混凝土強度分布規(guī)律及其評定

1、word混凝土強度分布規(guī)律及其評定 .word1 概述混凝土是建筑工程中使用量大、應(yīng)用很廣的一種建筑材料。隨著我國城市化進程的不斷加快，根底設(shè)施、民生工程、工業(yè)與民用建筑建設(shè)工程日益增多，混凝土的產(chǎn)銷量也在逐年攀升。據(jù)有關(guān)部門統(tǒng)計，沈陽市2005年應(yīng)用商品混凝土620萬立方米；2006年增加到800萬立方米；2007年的生產(chǎn)應(yīng)用量到達1100萬立方米。在每年的商品混凝土應(yīng)用總量中，設(shè)計強度C30 - C45級居多，占年產(chǎn)量的70%；C20 - C25級混凝土占年產(chǎn)量的20%；C50 - C60級高強混凝土約占10%。為保證混凝土工程符合設(shè)計要求的結(jié)構(gòu)可靠度，國家標準中規(guī)定了混凝土質(zhì)量的初步控制

2、、生產(chǎn)控制和合格控制，本篇主要論述混凝土合格性的檢驗驗收控制。2 混凝土材料的抽樣目前，我國對混凝土強度以“強度等級來表達，混凝土的實際強度值是一些離散的數(shù)值。為設(shè)計、施工和驗收的方便，將不同質(zhì)量的混凝土按標準條件下的立方體抗壓分為假設(shè)干級別，以符號C及其后面的立方體抗壓強度標準值來表達。如：C20、C30等。一批混凝土的實際強度不可能是一個值,而是呈現(xiàn)某種分布，強度有高有低。在實際工程中進行質(zhì)量檢驗時，我們不能將所有的混凝土逐一進行試驗而求得結(jié)果，而只能用抽樣檢驗的方法。所謂抽樣檢驗是指從交驗的一批產(chǎn)品中批量為N隨機抽取一個樣本由幾個單位產(chǎn)品組成進行檢驗，從而對產(chǎn)品質(zhì)量作出評判的過程。抽樣檢

3、驗的目的在于：通過樣本推斷總體。而其期望在于“用盡量少的樣本量來盡可能準確地判定總體批的質(zhì)量。對于混凝土的評定標準規(guī)定：結(jié)構(gòu)混凝土的強度等級必須符合設(shè)計要求。用于結(jié)構(gòu)混凝土強度的試件，應(yīng)在混凝土的澆筑地點隨機抽取。預(yù)拌商品混凝土應(yīng)隨機從同一運輸車中抽取，試樣應(yīng)在卸料量的1/4至3/4之間采取，取樣與試件留置應(yīng)符合以下規(guī)定：每拌制100盤且不超過100m3的同配合比的混凝土，取樣不得少于一次；每工作班拌制的同一配合比的混凝土缺乏100盤時，取樣不得少于一次；每一樓層，同一配合比混凝土，取樣不得少于一次； 當一次連續(xù)澆筑超過1000m3時，同一配合比的混凝土每200m3取樣不得少于一次；對有抗?jié)B要

4、求的混凝土，取樣頻率均應(yīng)為同一工程，同一配合比不得少于一次，留置組數(shù)科根據(jù)實際需要確定。為了統(tǒng)一和便于比擬，標準以邊長150mm的立方體作為標準試件。當混凝土中粗骨料粒徑不大于31.5mm時，可采用邊長100mm的立方體，評定時，乘以0.95的換算系數(shù)。當混凝土強度等級C60時，宜采用標準試件。否那么，尺寸換算系數(shù)應(yīng)由試驗確定。3 混凝土強度的波動規(guī)律-正態(tài)分布大量的試驗結(jié)果說明，盡管原材料、配合比、攪拌成型、養(yǎng)護、試驗條件完全相同的一批混凝土，其試件強度有高有低，抗壓強度呈現(xiàn)出波動的數(shù)值。有時波動還比擬大，但這種波動不是雜亂無章的，當抽樣數(shù)量到達足夠量時，這種波動那么遵循一定的規(guī)律。對同強度

