依據，由於原材料的變化以及混凝土技術進步，該標準是否依然適用值得商榷，這其中重要的變化是水泥標準的更新和大量礦物摻合料的使用。水泥現在執行的是國家標準《通用硅酸鹽水泥》（GB175-2007），該標準對常用的普通硅酸鹽水泥允許摻入高達20%的礦物摻合料，必將影響水泥早期強度的發展。另外，為了提高混凝土耐久性、改善施工性能和降低成本，混凝土中一般都摻入大量粉煤灰和礦渣等摻合料，這也會改變混凝土表面性能，延遲強度增長。如果施工單位仍沿用2003年版本的回彈法標準利用以前的經驗來檢測混凝土結構實體強度，可能造成誤判情況的發生。
混凝土要求高性能化以及節能降耗的需求，促成了混凝土材料技術的進一步發展，混凝土強度性能也已經發生了變化，但混凝土相關施工標準卻沒有及時得到更新和發展，這也導致了混凝土生產標準和使用標準的脫節，給質量控制和驗收評定帶來了迷茫和困境。
3.2混凝土結構實體強度檢驗需要加強和創新，確保檢測數據能夠真實反映結構實體的強度
人們已經清楚地意識到，在檢驗評定混凝土結構強度時不能僅憑混凝土標準養護試件的強度值來確定，畢竟混凝土標養試件同經現場澆築、振搗和養護的混凝土結構存在差異，因而GB50204強調進行結構實體檢驗，但是在實際操作中卻容易陷入困境。同條件養護試件評定是GB50204第10.1.3條中首推的方法，但同條件養護混凝土試件的全齡期內技術性管理會給本來就紛繁複雜的施工現場帶來負擔，加之試件的可更換性和代表性的缺失讓人們對試件強度容易產生懷疑，實際情況是很多施工單位寧願採取回彈法來檢測結構實體強度，但回彈法的原理取自於表面硬度這一事實又讓混凝土生產企業找到了否定或者不十分認同的理由。作者認為，在更好的混凝土結構施工強度檢驗方法未出現之前，關鍵是要充分建立起同條件養護試件用於結構實體檢驗的可信度和權威性，才能真正起到嚴格控制混凝土質量的作用。
首先，施工單位在項目施工前，應考慮進行混凝土結構強度評定抽樣方案的策劃，針對混凝土體量小的檢驗批應該增加試件留置數量，並嚴格加強管理，確保試件的代表性，採用統計方法進行評定。引入第三方見證試驗，對混凝土取樣、養護、試驗等全過程監控，增加試驗過程的科學性和公正性，在加強監管的同時賦予充分的信任，保證混凝土結構工程質量。
其次，針對同條件試塊並不能十分準確評價混凝土澆築振搗質量的擔憂，混凝土試件確實無能為力，但可以從加強混凝土澆築振搗施工過程監控入手。在同條件試件檢驗評定合格情況下如果對結構實體質量還有懷疑，可以引入回彈法或超聲法進行混凝土密實度檢測。當混凝土不存在密實度問題時，混凝土質量合格即意味著結構質量具有保證。
最後，施工現場應加強混凝土養護數據的準確監測，為同條件試件的強度數據採集提供依據。同時也能為施工過程控制提供準確的試件數據控制施工進度，避免由於拆模過早或結構過早加荷造成混凝土結構隱蔽性損害。
3.3混凝土企業提供合格產品和優質服務，是確保工程質量的基礎
混凝土企業提升混凝土生產質量將減少混凝土不合格率，這永遠是解決爭議的第一選擇。不可否認的是，現在北京市場上的混凝土生產企業良莠不齊，混凝土市場競爭加劇導致存在惡性競爭，有的混凝土企業明顯在低於成本攬活，這種低價競爭給整個行業造成了很壞的影響，導致了行業面臨著重新洗牌的局面。混凝土生產企業應該規範自身行為，確保提供合格混凝土產品。首先要使用合格原材料，在市住房和城鄉建設部發布的檢查通報中有的企業使用含泥量超標的砂子和細度不合格的粉煤灰，這將顯著影響混凝土質量。其次是加強混凝土生產技術管理和質量控制，確保生產過程中計量準確，嚴格按照配合比生產。再次是加強對施工單位的技術服務，施工單位現場通常缺乏混凝土技術人員，當由於某種原因的耽擱導致混凝土坍落度不滿足施工要求時，攪拌站技術人員可以根據技術方案及時對混凝土坍落度進行合理調整，避免工人私自加水事情的發生。混凝土生產企業應該依靠技術進步和科學管理提高企業競爭力，增大對混凝土質量控制的投入，保證混凝土質量的穩定性，畢竟質量合格的混凝土才是確保工程質量的基礎。
