普通混凝土质量控制与检验

1、普通砼的质量控制与检验2022/10/12学习内容和教学要求（了解）砼质量控制与检验的意义与内容。（理解）砼质量控制与检验的统计学基本概念。（理解）砼质量控制的具体步骤。（了解）砼施工质量管理图的绘制。（掌握）砼强度合格性评定的检验方法。2022/10/13思考题1.影响砼质量（强度）波动的主要因素有哪些？2.三个建筑工地生产的砼，实际平均强度为23.0 MPa，设计要求的强度等级均为C20，三个工地的强度变异系数Cv分别为0.102、0.155和0.250。问三个工地生产的砼强度保证率分别是多少？并比较三个工地施工质量控制水平。 2022/10/143.某工程浇筑某部位砼，在一个检验期内按施

2、工配合比施工，先后取样制备了40 组试件（试件尺寸：150 mm150 mm150 mm），测得每组（3 个试件）砼28 d的抗压强度代表值如习题表1。 该部位砼设计强度等级为C20，试计算该批砼强度的平均值 cu、标准差、变异系数Cv及强度保证率P，并评定该工程砼能否通过检验？ 2022/10/152022/10/16普通砼质量控制与检验概述意义为保证砼质量，必须对砼质量进行控制和检验。砼质量的控制和检验相辅相成质量控制是为了保证砼质量，使施工后的砼能顺利通过检验；检验是为了能更好地促进和加强对砼质量的控制。质量控制与检验的主要指标由于砼抗压强度的变化能较好地反映砼质量的变化，故工程中通常以

3、抗压强度作为砼质量控制与检验的主要指标。 2022/10/17质量控制的目的与内容目的 选用最经济的方案生产出质量合格的砼，也即生产的砼应能满足设计要求的技术性质、具有较好的均匀性且达到规定的保证率。 加强质量控制是现代化科学管理生产的重要环节，也是保证砼结构可靠性的重要手段。内容 按照砼质量控制标准（GB 50164-2011），砼应在原材料、配合比设计、生产和施工等方面进行质量控制。 2022/10/18质量检验砼的质量是不均匀的。由于受到如原材料、施工工艺、试验条件等诸多随机因素的影响，砼的质量必然会出现随机波动。对于随机变量，可用数理统计的方法处理。 砼的质量检验，就是根据试验数据，采

4、用数理统计的方法进行统计分析，求出主要统计参数，依照有关标准或规范，来确定施工水平的好坏或砼质量是否合格。2022/10/19 质量控制与检验的统计学基本概念 砼强度的波动规律正态分布在正常施工条件下，对同一种砼进行系统的随机抽样测试，结果表明，其试件强度的波动规律符合正态分布。强度概率分布曲线（图1） 试件砼强度横坐标， 某一强度出现的概率纵坐标 曲线特点：2022/10/110图1 砼强度的正态分布曲线 2022/10/111曲线呈钟形，最高峰为砼平均强度的概率。以平均强度为对称轴，左右两边曲线对称。试件强度愈接近平均强度，出现的概率愈大；离对称轴愈远，出现的概率愈小，并逐渐趋于零。曲线和

5、横轴之间的面积为概率的总和，等于100%。在对称轴两侧的曲线上各有一个拐点。两拐点之间的曲线向下弯曲，拐点以外的曲线向上弯曲。并以横坐标为渐近线。 强度概率分布曲线窄而高，表明强度测定值比较集中，波动小，砼的均匀性好，施工水平较高。曲线矮而宽，表明强度测定值离散程度大，砼的均匀性差，施工水平较低。见图2。 2022/10/112 图4.30离散程度不同的两条强度概率分布曲线 图2离散程度不同的两条强度概率分布曲线 2022/10/113砼强度的统计参数及质量均匀性 用强度平均值 cu和强度标准差两个统计参数描述呈正态分布的强度概率。强度平均值反映砼总体强度的平均水平，但不能反映砼强度的波动情况

6、。强度标准差是强度概率分布曲线上拐点与强度平均值的距离。愈大，曲线又矮又宽，说明强度离散程度愈大，砼的均匀性愈差。2022/10/114对同一批砼，在某一统计期内连续取样制作 n 组试件（n30，每组 3 块），测得第 i 组试件的立方体抗压强度代表值为fcu,i。 强度平均值为n 组试件抗压强度的算术平均值，计算式： （1）2022/10/115砼立方体抗压强度代表值计算砼立方体试件抗压强度。 取3个试件测值的算术平均值作为该组试件的立方体抗压强度代表值（精确至0.1 MPa）。如果3个测值中的最大值或最小值中有1个与中间值的差超过中间值的15%，则把最大值和最小值一并舍去，取中间值作为该组

