混凝土强度评定方法灵活应用

'混凝土强度评定方法灵活应用　　摘要：对于混凝土工程量较小的单位工程，怎样更好地做好混凝土强度评定工作。如何避免同验收批中的单组混凝土试块强度值均达到设计要求的强度，但在对该批混凝土进行强度评定时表现为不合格现象。关键词：混凝土强度评定；判定公式；强度标准差特点；施工管理Abstract:Forunitssmalleramountofconcreteconstruction,howtodoabetterjobofconcretestrengthevaluation.Howtoavoidasinglesetofconcretewiththesamebatchofacceptancetestblockstrengthvalueshavereachedthedesignrequirementsofthestrength,buttheperformanceofunqualifiedphenomenoninevaluatethestrengthoftheconcrete.Keywords:concretestrengthevaluation;standarddeviationofstrengthformula;characteristics;constructionmanagement中图分类号：TU7411 我分公司目前在施的项目多为工业建筑和民用住宅工程，本人自95年参加工作以来，先后参与了十几个水泥熟料生产线建设工程、热电厂建设工程和一些住宅小区建设工程，施工中每个项目工程所包含单位（子单位）工程均比较多，在工程竣工验收中有时会遇到这样一种情况：就是同验收批中的单组混凝土试块强度值均合格，但在对该批混凝土试块强度评定时表现为不合格。举例说明：某单位工程主体结构混凝土强度等级图纸设计为C25，施工中留置了8组混凝土抗压试块，强度值分别为：33.0、28.3、28.0、26.0、27.3、26.4、30.3、25.0，按现行国家标准《混凝土强度检测评定标准》(GB/T50107－2010)对该批混凝土试块强度评定如下：由于该批混凝土试块组数＜10，评定时应按非统计方法评定，非统计方法评定公式：mfcu≥λ3fcu,k(5.2.2-1)fcu,min≥λ4fcu,k(5.2.2-2)式中：mfcu——同一验收批混凝土立方体抗压强度的平均值(N/mm2)fcu,k——混凝土立方体抗压强度的标准值(N/mm2)fcu,min——同一验收批混凝土立方体抗压强度的最小值(N/mm2)λ3、λ4——合格判定系数。对于C25，λ3取1.15，λ4取0.95该批试块：mfcu为28.0N/mm2,11 λ3fcu,k=1.15×25＝28.75N/mm2；mfcu＜λ3fcu,k（不满足合格判定公式）fcu,min为26.1N/mm2。λ4fcu,k=0.95×25＝23.75N/mm2fcu,min＞λ4fcu,k（满足合格判定公式）可见，该批混凝土试件的评定仅满足公式（5.2.2-2）,不满足公式（5.2.2-1），因此按《混凝土检测评定标准》(GBJ107－1997)来评定，此批试件代表的混凝土强度是不合格的。造成该批混凝土试块强度评定时出现不合格的直接原因就是，各组试块的抗压强度富余系数低，虽然单组试块强度均大于设计强度的100%，但由于强度平均值mfcu满足不了≥1,15fcu,k，而导致了该验收批试块评定不合格，从规范上讲，这就意味着这批混凝土试块所代表的分项混凝土质量是不合格的，存在工程质量隐患，后来我们在监理单位见证下由实验检测单位对该工程有质量怀疑的部位进行强度回弹和钻芯取样检测，最终检测评定结合是满足设计要求，准予验收。造成这种现象的原因有：11 对于混凝土工程来讲，混凝土配合比的优化调整是商品混凝土供应单位获得最大利润的关键，为了追求利润最大化而降低混凝土配比的保证系数，可能会人为地把混凝土配合比调整到最低保证限度，在认识上存在“混凝土强度值只要达到强度等级标准值的100%就是合格混凝土”的误区，受这种意识的支配下的管理，导致混凝土强度富余系数降低，从而不能满足评定合格的要求；混凝土本身强度合格，但混凝土试块在制作过程中受到人、环境、制作方法、养护方法等因素的制约，使混凝土试块的强度增长受到一定的影响，致使混凝土试块的强度值偏低或离散性太大，进而导致混凝土强度评定不合格；项目工程中单位（子单位）工程较多，但有的单位工程工程量不大，施工过程中制作的试块级数较小，不满足按统计方法来评定的条件，不得不采用非统计方法来评定，而导致混凝土评定不合格。