3.4施工單位引進混凝土專業技術人才，規範操作是確保施工質量的關鍵
施工單位採購混凝土拌合物材料進入混凝土結構工程實體，需要對工程施工質量負責。混凝土結構質量涉及建築物結構質量安全，但施工單位通常忽視嚴格控制混凝土質量的本質要求，出現注重混凝土成型後的結構質量檢驗而輕視混凝土施工過程質量控制的現象。一旦檢驗中發現結構質量存在懷疑時，只能增加檢測成本和減緩施工進度來處理。針對混凝土拌合物與澆築成型兩階段的質量情況監控，以及更合理的使用混凝土材料，其實施工單位需要一位精通混凝土配製技術的混凝土專業技術人才充當混凝土生產企業、施工單位與設計單位聯絡員和質量監控員，以在不同的施工部位合理選用具有不同技術要求的混凝土並做到準確監控混凝土質量。畢竟施工單位才是混凝土結構質量的第一責任人，而混凝土生產企業的技術人員大多無法將觸角深入到混凝土施工中的每個細節。
現在施工單位和混凝土生產企業對混凝土質量的要求常常僅限於強度等級、現場坍落度和資料提供等基本項目，沒有對混凝土配合比組成以及混凝土耐久性特徵作出更多的具體要求，加之現場缺乏混凝土試驗條件（對拌合物的試驗常因時間緊湊而受到影響），更增加了混凝土拌合物質量檢驗的難度。如果配備了混凝土專業工程師，就可以深入到混凝土生產企業內部提出更為專業化的混凝土技術質量要求，從源頭控制混凝土質量，以及在施工現場準確的控制、檢驗和評價混凝土質量。
另外，施工單位增加混凝土專業技術人才有利於加強混凝土強度有關試驗的操作規範性。儘管混凝土強度試驗存在很多的偶然和隨機因素，但規範性的試驗操作永遠是減少混凝土強度值離散性的有力保障，也是追求向混凝土真實強度靠近、準確評定混凝土質量的唯一方法。如果沒有按照規範來進行試驗操作，不僅試驗結果無效，而且會造成信任危機；一旦人們對質量誠信產生懷疑，將給質量控制和評定帶來困難，而這無法通過技術手段來解決。
3.5政府質量監督部門加強執法力度，是提升混凝土工程質量的有效途徑
北京市住房和城鄉建設委員會今年已經發布了第一、二季度對預拌混凝土和預製構件質量專項執法檢查工作通報，在通報中公佈了檢查情況、檢查中發現的主要問題和處理情況，對一些違規和產品質量抽查不合格企業進行了執法處理，有力促進了混凝土企業加強混凝土生產質量控制，提高混凝土產品質量。特別是現場或道路上隨機截取混凝土運輸車抽取混凝土試件的執法方式對不規範的企業是個巨大震動，將有力觸動這些企業加大質量成本投入，提高混凝土產品質量保證率。建議政府建設主管部門干預市場惡性競爭行為，進一步加大對混凝土行業的監督、控制和引導，通過對資質審查等的控制淘汰一部分不守法混凝土企業，淨化北京市混凝土行業和市場，最終為提升混凝土結構工程質量服務。
4 結束語
4.1加強標準協調，創造條件採用統計方法來評定混凝土質量，以求真實反映工程的混凝土質量，減少誤判和質量爭議。
4.2混凝土生產企業建築工程提供合格混凝土，並能根據施工單位的現場技術水平合理調配混凝土強度質量保證率，保證混凝土本身質量。
4.3施工單位引進混凝土專業技術人才來規範操作、嚴格科學管理，將有助於更好的控制混凝土質量，是混凝土結構施工質量與安全的關鍵。
4.4政府監督執法部門持續對混凝土生產企業和施工單位規範管理和檢查執法，為混凝土行業創造出一個健康發展的市場環境，是提升工程質量水平的有效途徑。
參 考 文獻
[1] 《混凝土結構工程施工質量驗收規範》（2011版）GB50204-2002；
[2] 《混凝土強度檢驗評定標準》GB/T50107-2010；
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