7、试件的抗压强度代表值；如果最大值和最小值与中间值的差均超过中间值的15%，则该组试件的试验结果无效。砼立方体抗压强度是以150 mm150 mm150 mm的立方体试件作为抗压强度的标准值，用其它尺寸试件测得的抗压强度值均应乘以相应的折算系数。当砼强度等级大于等于C60时，宜采用标准试件；使用非标准试件时，尺寸换算系数由试验确定。2022/10/116n 组试件抗压强度的标准差 （又称均方差）。计算式：（2）2022/10/117由于在相同生产管理水平下，砼的强度标准差会随平均强度水平的提高而增大，故平均强度水平不同的砼之间质量稳定性的比较，可用统计参数变异系数Cv表示。Cv值愈小，说明砼质量

8、愈均匀。Cv 计算式： 从生产和使用的角度考虑，希望砼强度的波动较小，质量较均匀，故要求或Cv较小。反之，则表明砼质量较差。在施工质量控制中，可用或Cv作为评定砼质量均匀性的指标。（3）2022/10/118砼强度保证率在砼强度质量控制中，除须考虑所生产的砼强度质量的稳定性外，还须考虑符合设计要求的强度等级的合格率，即强度保证率。它是指在砼强度总体中，不小于设计要求的强度等级标准值f cu,k的概率P（%），在强度分布曲线上以阴影表示。见图3。图3 砼强度保证率 2022/10/119不同工程对砼强度保证率的要求不同。对某一统计期间内，砼强度所能得到的保证率的计算：先根据砼设计的强度等级f c

9、u,k，强度平均值 cu，标准差或Cv计算概率度（强度保证率系数）t。 （4）2022/10/120根据 t 值，由表1查得强度保证率P（%）。 表1 不同 t 值的保证率P（t）2022/10/121砼的配制强度 如所配制砼的强度平均值，等于设计要求的强度等级标准值，则其强度保证率只有50%。因此要达到高于50%的强度保证率，砼的配制强度必须高于设计要求的强度等级标准值。令砼的配制强度等于平均强度，即fcu,0 cu，则有： fcu,0fcu,kt （5） 设计要求的保证率愈大，配制强度就要愈高；强度质量稳定性愈差，配制强度就提高得愈多。2022/10/122普通砼的质量控制 （1）原材料质

10、量控制原材料质量的好坏，直接影响砼质量的高低。配制砼的所有原材料（水泥、砂、石、掺合料、外加剂、水），使用前均应进行检验，符合质量标准方可使用。拌合水如为可饮用自来水，不用检验。未经处理的海水严禁用于钢筋砼和预应力砼。当集料具有碱活性时，砼用水不得采用砼企业生产设备洗涮水。2022/10/123水泥质量主要控制项目有：凝结时间、安定性、胶砂强度、氧化镁和氯离子含量，低碱水泥还包括碱含量，中、低热水泥还包括水化热。即水泥进场时，对这些项目要进行复验。宜采用新型干法窑生产的水泥，其质量稳定性较好；水泥中混合材品种和掺量应注明。拌制砼时水泥温度不宜高于 60，否则对砼性能不利。2022/10/124

11、砂石质量主要控制项目有：颗粒级配、含泥量、泥块含量、坚固性；石子还有最大粒径、针片状颗粒含量、压碎值指标，用于高强砼（C60）的还有岩石抗压强度；砂子还有细度模数、氯离子含量和有害物质含量，海砂尚包括贝壳含量，人工砂尚包括石粉含量和压碎值指标，但可不包括氯离子含量和有害物质含量。石子或用于制作石子的岩石以及人工砂应进行碱-硅酸和碱-碳酸盐反应活性检验；河砂和海砂进行碱-硅酸反应活性检验。有碱活性的粗集料和砂不宜用于有预防砼碱-集料反应要求的砼工程。石子宜采用连续级配，泵送砼宜用中砂。2022/10/125外加剂和矿物掺合料品种多，质量差异较大，掺量范围较宽，当在砼中掺用时，其种类和掺量应经试验

12、确定，才能实施砼质量的控制。外加剂质量主要控制项目有：掺外加剂砼的性能（减水率、凝结时间差和抗压强度比）和外加剂匀质性（pH值、氯离子含量和碱含量）两方面；引气剂和引气减水剂还有含气量；防冻剂还有含气量和 50 次冻融强度损失率比；膨胀剂还有凝结时间、限制膨胀率和抗压强度。2022/10/126宜采用液态外加剂，利于均匀分布。高强砼应采用高性能减水剂，有抗冻要求的砼采用引气剂或引气减水剂，大体积砼采用缓凝剂或缓凝减水剂，砼冬期施工可采用防冻剂。掺用矿物掺合料时，宜与高效减水剂同时使用，水泥以硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥为宜。低于级的粉煤灰，或二氧化硅含量小于90%的硅灰，不宜用于高强砼或有抗渗、

