混凝土的合格性控制

出处：按学科分类—工业技术 中国建材工业出版社《现代工程材料实用手册》第145页（4109字）

根据《混凝土及预制混凝土构件质量控制规程》(CECS40)中的要求，混凝土的合格性控制主要是指在正常连续生产的情况下，采用随机抽取试样进行混凝土抗压强度的测试或检验其他技术指标，用数理统计方法来评定混凝土的质量。混凝土的质量波动直接反映在强度上，通过对混凝土强度的合格性控制，就能基本上控制住整个混凝土工程的质量。

数理统计方法可用算术平均值、标准差、变异系数和保证率等参数来综合评定混凝土质量，下面以混凝土强度为例来说明数理统计方法的基本概念和方法。

(一)混凝土强度评定数理统计方法

1．混凝土强度平均值

对同一批混凝土，在某一统计期内连续取样制作几何试样(每组三块)，测得各组试件的立方体抗压强度代表值分别为：f_cu，1、f_cu，2、f_cu，3、…、f_cu，n，求其算术平均值即得到混凝土强度平均值f_cu：

式中 f_cu——混凝土强度平均值(MPa)；

n——混凝土试样的试验组数；

f_cu，i——第i组试件立方体抗压强度代表值(MPa)。

混凝土强度平均值仅反映混凝土总体强度的平均值，并不能说明混凝土强度的波动情况。能直接反映强度波动情况的是标准差和变异系数。

2．混凝土强度标准差

混凝土强度标准差(σ)又称均方差，是强度分布曲线上拐点距强度平均值之间的距离。混凝土强度标准差(σ)越大，说明混凝土强度的离散程度越大，混凝土的质量越不稳定。标准差可用式(5－32)计算：

3．混凝土强度变异系数

混凝土强度变异系数(C_v)，可根据计算求得的强度平均值和标准差，用式(5－33)计算：

混凝土强度变异系数(C_v)值越小，说明混凝土的质量越稳定，混凝土生产的质量水平越高。

4．混凝土强度保证率

混凝土强度保证率(P)是指混凝土强度总体分布中大于设计强度等级的概率，一般呈正态分布，常用强度分布曲线上的阴影部分来表示，如图5－28所示。

图5－28 混凝土强度保证率

混凝土强度保证率(P)的计算方法如下：根据混凝土的强度等级f_cu，k、平均强度f_cu、混凝土强度标准差σ或变异系数C_v，用式(5－34)计算概率度t。

根据计算出的概率度t值，可由表5－71查得混凝土强度保证率(P)。

表5－71 不同t值的混凝土强度保证率(P)

根据以上数值，按表5－72可确定混凝土的生产质量水平。

表5－72 混凝土的生产质量水平

(二)混凝土强度的评定等级

混凝土强度应分批进行检验评定，一个验收批的混凝土应由强度等级相同、龄期相同、生产工艺条件相同和配合比基本相同的混凝土组成。混凝土强度的评定方法，可分为统计方法和非统计方法两种。

1．统计方法评定

统计方法评定混凝土强度等级，又可分为标准差已知的统计方法和标准差未知的统计方法两种。

(1)标准差已知的统计方法

当混凝土的生产条件在较长时间内保持一致，且同一品种混凝土的强度变异性能保持稳定，标准差可根据前一时期生产积累的同类混凝土强度数据而确定时，每批混凝土的强度标准差可按常数考虑。强度评定应由连续的3个试件组成一个验收批，其强度应同时满足下列要求：

f_cu≥f_cu，k+0．70σ₀ (5－35)

f_cu，min≥f_cu，k－0．70σ₀ (5－36)

当混凝土强度等级≤C20时，强度最小值应满足式(5－37)的要求：

f_cu，min≥0．85f_cu，k (5－37)

当混凝土强度等级＞C20时，强度最小值应满足式(5－38)的要求：

f_cu，min≥0．90f_cu，k (5－38)

式中 f_cu——同一验收批混凝土立方体抗压强度平均值(MPa)；

f_cu，min——同一验收批混凝土立方体抗压强度最小值(MPa)；

f_cu，k——混凝土设计强度等级(MPa)；

σ₀——同一验收批混凝土立方体抗压强度标准差(MPa)。

验收批混凝土立方体抗压强度的标准差σ₀，应根据前一个检验期内同一品种混凝土试件的强度数据，按式(5－39)计算：

式中 △f_cu，i——第i批试件立方体抗压强度中最大值与最小值之差(MPa)；

m——用以确定该验收批混凝土立方体抗压强度标准差的数据总批数。

上述检验期不应超过三个月，该期内强度数据的总批数不得小于15。

(2)标准差未知的统计方法

当混凝土的生产连续性差，生产条件在较长时间内不能保持一致，强度变异性能不能保持稳定时，这时检验评定只能根据每一验收批抽样的强度数据来确定。强度评定应由不少于10组试件组成一个验收批，其强度应同时满足下列条件：

f_cu－λ₁S_fcu≥0．90f_cu，k (5－40)

f_cu，min≥λ₂f_cu，k (5－41)

式中 S_fcu——同一验收批混凝土立方体抗压强度标准差(MPa)，当S_fcu＜0．06f_cu，k时，取

S_fcu=0．06f_cu，k，可按式(5－42)进行计算；

λ₁，λ₂——合格性判定系数，按表5－73中数值取用。

表5－73 混凝土强度的合格性判定系数

式中 f_cu，i——第i组混凝土试件的立方体抗压强度值(MPa)；

n——一个验收批混凝土试件的组数。

用统计方法进行混凝土强度评定，适用于商品混凝土厂、预制混凝土构件厂和采用现场集中搅拌混凝土的施工单位。

2．非统计方法评定

当前，我国仍在各地普遍存在着小批零星混凝土的生产方式，因其试件组数有限，不具备按统计方法评定混凝土的条件，这种情况可采用非统计方法评定混凝土强度。

按非统计方法评定混凝土强度时，试件组数一般为2～9组，混凝土强度一般应同时满足下列条件：

f_cu≥1．15f_cu，k (5－43)

f_cu，min≥0．95f_cu，k (5－44)

用统计方法进行混凝土强度评定，适用于零星生产的预制构件厂的混凝土或现场搅拌量不大的混凝土。

(三)混凝土强度合格性评定

当混凝土分批进行检验评定时，若检验结果能满足上述规定要求时，则该批混凝土强度质量判为合格；当不能满足上述规定时，该批混凝土强度质量判为不合格。对于评定为不合格的混凝土结构或构件，应当进行实体鉴定，经实体鉴定仍未达到设计要求的结构或构件，必须及时进行处理，确保混凝土强度满足设计要求。

当对混凝土试件强度的代表性有怀疑时，可采用从结构或构件中钻取试件的方法，或采用非破损(如回弹法、超声法)检验方法，按有关标准的规定对结构或构件混凝土的强度进行评定。

混凝土强度的评定，是一项非常严肃的工作，不仅关系到混凝土结构或构件的使用功能和耐久性，而且还关系到人民的生命财产安全，必须按国家的有关标准进行。