混凝土强度分布规律及其评定

1、word混凝土强度分布规律及其评定 .word1 概述混凝土是建筑工程中使用量大、应用很广的一种建筑材料。随着我国城市化进程的不断加快，根底设施、民生工程、工业与民用建筑建设工程日益增多，混凝土的产销量也在逐年攀升。据有关部门统计，沈阳市2005年应用商品混凝土620万立方米；2006年增加到800万立方米；2007年的生产应用量到达1100万立方米。在每年的商品混凝土应用总量中，设计强度C30 - C45级居多，占年产量的70%；C20 - C25级混凝土占年产量的20%；C50 - C60级高强混凝土约占10%。为保证混凝土工程符合设计要求的结构可靠度，国家标准中规定了混凝土质量的初步控制

2、、生产控制和合格控制，本篇主要论述混凝土合格性的检验验收控制。2 混凝土材料的抽样目前，我国对混凝土强度以“强度等级来表达，混凝土的实际强度值是一些离散的数值。为设计、施工和验收的方便，将不同质量的混凝土按标准条件下的立方体抗压分为假设干级别，以符号C及其后面的立方体抗压强度标准值来表达。如：C20、C30等。一批混凝土的实际强度不可能是一个值,而是呈现某种分布，强度有高有低。在实际工程中进行质量检验时，我们不能将所有的混凝土逐一进行试验而求得结果，而只能用抽样检验的方法。所谓抽样检验是指从交验的一批产品中批量为N随机抽取一个样本由几个单位产品组成进行检验，从而对产品质量作出评判的过程。抽样检

3、验的目的在于：通过样本推断总体。而其期望在于“用尽量少的样本量来尽可能准确地判定总体批的质量。对于混凝土的评定标准规定：结构混凝土的强度等级必须符合设计要求。用于结构混凝土强度的试件，应在混凝土的浇筑地点随机抽取。预拌商品混凝土应随机从同一运输车中抽取，试样应在卸料量的1/4至3/4之间采取，取样与试件留置应符合以下规定：每拌制100盘且不超过100m3的同配合比的混凝土，取样不得少于一次；每工作班拌制的同一配合比的混凝土缺乏100盘时，取样不得少于一次；每一楼层，同一配合比混凝土，取样不得少于一次； 当一次连续浇筑超过1000m3时，同一配合比的混凝土每200m3取样不得少于一次；对有抗渗要

4、求的混凝土，取样频率均应为同一工程，同一配合比不得少于一次，留置组数科根据实际需要确定。为了统一和便于比拟，标准以边长150mm的立方体作为标准试件。当混凝土中粗骨料粒径不大于31.5mm时，可采用边长100mm的立方体，评定时，乘以0.95的换算系数。当混凝土强度等级C60时，宜采用标准试件。否那么，尺寸换算系数应由试验确定。3 混凝土强度的波动规律-正态分布大量的试验结果说明，尽管原材料、配合比、搅拌成型、养护、试验条件完全相同的一批混凝土，其试件强度有高有低，抗压强度呈现出波动的数值。有时波动还比拟大，但这种波动不是杂乱无章的，当抽样数量到达足够量时，这种波动那么遵循一定的规律。对同强度

5、等级的一批混凝土，强度大多数都出现在强度平均值附近，距平均值越远的数量越少，形成中间多两侧少的分布。经分布假设检验其结果说明，混凝土强度的波动规律可用正态分布来描述。正态分布具有两个参数：即平均值和标准差。平均值表达了这批混凝土强度平均水平的上下，平均值越大，那么这批混凝土的强度越高。标准差表达了这批混凝土的匀质性，匀质性越好那么标准差越小，曲线越“瘦高，即各组强度值都集中在平均值附近离散程度越小。在建筑工程中，如能较好的控制混凝土强度波动规律，根本上可视为正态分布。今年来，随着混凝土技术的开展，一些超高层、大型公共建筑设计采用了C80及C100级高强混凝土。那么，高强混凝土是否符合正态分布的