13、抗冻、抗腐蚀、耐磨等其他特殊要求的砼。2022/10/127（2）砼配合比控制砼配合比应按普通砼配合比设计规程(JGJ 55-2011)的规定，通过设计计算和试配确定，不得采用经验配合比。实际施工中使用配合比时，应根据原材料情况及时调整，但不得随意变更。对首次使用、使用间隔时间超过3个月的配合比应进行开盘鉴定。要注意，应通过配合比控制加强对砼耐久性能的控制。 2022/10/128（3）砼性能要求1）拌合物性能砼质量控制的重点之一砼拌合物如出现问题，硬化砼的质量将无法保证。砼拌合物应具有良好的和易性，并不得离析或泌水，拌合物凝结时间应满足施工要求和砼性能要求。坍落度在满足施工要求的前提下，应尽

14、量采用较小值；泵送砼拌合物坍落度设计值不宜大于180 mm。泵送高强砼的扩展度不宜小于500 mm；自密实砼的扩展度不宜小于600 mm。2022/10/129坍落度经时损失是砼拌合物性能的重要方面，坍落度经时损失不应影响砼的正常施工。泵送砼拌合物的坍落度经时损失不宜大于30 mmh。环境中的氯离子易引起钢筋锈蚀。砼拌合物中水溶性氯离子含量要符合表2的要求。表2 砼拌合物中水溶性氯离子最大含量（水泥用量的质量百分比，%）2022/10/1302）力学性能、长期性能和耐久性能砼质量控制不仅对砼拌合物性能和力学性能进行控制，还包括砼长期性能和耐久性能的控制。砼力学性能应满足设计和施工的要求。砼抗压

15、强度按砼强度检验评定标准（GB/T 50107）的有关规定进行检验评定，并应合格。长期性能包括收缩和徐变。砼长期性能和耐久性能的检验评定应符合砼耐久性检验评定标准（JCJ/T 193）的有关规定。 2022/10/131（4）砼生产控制水平砼工程宜采用预拌砼。砼生产控制水平可按强度标准差（）和实测强度达到强度标准值组数的百分率（P）表征。砼强度标准差（）按式（2） 计算，并应符合表3的规定。 表3 砼强度标准差（MPa）2022/10/132实测强度达到强度标准值组数的百分率（P）不应小于95%，计算精确到 0.1。 （6）式中 n0统计周期内相同强度等级砼达到强度标准值的试件组数。预拌砼搅拌

16、站和预制砼构件厂的统计周期可取一个月；施工现场搅拌站的统计周期可根据实际情况确定，但不宜超过3个月。2022/10/133 （5）砼生产与施工质量控制包括砼原材料进场、组成材料的计量、砼拌合物的搅拌、运输、浇筑和养护等工序的控制。控制目的：要保证砼在硬化前具有良好的施工和易性，能顺利运输、浇筑，获得密实匀质的砼结构；而硬化后具有必要的强度、长期性能和耐久性以承担设计所要求的荷载和环境介质的侵蚀作用。实施：必须配备相应的技术人员和必要的检验及试验设备，建立健全必要的技术管理与质量控制制度，遵守砼结构工程施工质量检验规范（GB 50204-2002（2011版）及砼质量控制标准（GB 50164-

17、2011）的有关规定。2022/10/1341）砼工程生产与质量控制 砼的搅拌、运输、浇筑、养护等环节，均应按规定严格操作。砼拌合物在运输和浇筑成型过程中严禁加水。因运距过远、交通或现场等问题造成坍落度损失较大时，可在砼拌合物中掺入适量减水剂并快速搅拌。矿物掺合料存储时，应有明显标记且防潮防雨，不同矿物掺合料以及水泥不得混杂堆放以免用错；矿物掺合料存储期超过 3 个月时，应复检，合格者方可使用。粗、细集料堆场应有遮雨设施。集料含水率应定期测定，雨天施工增加测定次数。2022/10/135原材料计量用电子计量设备。每盘称量的允许偏差：水、外加剂1%；胶凝材料2%；粗、细集料3%。应根据粗、细集料

