對建筑工程中混凝土強(qiáng)度的理解

陳 潔

（福州市建設(shè)工程質(zhì)量監(jiān)督站 350007）

1 混凝土配制強(qiáng)度

1、混凝土生產(chǎn)水平即控制標(biāo)準(zhǔn)的確定，根據(jù)驗(yàn)收評定標(biāo)準(zhǔn)取α值為5%，β值為5%，即生產(chǎn)和消費(fèi)風(fēng)險(xiǎn)同為5%?；炷翉?qiáng)度fcu是隨機(jī)的,為計(jì)量值質(zhì)量特征值，當(dāng)樣本數(shù)量大于30 組時(shí)，其概率分布服從正態(tài)分布。正態(tài)分布的樣本平均值mfcu描述了質(zhì)量特征值fcu 分布的集中位置，而正態(tài)分布的標(biāo)準(zhǔn)差σ描述了質(zhì)量特征值fcu 的分散程度。根據(jù)正態(tài)分布的概率計(jì)算公式得混凝土強(qiáng)度的正態(tài)分布概率計(jì)算公式為

當(dāng)配制混凝土?xí)r，要保證其配制出來后混凝土強(qiáng)度有95%的百分率達(dá)到其強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值，也就是低于混凝土強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值的百分率為5%，得到：

認(rèn)識和理解：當(dāng)混凝土強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)差確定后，根據(jù)該混凝土強(qiáng)度等級計(jì)算出的mfcu進(jìn)行混凝土配合比配制，就可保證其配制出來的混凝土強(qiáng)度95%分布在高于標(biāo)準(zhǔn)值范圍內(nèi)。

2、對《普通混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程》JGJ55-2011 第4.0.2 條混凝土標(biāo)準(zhǔn)差確定的理解：

1）在強(qiáng)度離散程度較低，工序生產(chǎn)能力較好的前提下，人為的提高配制強(qiáng)度，降低了生產(chǎn)方α值和消費(fèi)方β值的風(fēng)險(xiǎn)，提高了強(qiáng)度達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)值的百分率，這雖然增加了生產(chǎn)方的成本，但考慮到混凝土的特性以及統(tǒng)計(jì)時(shí)混凝土檢驗(yàn)期過短等原因，其強(qiáng)度受到很多因素的影響，適當(dāng)提高配制強(qiáng)度有利于保證混凝土強(qiáng)度達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)值的百分率。

2）當(dāng)總體均值分布服從正態(tài)分布時(shí)，樣本均值無論樣本數(shù)量大小都服從正態(tài)分布；當(dāng)樣本數(shù)量達(dá)到30 以上時(shí)，樣本均值分布趨向于正態(tài)分布。所以進(jìn)行混凝土標(biāo)準(zhǔn)差統(tǒng)計(jì)時(shí)，規(guī)定了進(jìn)行統(tǒng)計(jì)的組數(shù)。

2、對《普通混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程》JGJ55-2011 第4.0.1 條中（當(dāng)設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級不小于 C60 時(shí)，配制強(qiáng)度應(yīng)按下式確定：的理解：當(dāng)推出σ這說明要控制混凝土強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值為C60MPa 的混凝土，其標(biāo)準(zhǔn)差要控制在5.47 MPa 以內(nèi)才能使按照以上公式配制出來的強(qiáng)度能保證混凝土強(qiáng)度有95%能達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)值。當(dāng)生產(chǎn)水平較高時(shí)σ較小，這樣確定的σ=5.47，對生產(chǎn)方不公平；當(dāng)生產(chǎn)水平較低時(shí)σ較大，這樣確定的σ=5.47，對消費(fèi)方存在風(fēng)險(xiǎn)。

3、對《混凝土強(qiáng)度檢驗(yàn)評定標(biāo)準(zhǔn)》GB/T50107-2010 中的5.1.2 條統(tǒng)計(jì)方法進(jìn)行評定的理解：按照配制強(qiáng)度配制出來的混凝土其試件強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)差應(yīng)是相同的，所以其強(qiáng)度平均值≥fcu,k＋0.7σ的概率：

查表得低于這個(gè)強(qiáng)度的概率為17.24%，即混凝土強(qiáng)度平均值達(dá)到評定標(biāo)準(zhǔn)的概率有82.76%，其強(qiáng)度最小值的概率：

查表得低于這個(gè)強(qiáng)度的概率為0.95%，即混凝土強(qiáng)度最小值達(dá)到評定標(biāo)準(zhǔn)的概率為99.05%，而同時(shí)滿足以上兩個(gè)條件：F(X)=0.82.76*0.9905=0.81.97%。

4、對《普通混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程》JGJ55-2011 中遇有以下情況（現(xiàn)場條件與試驗(yàn)室條件有顯著差異時(shí)；C30 級及其以上強(qiáng)度等級的混凝土,采用非統(tǒng)計(jì)方法評定時(shí)）時(shí)應(yīng)提高混凝土配制強(qiáng)度的理解:1）現(xiàn)場條件與試驗(yàn)室條件有顯著差異時(shí)，指的是因現(xiàn)場條件差異太大使得實(shí)體混凝土在養(yǎng)護(hù)中強(qiáng)度達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)值，故提高配制強(qiáng)度以保證其強(qiáng)度達(dá)到要求。2）因留置的組數(shù)少，只能采用非統(tǒng)計(jì)方法評定，由于采用非統(tǒng)計(jì)方法評定是其最小值要求較統(tǒng)計(jì)方法評定來的高，所以為了保證其最小值能達(dá)到要求應(yīng)相應(yīng)提高配制強(qiáng)度。