6、规律呢？下面就沈阳市某工程C80级现场收集成型的混凝土试件为例，分析这一规律：见表1.word表1 混凝土强度数据表/MPa序号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：表中所列混凝土抗压强度代表值均乘以0.90的折算系数。.word3.1 如将上述数据用间距4MPa分成10组，那么可根据分组强度计

8、算得出频率表。见表23.2 计算出表1所列105组试块强度的平均值和标准差，mfcu()=95.9MPa，sfcu()=6.9MPa。.word表2 强度计算频率表序号分组强度/MPa频数频率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轴为频率值，X轴为强度值建立直角坐标系；在根据频率直

9、方图近似地描绘出正态分布曲线。见图1.word图1 频率直方图正态分布曲线.word3.4 根据概率分布，进行理论值与实际值比拟。见图2.word图2 正态分布曲线.word经统计，该工程C80级高强混凝土试件抗压强度在-+区间的概率为67.6%理论值为68.3%；在-2+2区间的概率为98.1%理论值为95.4%；3范围内为100%理论值为99.7%。无舍弃数据，未出现试验工程中的可疑变异，实际值符合正态分布规律。4 混凝土强度检验评定混凝土强度检验评定应分批进行，构成同一验收批的混凝土质量状态应大体一致。标准规定混凝土强度等级、龄期、生产工艺条件配合比应相同。对施工现场的现浇混凝土，应按单

10、位工程验收工程划分验收批进行统计评定。混凝土强度检验评定有两种方法：统计方法和非统计方法。统计方法中常用的是标准差未知的统计方法。验收批规定：试件组成不少于10组。工程实践证明，这种方法比拟科学，在目前高层框架居多的情况下 ，相同配合比、同强度等级的混凝土在一个单位工程中很容易超过10组。那么，就可以用统计方法；特别对高强混凝土的评定，我们始终强调多留试件。在以往的混凝土评定验收时，技术人员曾经遭遇到这样的为难。有一个工程在验收时，设计C60级混凝土柱子的试件只有3组，强度分别为67.8MPa 64.8MPa 66.0MPa，因为混凝土组数少，只能采用非统计方法评定。计算方法如下：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通过计算验证，三组平均值小于1.15倍的设计强度值，理论上讲，该批混凝土评定为不合格。然而，单组混凝土值又都大于设计强度的100%，最小值也占设计强度的108%，其余为110%、113%。如果就此判定该结构C60级混凝土不合格似乎显得草率。后经专家论证，采用对结构钻芯取样，才评定为合格。由此说明，采用统计方法评定混凝土强度

12、，可防止由于混凝土试件组数少而造成的误判。下面再举一个例子，某工程设计110层柱子为C60级混凝土，施工时留置了13组试块强度分别为：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。采用数理统计方法评定该检验批混凝土强度。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)评定结果：合格对以上这一批混凝土数据，乍一看强度不太理想；有的强度值没有到达115%，个别的还有56.5Mpa, 59.4MPa，分别占设计强度的94%、99%。特别是个别工地技术员见到试验报告上混凝土强度没到达设计强度的115%，就下“不合格的结论，这是不对的。混凝土合格评定，是一个检验批的概念，某一个强度值低，不能代表这批混凝土不合格。必须按标准规定进行评定。上面的例子说明，该工程C60级混凝土到达设计要求。通过前面的举例，并不是要说明采用数理统计评定就保险通过，值得注意的是，对一批混凝土强度离散性较大，计算标准差值偏大，即正态分布曲线偏“胖。在这种情况下，尽管混凝土组数超过10组，用数理统计反而不合格。这从另一个侧面反映了该批混凝土匀质性差，说明混凝土在配制、施工、成型、养护、试压的某一环节存在问题，即质量管理有欠缺。因此，必须对不同情况分别对待，合理评价。5 结论5.1 抽样是检验混凝土强度，评定混凝土质量的依据。应保证样本尽可能真实、准确地代表混凝土产品的