18、含水率的变化，及时调整粗、细集料和拌合用水的称量。砼搅拌宜采用强制式搅拌机。拌合物搅拌的最短时间见表4。搅拌高强砼时，搅拌时间应适当延长；采用自落式搅拌机时，搅拌时间宜延长 30 s。双卧轴强制式搅拌机，在保证搅拌均匀时适当缩短搅拌时间。为控制砼搅拌质量，同一盘砼的搅拌匀质性应符合：砼中砂浆密度两次测值的相对误差不应大于 0.8；砼稠度两次测值的差值不应大于砼拌合物稠度允许偏差的绝对值。2022/10/136表4 砼搅拌的最短时间（s）冬期施工搅拌砼时，宜采用加热水（最高温度60）并同时加热集料（最高温度40）的方法提高拌合物温度。当集料不加热时，拌合用水可加热到 60以上，但此时应先投入集料

19、与热水搅拌使热水降温后，再投入胶凝材料等共同搅拌。2022/10/137拌合物运输时，应控制砼不离析、不分层。从搅拌机卸出至施工现场接收的时间间隔不宜大于 90 min。当采用机动翻斗车运输时，道路应平整；采用搅拌罐车运送时，搅拌罐在冬期应有保温措施。当采用泵送砼时，应保证砼连续泵送，这点非常重要，尤其对大体积砼和不留施工缝的结构砼等。砼浇筑前，应清除模板内及垫层上的杂物；表面干燥的地基土、垫层、木模板应浇水湿润，以免使砼因表面失水过多而产生外观质量问题，但不得有积水。对模板的缝隙和孔洞应予堵严，不应漏浆。2022/10/138拌合物入模温度：夏季不高于 35，宜于晚间或夜间浇筑；冬期不低于5

20、，并采取保温措施。入模温度过高，对砼硬化过程有影响，加大了控制难度。当现场温度高于 35时，要对金属模板浇水降温，但不得留有积水，并采取遮挡措施避免阳光照射金属模板；温度过低，对水泥水化和砼强度发展不利，砼在冬期容易被冻伤。在浇筑过程中，应控制砼的均匀性、密实性和整体性，这是砼浇筑质量的保证。泵送砼输送管道的最小内径与粗集料最大粒径要匹配；在同一时间段交替浇筑时，应避免输送管道中的砼混入其他不同配合比或不同强度等级的砼，在工程实际中存在因搞混而引起质量事故的问题。当砼自由倾落高度大于 3.0 m时，采用串筒、溜管或振动溜管等辅助设备以避免砼离析。2022/10/139浇筑竖向尺寸较大的结构物时

21、，应分层浇筑，每层厚度控制在 300 mm350 mm，厚度过大不利于振捣，影响成型质量；大体积砼宜分层浇筑，可利用自然流淌形成斜坡沿高度均匀上升，分层厚度不大于 500 mm；清水砼浇筑，可多安排振捣棒，边浇筑砼边振捣，宜连续成型，以利于形成质量均匀、颜色一致的砼表面。2022/10/140控制砼拌合物从搅拌机卸出后到浇筑完毕的延续时间不超过表5的规定。虽然通过砼外加剂技术，可调整拌合物的可操作时间并满足硬化砼性能要求，但抓紧时间尽早完成浇筑有利于浇筑成型各方面的操作。 在砼浇筑及静置过程中，在砼终凝前对浇筑面进行抹面处理有利于抑制表面裂缝，提高表面质量。砼构件成型后，在强度达到1.2 MP

22、a以前，不得在其上踩踏行走。表5 砼拌合物从搅拌机卸出后到浇筑完毕的延续时间（min）2022/10/141砼施工养护有浇水、覆盖保湿、喷涂养护剂、冬季蓄热养护等方法；砼构件或制品厂生产可采用蒸汽养护、湿热养护或潮湿自然养护等方法。 养护方法应满足施工养护方案或生产养护制度的要求。养护原则：湿度要充分，温度应适宜。 砼成型后立即用塑料薄膜覆盖以防砼早期失水和被风吹，有效减少砼表面水分损失，有利于砼表面裂缝的控制，是较好的养护措施。对于难以潮湿覆盖的结构立面砼等，可采用养护剂进行养护，但养护效果应通过试验验证。对于砼浇筑面，尤其是平面结构，宜边浇筑成型边采用塑料薄膜覆盖保湿。2022/10/14