经过分析，第一种原因是主观原因，作为一个企业，追求利润无可厚非，关键时怎么把握一个“度”的问题；第二个原因是客观＋主观因素，通过加强试验人员的技术素质和责任心素质教育可以得到很好的改善；第三个原因是对评定方法的认识不足，在施工中如何把握和灵活运用混凝土强度评定方法，这是本文主要想探讨的问题。11 规范规定，混凝土的质量是通过施工现场留置的标养试块和同条件养护试块的强度值来反映的，对同一验收批混凝土必须采用一定的强度评定方法进行评定；混凝土强度评定有统计方法和非统计方法两种：对于商品混凝土供应站、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，应按统计方法来评定混凝土强度，对零星生产的预制构件的混凝土或现场搅拌的批量不大的混凝土，可按非统计方法评定。同时规范又规定，当采用统计方法来评定时，应视具体条件分有两种情况来并分别评定：⑴.当混凝土的生产条件在较长时间内能保持一致，且同一品种混凝土的强度变异性能保持稳定时，应由连续的三组试块组成一个验收批，其强度应同时满足下列要求mfcu≥fcu,k+0.7σ0(5.1.2-1)fcu,min≥fcu,k-0.7σ0(5.1.2-2)式中：mfcu——同一验收批混凝土立方体抗压强度的平均值(N/mm2)fcu,k——混凝土立方体抗压强度的标准值(N/mm2)fcu,min——同一验收批混凝土立方体抗压强度的最小值(N/mm2)σ0——验收批混凝土立方体抗压强度的标准差(N/mm2)标准差σ0应根据前一个检验期内同一品种混凝土试块的强度数据按下列公式确定：σ0＝(5.1.2-3)　　式中：fcu,i——前一检验期内同一品种、同一强度等级的第i组试件立方体抗压强度代表值(N/mm2)；检验期不少于60天，不多于90天。11 当混凝土强度等级不高于C20时，其强度的最小值尚应满足下式要求：fcu,min≥0.85fcu,k(5.1.2-4)当混凝土强度等级高于C20时，其强度的最小值尚应满足下式要求：fcu,min≥0.90fcu,k(5.1.2-5)n——前一检验期内的样本容量，不少于45；此种情况主要是针对商品混凝土供应站、预制混凝土构件厂来讲的，对于现场集中搅拌的混凝土搅拌站，一般生产期较短，不能按上述要求计算标准差。因此对于现场集中搅拌的混凝土，应按第二种情况来对进行统计评定。⑵.当混凝土的生产条件在较长时间内不能保持一致，且混凝土强度变异性不能保持稳定时，或在前一个检验期内的同一品种混凝土没有足够的数据用以确定验收批混凝土立方体抗压强度的标准差时，应由不少于10组的试块组成一个验收批，其强度应同时满足下列公式的要求：mfcu≥fcu,k＋λ1Sfcu(5.1.3-1)fcu,min≥λ2fcu,k(5.1.3-2)式中：Sfcu——同一验收批混凝土立方体抗压强度的标准差(N/mm2)；Sfcu＝(5.1.3-3)当Sfcu的计算值小于2.5N/mm2时,取2.5N/mm2；11 n——本检验期内的样本容量λ1，λ2——合格判定系数，按下表5.1.3取用。混凝土强度的合格判定系数表5.1.3从判别式(5.1.3-1)及表4.1.3可以看出，在对现场集中搅拌的混凝土采用统计方法评定混凝土强度时，同一验收批试块在10~14组，λ1取1.15，λ2取0.9；试块组数在15~24间，λ1取1.05，λ2取0.85；试块组数≥25时，λ1取0.95，λ2取0.85；在同等标准差条件下，随着试件组数的增加，由于合格判定系数λ1和λ2的取值在变小。由此可以得出推理：在对于某一(批)混凝土构件进行判定时，随着反映构件强度值的试块的组数增加，采用统计方法来进行强度判定相对于采用非统计方法来判定，判定合格的标准是相对降低（或放宽）的。为证明这一推论，对于同一配合比，做出试块组数不同的两个验收批来进行分别评定，并将这样两组数据的判定结果来进行对比。11 第一组仍采用文中开头举例的那个8组试块的验收批，用非统计方法来评定，结果是不合格的；为了更好地与第一组数据进行对比，第二组数据仍采用上述8组试块的强度值，再增加两个数据，使数据数n满足≥10，以便按《评定标准》要求符合采用统计方法来评定的条件。