混凝土的質(zhì)量檢驗和評定(下)
三、混凝土強度的勻質(zhì)性評定
混凝土強度的均勻性,通常采用數(shù)理統(tǒng)計方法加以評定,主要評定參數(shù)有:
(一)強度平均值
混凝土強度平均值按下式計算:
(4-17)
式中,N為該批混凝土試件立方體抗壓強度的總組數(shù);為第i組試件的強度值。理論上,平均強度
與該批混凝土的配制強度相等,它只反映該批混凝土強度的總平均值,而不能反映混凝土強度的波動情況。例如平均強度20MPa,可以由15 MPa、20 MPa、25MPa求得,也可以由18 MPa、20 MPa、22MPa求得,雖然平均值相等,但它們的均勻性顯然后者優(yōu)于前者。
(二)標準差
混凝土強度標準差按下式計算:
(4-18)
由正態(tài)分布曲線可知,標準差在數(shù)值上等于拐點至對稱軸的距離。其值越小,反映混凝土質(zhì)量波動越小,均勻性越好。對平均強度相同的混凝土而言,標準差 能確切反映混凝土質(zhì)量的均勻性,但當平均強度不等時,并不確切。例如平均強度分別為20MPa和50MPa的混凝土,當 均等于5MPa時,對前者來說波動已很大,而對后者來說波動并不算大。因此,對不同強度等級的混凝土單用標準差值尚難以評判其勻質(zhì)性,宜采用變異系數(shù)加以評定。
(三)變異系數(shù)Cv
變異系數(shù)Cv根據(jù)下式計算:
(4-19)
變異系數(shù)亦即為標準差與平均強度
的比值,實際上反映相對于平均強度而言的變異程度。其值越小,說明混凝土質(zhì)量越均勻,波動越小。如上例中,前者的Cv=5/20=0.25;后者的Cv=5/50=0.1。顯而易見,后者質(zhì)量均勻性好,施工管理水平高。根據(jù)GBJ107—87中規(guī)定,混凝土的生產(chǎn)質(zhì)量水平,可根據(jù)不同強度等級,在統(tǒng)計同期內(nèi)混凝土強度的標準差和試件強度不低于設計等級的百分率來評定。并將混凝土生產(chǎn)單位質(zhì)量管理水平劃分為“優(yōu)良”、“一般”及“差”三個等級。見表4-20。
表4-20 混凝土生產(chǎn)質(zhì)量水平 | |||||||
生產(chǎn)質(zhì)量水平 |
優(yōu)良 |
一般 |
差 | ||||
評定指標 |
強度等級生產(chǎn)單位 |
<C20 |
≥C20 |
<C20 |
≥C20 |
<C20 |
≥C20 |
混凝土強度標準差σ(MPa) |
預拌混凝土和預制混凝土構件廠 |
≤3.0 |
≤3.5 |
≤4.0 |
≤5.0 |
>4.0 |
>5.0 |
集中攪拌混凝土的施工現(xiàn)場 |
≤3.5 |
≤4.0 |
≤4.5 |
≤5.5 |
>4.5 |
>5.5 | |
強度等于或高于要求強度等級的百分率P(%) |
預拌混凝土廠和預制構件廠及集中攪拌的施工現(xiàn)場 |
≥95 |
≥85 |
≤85 |
(四)強度保證率(P%)
根據(jù)數(shù)理統(tǒng)計的概念,強度保證率指混凝土強度總體中大于設計強度等級的概率,亦即混凝土強度大于設計等級的組數(shù)占總組數(shù)的百分率??筛鶕?jù)正態(tài)分布的概率函數(shù)計算求得:
(4-20)
式中:
P——強度保證率;
t——概率度,或稱為保證率系數(shù),根據(jù)下式計算:
(4-21)
式中:——混凝土設計強度等級。
根據(jù)t值,可計算強度保證率P。由于計算比較復雜,一般可根據(jù)表4-21直接查取P值。
表4-21 不同t值的強度保證率P值 | |||||||||||
t |
0.00 |
0.50 |
0.80 |
0.84 |
1.00 |
1.04 |
1.20 |
