在混凝土工程實踐中，同樣的混凝土配合比，同樣的原材料，有的強度高，有的強度低，究其原因，有時百思不得其解。其實造成這些因素的原因很多，有原材料方面的的，有人員生產控制的，有機器設備方面的，有施工工藝和養護造成的，等等……
混凝土是由水泥、水、砂、石、外加劑以及摻合料等組成的一種多相非均質混合材料。攪拌時攪拌的再均勻也不可能達到理想上的勻質，各種原材料絕對均勻分布，使強度完全均衡一致。即使是同一盤混凝土成型的試件，不同的成型手法，強度也是有差異的。這種在一定范圍內波動的現象稱為混凝土強度的離散性。因此，混凝土強度是一個波動的范圍而不是某一個固定值，只是衡量混凝土生產水平的一個參數。如果強度值偏離平均值較大，就表明離散較大，說明混凝土質量控制較差，反之離散較小，混凝土質量控制較好。
（一）混凝土強度的正態分布
某一強度等級的混凝土試塊強度在某一范圍內波動，并不是雜亂無章的，而是在某一區間集中，符合數值的正態分布。混凝土強度的正態分布曲線雖然不是一條完全理想化的正態分布曲線，但至少非常接近。因此，在一般情況下，可以用正態分布理論去處理混凝土強度的問題。平均強度和標準差是兩個表示曲線特征的參數，它們的數值決定曲線的位置和形狀，平均值只能給出強度分布在坐標圖中的位置，是表示其“分散位置的量”，卻不能表示出離散性的大小。混凝土強度分布盡管有些分散，但在一組數據中，總可以取接近分布中心的數值作為代表值，該組混凝土強度數據將分散分布在中心值附近。算術平均值是反映混凝土強度平均水平的一個量，是控制或評定混凝土質量優劣的重要指標，但不是唯一指標。
平均強度相同的兩批混凝土的強度正態分布可能完全不同，可能其中一批強度集中，而另一批強度分布可能比較分散，這種離散性的大小無法用平均強度來表達。離散性表示混凝土強度的分散程度大小，通常用標準差和變異系數來表達。在我國，通常用標準差來表示離散性的大小，標準差大則強度較分散，其正態分布曲線較平坦，標準差小則強度較集中，其正態分布曲線高聳。
（二）如何控制混凝土強度的離散性
原材料的質量、配合比設計、計量、攪拌、運輸、成型、養護及試驗誤差等諸多因素，每一道工序幾乎都可能引起混凝土強度的隨機波動。影響混凝土強度波動的因素可以分為三類，即原材料質量、施工質量及試驗誤差。其中試驗誤差在生產過程中不可避免的，在一定范圍內可以看作是正常的隨機誤差，而原材料質量和施工質量是可以加以調整或消除的。此外，對于高強度等級混凝土或重要工程部位一般控制嚴格，離散較小，對于一些低強度等級混凝土或不重要工程部位控制相對寬松，離散較大。
（1）控制混凝土原材料的質量
對混凝土組成材料的質量控制是控制混凝土強度波動的重要因素，尤其要注意水泥的選擇和質量性能的控制，外加劑和摻合料的使用，砂、石骨料的種類、含泥量、級配質量波動。在生產中要關注水泥強度和砂、石質量的波動，做到隨時觀察及時處理，盡量消除不利因素帶來的影響，減少強度離散。石子壓碎值大導致混凝土強度下降，如在試塊抗壓試驗時，試塊試塊中石子被壓碎。有些石子的穩定性差，在干濕交替或者凍融循環作用下，體積穩定差，有粉化現象，造成混凝土強度降低。此外，不同來源砂石的針片狀，含泥量質量的差異也會造成混凝土強度的差異。
（2）混凝土施工過程中的質量控制
混凝土施工過程是造成混凝土強度離散性的主要因素，它包括從施工開始至施工結束的各道工序，每一個工序的質量好壞直接影響混凝土強度。因此，在生產過程中要嚴格控制混凝土配合比，并注意計量誤差，如，外加劑計量不準造成用量不足或者過多，混凝土攪拌要均勻；在運輸過程中保持罐體勻速轉動防止混凝土離析，在運輸過程中嚴禁加水；混凝土澆筑后要充分振搗密實，養護要做到及時充分；注意拆模時間，防止結構變形和裂縫的產生；冬期施工時要防止在臨界強度之前受凍。
施工中各種施工條件的波動都可能引起混凝土強度的離散性變化，這些變化并不能完全包括在由試件強度計算出的標準差之中，也就是說有些影響因素在混凝土試件強度中沒有表現出來。混凝土試件與混凝土結構存在很多差異，如混凝土試件與混凝土結構的澆筑、成型、振搗及養護分別在不同條件下進行，混凝土構件振搗是否密實及養護條件不可能在試件強度中反映出來，而這些施工條件的波動又對結構構件混凝土強度影響很大，卻沒有反映在標準養護的試件強度之中。把混凝土質量控制貫穿到施工的全過程之中，是控制混凝土強度離散性的重要手段，采取相應的管理制度和技術措施提高施工水平。
（3）控制試驗誤差
試驗過程中的儀器精度、試驗條件、操作方法以及不同人員的操作等等因素都會影響混凝土強度的離散性，幾乎每一試驗步驟都會產生試驗誤差。為了減小試驗誤差真實可靠地反映混凝土的強度，毫無疑問是試驗誤差越小越好，這樣才能使檢測的混凝土試件具有代表性。有時試驗誤差被包括在施工誤差之中而不被察覺和重視，卻在某種程度上對混凝土強度的試測結果產生一定影響，造成混凝土原本合格而被判為不合格，導致混凝土強度的誤判或錯判。
綜上所述，混凝土強度分布并完全符合正態分布，同一檢驗批的混凝土強度不但有高有低，有時還會相差很多，有時在很大范圍內波動。僅僅依靠平均強度是不能準確表達這一波動情況，應采用混凝土的離散性指標來綜合反映混凝土的強度，再利用數理統計方法來控制混凝土強度的波動，以生產出質地均勻的混凝土，保證工程質量。
分享到：
手機版|