5、等級的一批混凝土，強度大多數(shù)都出現(xiàn)在強度平均值附近，距平均值越遠的數(shù)量越少，形成中間多兩側(cè)少的分布。經(jīng)分布假設(shè)檢驗其結(jié)果說明，混凝土強度的波動規(guī)律可用正態(tài)分布來描述。正態(tài)分布具有兩個參數(shù)：即平均值和標準差。平均值表達了這批混凝土強度平均水平的上下，平均值越大，那么這批混凝土的強度越高。標準差表達了這批混凝土的勻質(zhì)性，勻質(zhì)性越好那么標準差越小，曲線越“瘦高，即各組強度值都集中在平均值附近離散程度越小。在建筑工程中，如能較好的控制混凝土強度波動規(guī)律，根本上可視為正態(tài)分布。今年來，隨著混凝土技術(shù)的開展，一些超高層、大型公共建筑設(shè)計采用了C80及C100級高強混凝土。那么，高強混凝土是否符合正態(tài)分布的

6、規(guī)律呢？下面就沈陽市某工程C80級現(xiàn)場收集成型的混凝土試件為例，分析這一規(guī)律：見表1.word表1 混凝土強度數(shù)據(jù)表/MPa序號123456789101100.498.197.298.996.199.197.596.797.996.8296.994.1100.392.992.094.799.9105.6106.6105.83105.3103.2110.0103.3111.7113.599.3105.5104.9100.54102.993.697.4103.297.196.588.994.589.392.7590.991.794.892.190.194.093.695.898.095.96104

7、.9101.2104.1104.198.097.198.4101.596.295.6799.395.896.099.197.097.998.5100.599.395.78102.1100.893.091.790.492.598.8100.097.294.4998.699.286.889.489.180.777.586.682.588.11085.186.890.485.888.485.282.287.682.988.51188.091.390.393.780.8注：表中所列混凝土抗壓強度代表值均乘以0.90的折算系數(shù)。.word3.1 如將上述數(shù)據(jù)用間距4MPa分成10組，那么可根據(jù)分組強度計

8、算得出頻率表。見表23.2 計算出表1所列105組試塊強度的平均值和標準差，mfcu()=95.9MPa，sfcu()=6.9MPa。.word表2 強度計算頻率表序號分組強度/MPa頻數(shù)頻率175.078.910.95279.082.943.80383.086.969.71487.090.91514.30591.094.91716.20695.098.92927.60799.0102.91817.108103.0106.9109.529107.0110.932.8610111.0114.921.90105100.00 .word3.3 以Y軸為頻率值，X軸為強度值建立直角坐標系；在根據(jù)頻率直

9、方圖近似地描繪出正態(tài)分布曲線。見圖1.word圖1 頻率直方圖正態(tài)分布曲線.word3.4 根據(jù)概率分布，進行理論值與實際值比擬。見圖2.word圖2 正態(tài)分布曲線.word經(jīng)統(tǒng)計，該工程C80級高強混凝土試件抗壓強度在-+區(qū)間的概率為67.6%理論值為68.3%；在-2+2區(qū)間的概率為98.1%理論值為95.4%；3范圍內(nèi)為100%理論值為99.7%。無舍棄數(shù)據(jù)，未出現(xiàn)試驗工程中的可疑變異，實際值符合正態(tài)分布規(guī)律。4 混凝土強度檢驗評定混凝土強度檢驗評定應(yīng)分批進行，構(gòu)成同一驗收批的混凝土質(zhì)量狀態(tài)應(yīng)大體一致。標準規(guī)定混凝土強度等級、齡期、生產(chǎn)工藝條件配合比應(yīng)相同。對施工現(xiàn)場的現(xiàn)澆混凝土，應(yīng)按單