新增加这两个数据代表的强度值取原来8组试块强度的平均强度即28.0N/mm2，这样一来第二组数据的平均值与第一组数据的平均值相同，也为28.0N/mm2。下面按统计方法判定公式（5.1.3-1、5.1.3-2、5.1.4）来判定：强度平均值mfcu为28.0N/mm2；λ1=1.15λ2=0.9计算标准差Sfcu＝2.27，由于2.27＜2.5，故取Sfcu＝2.5fcu,k＋λ1Sfcu＝25＋1.15×2.5=27.9N/mm2mfcu≥fcu,k＋λ1Sfcu（满足合格判定公式）λ2fcu,k＝0.9×25=22.5N/mm2fcu,min＞λ2fcu,k（满足合格判定公式）结论：此时第二组数据代表的混凝土强度判定是合格的。通过对上述两组强度值数据判定分析来看，第一组数据按非统计方法来评定，虽每个数据代表的强度值均达到了设计的强度，但因其强度平均值不能满足合格评定公式要求，导致其判定结果是不合格的；第二组数据中虽说各数据代表的混凝土强度值和强度平均值均与第一组相同，但由于多了两个数据，采用了统计方法来进行评定，而使用统计方法进行判定的结果是合格的。在上述按统计方法进行强度判定的公式中标准差的确定，对评定结果的影响因素是较大的，如果一组数据中的值其离散性较大即标准差较大，也会影响到强度的判定。11 这次我们再假设将标准差取大些，仍采用上面第一组数据，新增加的两个数据值取原8组数据中一个最大值33.0，一个最小值25.0，组成第三组数据，再按公司（5.1.3-1、5.1.3-2、5.1.3-3）公式计算：强度平均值mfcu为28.2N/mm2；（强度平均值比上第二组稍有提高）λ1=1.15λ2=0.9计算标准差Sfcu＝2.98，由于2.27＞2.5，故取Sfcu＝2.98fcu,k＋λ1Sfcu＝25＋1.15×2.98=28.4N/mm2mfcu＜fcu,k＋λ1Sfcu（不满足合格判定公式）λ2fcu,k＝0.9×25=22.5N/mm2fcu,min＞λ2fcu,k（满足合格判定公式）结论：此时第三组数据代表的混凝土强度判定是不合格的。由此可见，混凝土强度标准差反映了该批混凝土的施工质量，标准差越小反映了施工施工质量控制得越好，质量越稳定；相反标准差越越大，施工施工质量控制得越不好，质量越不稳定。11 通过以上分析，我们可以得出这样的观点：影响混凝土强度评定的不仅仅是强度本身，选择适当的评定方法的也是满足混凝土合格评定的另一关键；企业必须在满足混凝土合格评定前提下，来追求混凝土配比的优化。有兴趣的朋友也可试试将试件的组数再增大，使满足15~24或≥25，不难发现，随着组数的增加，λ1和λ2的取值变小，更有利于混凝土的合格判定。经过以上分析：施工中仅仅追求每组试块强度值都合格是不够的，一方面在追求企业利润而进行混凝土配合比优化时，应充分考虑强度离散性对强度评定的的影响，须给予必要的强度储备，以确保混凝土强度最小值和平均值均符合评定标准的要求。另一方面，施工过程中应加强混凝土搅拌和混凝土试块的制作质量控制，尽量减小人为因素对试块强度离散性的影响，从搅拌物搅拌时间、试件振捣、养护等方面进行有效控制，尽可能地缩小标准差，为工程的最后竣工验收提供有利条件。目前各施工现场所用混凝土基本都采用现场集中搅拌或使用商品混凝土，总的一般均可以按《评定标准》采用统计方法进行判定，但由于工程竣工验收是按单位工程进行组织验收的，对某个单位工程是采用统计方法评定，还是采用非统计方法评定，主要取决于用于强度评定的混凝土试块组数。11 规范对用于混凝土强度评定的标准养护试件的留置规定：⑴每100盘但不超过100m3的同配合比的混凝土取样次数不得少于一组；⑵每一工作班拌制的同配合比的混凝土不足100盘时其取样次数不得少于一组；（3）一次性连续浇筑量超过1000m3的，每200m3同配合比的混凝土取样次数不得少于一组；（4）同一楼层、同一配合比的混凝土取样次数不得少于一组。为了能更有把握地对混凝土进行合格判定，对于一些混凝土工程量不大的单位工程，建议各施工单位在施工过程中除按上述规定留置标养试块外，多留置几组混凝土试块，使之能够满足按统计方法来评定的条件，尽量避免采用非统计方法来评定。11'