23、2大体积砼的养护过程中控制砼内部和表面的温差不超过 25、表面与外界温差不大于 20，可有效控制砼内部温度应力对砼浇筑体结构的不利影响，减小裂缝产生的可能性。可设置测温孔或埋设热电偶等测定砼内部和表面的温度。砼冬期施工的，日均气温低于 5时，不得采用浇水自然养护方法。砼受冻前的强度不得低于 5 MPa。还应注意避免砼内外温差过大，有效控制砼温度应力的不利影响。砼强度不低于 5MPa，即具有了一定的非冻融循环大气条件下的抗冻能力，这个强度也称抗冻临界强度。2022/10/143对于采用硅酸盐水泥、普通水泥或矿渣水泥配制的砼，浇水和潮湿覆盖的养护时间不得少于 7 d； 对于采用粉煤灰水泥、火山灰水

24、泥、复合水泥配制的砼，或掺加缓凝剂的砼以及大掺量矿物掺合料砼，不得少于 14 d。对于竖向砼结构，养护时间宜适当延长。对砼拌合物和硬化后的砼要进行质量检验，包括砼原材料质量检验、砼拌合物性能检验和硬化砼性能检验。2022/10/1442）砼施工质量管理图 为掌握生产过程中砼的质量动态，常对在各工序中取得的质量指标如水泥强度、砼坍落度、水灰比、强度等定期（按每月、季、年）进行统计分析，绘成质量管理图。这样便于及时发现问题，采取措施与对策，提高砼质量，也对加强整个生产和施工过程的质量控制、完善砼质量控制过程有很大帮助。 2022/10/145当砼施工处于统计控制状态时，由正常原因造成的砼强度的波动

25、服从正态分布，砼强度的特征值在区间（ cu2，cu2）和（ cu3，cu3）范围内的概率分别为95.45%和99.73%。将砼强度正态分布图旋转90，然后翻转180，并以 cu作为中心线，以（ cu2，cu2）区间的上下界线作为上下警戒线，以（ cu3，cu3）区间的上下界线作为上下控制线，即得到砼施工质量管理图。绘制砼施工质量（强度）管理图时，横坐标浇筑时间或试验编号，纵坐标强度试验值，依浇筑时间或试验顺序依次点入图中（图4）。 2022/10/146图4 砼施工质量管理图 2022/10/147图解： 在施工过程中，根据质量管理图中点子的分布情况及变动趋势，可以推断生产情况是否正常：在正常

26、生产情况下，点子靠近中心线的两边均匀分布，靠近中心线的点子多些，远离中心线的点子少些。若连续一批点子显著地偏离中心线一方，则表明施工中产生了系统性的变动因素，导致了砼的强度总体改变；若一群点子自高向低（或自低向高）逐渐变动，表明砼强度总体有逐渐降低或增高的趋势；2022/10/148如果点子在一段时间连续在中心线的一边，另一段时间又跳到中心线的另一边，则表明有周期性的影响因素，使质量控制不稳定。特别注意，如果有较多点子超出了警戒线（特别是下警戒线），表明质量控制已有问题；如果点子超出了下控制线，无论有多少，都表明质量有问题。砼强度值落在3及2之外的概率，在100次中分别不足1次及5次，都是小概

27、率事件。而小概率事件在一次试验中几乎是不可能发生的，若发生此种事件，则表明生产过程中存在某种异常原因，应立即查明，加以解决。2022/10/149砼强度的检验评定 砼强度的检验评定是砼质量控制的重要内容之一。评定方法是在对砼工程进行检验时，根据从被检验的总体中随机抽取一部分单位产品的检验结果对整批产品的质量情况做出判断。砼强度检验评定标准（GB/T 50107-2010）规定，砼强度应分批进行检验评定。一个检验批的砼，应由强度等级相同、龄期相同以及生产工艺条件和配合比基本相同的砼组成。2022/10/150（1）砼取样和强度试件的留置结构砼的强度等级必须符合设计要求。用于检查结构构件砼强度的试

28、件，应在砼的浇筑地点随机抽取。取样与试件留置应符合下列规定：每拌制100盘且不超过100 m3的同配合比的砼，取样次数不得少于1次；每工作班拌制的同一配合比的砼不足100盘时，取样次数不得少于1次；当一次连续浇筑超过1 000 m3时，同一配合比的砼每200 m3取样不得少于一次；房建每一楼层、同一配合比的砼，取样不得少于一次。2022/10/151每次取样应至少留置一组标准养护试件，同条件养护试件的留置组数应根据实际需要确定。预拌砼，除应在预拌砼厂内按规定留置试件外，砼运到现场后，尚应按上述规定留置试件。每组3个试件，应在同一盘砼中取样制作。试样的制作、养护、试验应符合有关国家标准规定。2022/10/152（2）检验评定方法检验评定分统计方法和非统计方法两种。1）统计方法 商品砼厂 预制砼构件厂 采用现场集中搅拌砼的施工单位 应按统计方法