10、位工程驗收工程劃分驗收批進行統(tǒng)計評定?；炷翉姸葯z驗評定有兩種方法：統(tǒng)計方法和非統(tǒng)計方法。統(tǒng)計方法中常用的是標準差未知的統(tǒng)計方法。驗收批規(guī)定：試件組成不少于10組。工程實踐證明，這種方法比擬科學，在目前高層框架居多的情況下 ，相同配合比、同強度等級的混凝土在一個單位工程中很容易超過10組。那么，就可以用統(tǒng)計方法；特別對高強混凝土的評定，我們始終強調(diào)多留試件。在以往的混凝土評定驗收時，技術(shù)人員曾經(jīng)遭遇到這樣的為難。有一個工程在驗收時，設(shè)計C60級混凝土柱子的試件只有3組，強度分別為67.8MPa 64.8MPa 66.0MPa，因為混凝土組數(shù)少，只能采用非統(tǒng)計方法評定。計算方法如下：Mfcu=6

11、6.2MPa fcu,min=64.8MPa fcu,k=60MPamfcu1.15fcu,k(1) 1.15×60=69MPa>66.2MPa fcu,min0.95fcu,k(2) 64.8 MPa >0.95×60 MPa =57 MPa通過計算驗證，三組平均值小于1.15倍的設(shè)計強度值，理論上講，該批混凝土評定為不合格。然而，單組混凝土值又都大于設(shè)計強度的100%，最小值也占設(shè)計強度的108%，其余為110%、113%。如果就此判定該結(jié)構(gòu)C60級混凝土不合格似乎顯得草率。后經(jīng)專家論證，采用對結(jié)構(gòu)鉆芯取樣，才評定為合格。由此說明，采用統(tǒng)計方法評定混凝土強度

12、，可防止由于混凝土試件組數(shù)少而造成的誤判。下面再舉一個例子，某工程設(shè)計110層柱子為C60級混凝土，施工時留置了13組試塊強度分別為：61.8MPa,61.4MPa,62.2MPa,56.5MPa,59.7MPa,72.6MPa,62.4MPa,63.5MPa,62.4MPa,65.8MPa,71.4MPa,65.4MPa,59.4MPa。采用數(shù)理統(tǒng)計方法評定該檢驗批混凝土強度。Mfcu=63.4MPa, fcu,min=56.5MPa， Sfcu=4.52MPa， 1=1.7，Mfcu1·Sfcu >0.9fcu,k(1)63.4-17×4.52=55.70.9&#

13、215;60=54Fcu,min=56.5 >0.9fcu,k=54(2)評定結(jié)果：合格對以上這一批混凝土數(shù)據(jù)，乍一看強度不太理想；有的強度值沒有到達115%，個別的還有56.5Mpa, 59.4MPa，分別占設(shè)計強度的94%、99%。特別是個別工地技術(shù)員見到試驗報告上混凝土強度沒到達設(shè)計強度的115%，就下“不合格的結(jié)論，這是不對的。混凝土合格評定，是一個檢驗批的概念，某一個強度值低，不能代表這批混凝土不合格。必須按標準規(guī)定進行評定。上面的例子說明，該工程C60級混凝土到達設(shè)計要求。通過前面的舉例，并不是要說明采用數(shù)理統(tǒng)計評定就保險通過，值得注意的是，對一批混凝土強度離散性較大，計算標準差值偏大，即正態(tài)分布曲線偏“胖。在這種情況下，盡管混凝土組數(shù)超過10組，用數(shù)理統(tǒng)計反而不合格。這從另一個側(cè)面反映了該批混凝土勻質(zhì)性差，說明混凝土在配制、施工、成型、養(yǎng)護、試壓的某一環(huán)節(jié)存在問題，即質(zhì)量管理有欠缺。因此，必須對不同情況分別對待，合理評價。5 結(jié)論5.1 抽樣是檢驗混凝土強度，評定混凝土質(zhì)量的依據(jù)。應(yīng)保證樣本盡可能真實、準確地代表混凝土產(chǎn)品的