2 混凝土強(qiáng)度的評定標(biāo)準(zhǔn)

按照《混凝土強(qiáng)度檢驗(yàn)評定標(biāo)準(zhǔn)》GB/T50107-2010 標(biāo)準(zhǔn)，混凝土強(qiáng)度應(yīng)分批進(jìn)行檢驗(yàn)評定，一個(gè)檢驗(yàn)批的混凝土應(yīng)由強(qiáng)度等級相同、試驗(yàn)齡期相同、生產(chǎn)工藝條件和配合比基本相同的混凝土組成。

1）一個(gè)檢驗(yàn)批的樣本容量應(yīng)為連續(xù)的3 組試件，其強(qiáng)度應(yīng)同時(shí)符合下列規(guī)定：

理解：當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)差已知時(shí)，對于生產(chǎn)水平較穩(wěn)定，標(biāo)準(zhǔn)差可根據(jù)前一期生產(chǎn)累計(jì)的強(qiáng)度數(shù)據(jù)進(jìn)行確定。而當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)差過小時(shí)可能是因?yàn)榛炷两y(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)期過短，對混凝土強(qiáng)度的影響因素反映不充分造成的。因此確定最小標(biāo)準(zhǔn)差為2.5 MPa，這使的混凝土強(qiáng)度評定與混凝土配制強(qiáng)度有著內(nèi)在聯(lián)系性。按照以上評定公式：當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)差小于2.5 MPa 時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)差取2.5 MPa，這樣使的平均值mfcu要求高了，表面上最低值fmin,cu也相應(yīng)的降低要求了，但因fmin,cu≥0.85fkcu,和fmin,cu≥0.90fkcu,的限制，所以最低值fmin,cu還是沒有降低標(biāo)準(zhǔn)。n 值的限定是為了使樣本均值分布服從正態(tài)分布。

2）當(dāng)樣本容量不少于10 組時(shí)，其強(qiáng)度應(yīng)同時(shí)滿足下列要求：

理解：這個(gè)評定方法是當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)差未知的時(shí)候，即生產(chǎn)水平不穩(wěn)定，強(qiáng)度檢驗(yàn)評定只能直接根據(jù)每一檢驗(yàn)批的抽樣的樣本強(qiáng)度數(shù)據(jù)確定，確定樣本容量不少于10 組是為了提高檢驗(yàn)的可靠性。

λ1 值的確定原則：

1、 當(dāng)樣本容量為10-14 組時(shí),λ1 為1.15 要保證mfcu達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)值的百分率p,即F(1.15-1.645)查表得低于fkcu,+1.15·Sfcu強(qiáng)度值的百分率為31.03%,也就是能保證試件強(qiáng)度達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)值的百分率為69.97%,大于極限質(zhì)量水平60%。

2、 當(dāng)樣本容量為15-19 組時(shí),λ1 值為1.05 要保證mfcu達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)值的百分率p,即F(1.05-1.645)查表得低于fkcu,+1.05·Sfcu強(qiáng)度值的百分率為27。 6%,也就是能保證試件強(qiáng)度達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)值的百分率為72.4%,大于極限質(zhì)量水平60%。

3、 當(dāng)樣本容量為大于等于20 組時(shí),λ1 值為0.95 要保證mfcu達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)值的百分率p,即F(0.95-1.645)查表得低于fkcu,+0.95·Sfcu強(qiáng)度值的百分率為24.36%,也就是能保證試件強(qiáng)度達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)值的百分率為75.64%,大于極限質(zhì)量水平60%。

3 對混凝土強(qiáng)度的一些理解

由于混凝土自身的特性，其組成成分混合的不均勻，原材性能的差異，人工因素的不穩(wěn)定性，還有養(yǎng)護(hù)條件的不同，運(yùn)輸時(shí)間差別，添加劑數(shù)量種類的不同等等因素都會對混凝土強(qiáng)度造成影響，因此α、β值的確定對混凝土強(qiáng)度的評定是很關(guān)鍵的，根據(jù)生產(chǎn)條件、生產(chǎn)水平、生產(chǎn)設(shè)備、以及原材料的性能穩(wěn)定性及有關(guān)國家相關(guān)規(guī)定要求，規(guī)范中確定α值為5%，β值取5%。

混凝土強(qiáng)度的檢驗(yàn)是破壞性試驗(yàn)，不可能在總體中進(jìn)行全數(shù)檢驗(yàn)來得到總體均值，所以只能是采取抽樣檢驗(yàn)方法得到樣本的均值并對混凝土總體的強(qiáng)度進(jìn)行估計(jì)。混凝土的強(qiáng)度就是通過抽樣檢驗(yàn)的方法抽取一定數(shù)量的試件進(jìn)行強(qiáng)度試驗(yàn)得到樣本的強(qiáng)度值，根據(jù)不同的樣本數(shù)來確定利用統(tǒng)計(jì)或非統(tǒng)計(jì)方法得到樣本的均值，并利用統(tǒng)計(jì)學(xué)原理通過一定數(shù)量樣本的均值和標(biāo)準(zhǔn)差來反映混凝土總體的強(qiáng)度值。