混凝土强度离散性分析与控制

　　摘要：混凝土强度离散性是影响混凝土强度的重要因素。因此，有必要对其进行分析、研究，并在此基础上提出进行控制的方法。
　　关键词：混凝土强度 离散性 分析与控制
　　
　　1.理论分析
　　混凝土是用水将水泥、石子、沙子、外加剂拌和后，经过养护硬化形成的。混凝土强度具有离散性是因为混凝土均质性差，作为一种非均质材料，在将混凝土搅拌得十分均匀的情况下，其抗压强度与水泥等其他建筑材料相比都较差。而且不同试件由同一盘混凝土组成，其强度也会在一定的范围内波动。因此，可以说，混凝土强度不是固定的，而是一个波动范围。
　　混凝土强度的特征是上下波动与高低不同。其原因是：①原材料和配合比设计质量的影响。因原材料质量的不同会严重影响混凝土的强度；配合比设计的不同是保证混凝土强度的稳定性因素之一。②施工质量和试验误差等技术因素的影响。施工过程中存在多种变化、意外的因素，不合理、科学的操作会严重影响混凝土强度。如因试验误差、搅拌技术等多种因素，导致成型养护时产生波动。此外，混凝土强度波动的离散性是不能完全靠平均强度体现的，两批混凝土的平均强度可能完全相同，但可能一批强度分散、一批集中，从而导致各自的强度相差很大。因此，平均强度不是衡量混凝土质量的唯一标准。
　　
　　2.数据分析
　　
　　2.1情况介绍主体结构混凝土：强度等级为C60，下表为两组实验数据的抗压强度值：（单位MPa）
　　 ① 23.0 21.4 19.6 18.8 22.2 20.5 24.1 19.0 23.4 26.3 23.7 25.0
　　 ② 24.0 21.6 20.3 22.3 23.0 22.8 24.8 36.2 25.0 26.5 25.4 25.4
　　
　　以混凝土强度检验评定标准，结合统计方法进行评定，判定合格的条件如下：Mfcu-λSfcu≥0.9fcu.k；Fcu.min≥λ2fcu.k上式可得：①组Mfcu=22.25mpa,Sfcu=2.42mpa；②组 Mfcu=24.78mpa,Sfcu=4.03mpa 　　
　　由上式可得，评定主体结构混凝土强度合格的是：①组；不合格的是：②组 。
　　2.2结论总结
　　比较上表格中两组实验数据，①②组试块的强度平均值分别为22.25mpa、24.78mpa；①②组试块强度最小值分别为：18.8mpa、20.3mpa。由此，通过观察、分析，可以得出这样的结论：①组的试块值大都小于②组；其试块值与设计强度相比较，则①组有3组试块值小于设计强度,②组的所有试块值都大于设计强度；但评定结果却恰恰相反，显示①组合格，而②组却不合格。
　　
　　3.综合分析
　　
　　通过理论可知，对于解释上述现象的原因应从混凝土强度具有离散性的角度着手。合格的混凝土应是强度分布集中、具有较高的平均强度。以上表为据，①组的混凝土强度分布：Fcu,max-Fcu，min=7.5mpa,Sfcu=2.42mpa，较集中；②组的混凝土强度分布：Fcu,max-Fcu，min=15.9mpa,Sfcu=4.03mpa，较分散。虽然②组混凝土平均强度高于①组，但其混凝土强度标准值Mfcu-1.645Sfcu值低于①组，且强度保证率低于95%，故②组评定验收为不合格。
　　
　　4.控制方法
　　
　　混凝土强度变异程度对建筑质量的影响很大，是保证建筑质量的重要因素之一。同时，混凝土强度变异程度也会全面体现生产混凝土单位的管理与质量水平。质量、管理水平的高低直接反映强度变异的标准差。因此，施工中，不仅控制混凝土平均强度是尤为重要的，对于混凝土强度标准差的控制也同样重要。具体方法如下所示：
　　4.1原材料质量的保障。作为混凝土物质基础的原材料，它的作用可想而知，混凝土强度的高低受原材料的影响很大。严格控制原材料质量便显得非常重要。因此，使用之前，必经复试检测合格后才能使用原材料；对已试验合格的水泥、沙子、石材料封样，防止其质量发生变化。
　　4.2配合比设计质量的调控。配合比设计将保证混凝土质量的稳定性，使用材料前，在以往经验的基础上，必须对材料试验进行重新、认真、反复的计算，进而再进行调整。
　　4.3试验误差的避免。试验误差是导致混凝土强度离散性的又一主要因素。因此，首先应保障试验机械的高精准性，定时检查、校验，其次保证试验方法的操作正确、科学、规范；再次对于试块要严格按规定养护，配有专门人员见证取样、送样，保证其真实性。
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　　4.4施工质量的监督、管理。施工过程中面临多种变化因素，更易影响混凝土强度离散性。例如施工机械、气候变化、技术操作失误等自然与非自然因素。因此，施工前，严格制定管理制度；在施工中，要有专人负责监督工作人员的操作、专业人员操作应及时测定沙的含水量变化并记录、计量水、外加剂的用量。特别是，在搅拌过程中，应均匀搅拌、安全运输、密实振动、及时养护。
　　
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