1.28 |
1.40 |
1.50 |
1.60 |
P(%) |
50.0 |
69.2 |
78.8 |
80.0 |
84.1 |
85.1 |
88.5 |
90.0 |
91.9 |
93.5 |
94.5 |
t |
1.645 |
1.70 |
1.75 |
1.81 |
1.88 |
1.96 |
2.00 |
2.05 |
2.33 |
2.50 |
3.00 |
P(%) |
95.0 |
95.5 |
96.0 |
96.5 |
97.0 |
97.5 |
97.7 |
98.0 |
99.0 |
99.4 |
99.87 |
(五)混凝土的配制強度
從上述分析可知,如果混凝土的平均強度與設計強度等級相等,強度保證率系數(shù)t=0,此時保證率為50%,亦即只有50%的混凝土強度大于等于設計強度等級,工程質(zhì)量難以保證。因此,必須適當提高混凝土的配制強度,以提高保證率。這里指的配制強度實際上等于混凝土的平均強度。根據(jù)我國JGJ55—2000的規(guī)定,混凝土強度保證率必須達到95%以上,此時對應的保證率系數(shù)t=1.645,由下式得:
(4-22)
式中:——混凝土的配制強度(MPa);
——當生產(chǎn)單位或施工單位具有統(tǒng)計資料時,可根據(jù)實際情況自行控制取值,但強度等級小于等于C25時,不應小于2.5MPa;當強度等級≥C30時,不應小于3.0 MPa;當無統(tǒng)計資料和經(jīng)驗時,可參考下表4-22取值。
表4-22 標準差的取值表 | |||
混凝土設計強度等級 |
<C20 |
C20~C50 |
>C50 |
(MPa) |
4.0 |
5.0 |
6.0 |
四、混凝土強度檢驗評定標準
1.當混凝土的生產(chǎn)條件在較長時間內(nèi)能保持一致,且同一品種混凝土的強度變異性能保持穩(wěn)定時,應由連續(xù)的三組試件代表一個驗收批,其強度應同時符合下列要求:
(4-23)
(4-24)
當混凝土強度等級不高于C20時,尚應符合下式要求:
(4-25)
當混凝土強度等級高于C20時,尚應符合下式要求:
(4-26)
式中:——同一驗收批混凝土強度的平均值(N/mm2);
——設計的混凝土強度的標準值(N/mm2);
——驗收批混凝土強度的標準差(N/mm2);
——同一驗收批混凝土強度的最小值(N/mm2)。
驗收批混凝土強度的標準差,應根據(jù)前一檢驗期內(nèi)同一品種混凝土試件的強度數(shù)據(jù),按下式確定:
(4-27)
式中:——前一檢驗期內(nèi)第i驗收批混凝土試件中強度的最大值與最小值之差;
m——前一檢驗期內(nèi)驗收批總批數(shù)。
2.當混凝土的生產(chǎn)條件不能滿足上述條件的規(guī)定時,或在前一檢驗期內(nèi)的同一品種混凝土沒有足夠的強度數(shù)據(jù)用以確定驗收批混凝土強度標準差時,應由不少于10組的試件代表一個驗收批,其強度應同時符合下列要求:
(4-28)
(4-29)
式中:——驗收批混凝土強度的標準差(N/mm2),當
的計算值小于0.06
時,取=0.06
;
——合格判定系數(shù)。按下表取值。
表4-23 合格判定系數(shù) | |||
試件組數(shù) |
10~14 |
15~24 |
≥25 |
![]() |
1.7 |
1.65 |
1.60 |
![]() |
0.9 |
0.85 |
3.對零星生產(chǎn)的預制構件或現(xiàn)場攪拌批量不大的混凝土,可采用非統(tǒng)計方法評定,驗收批強度必須同時符合下列要求:
(4-30)
(4-31)
4.當對混凝土的試件強度代表性有懷疑時,可采用從結(jié)構、構件中鉆取芯樣或其他非破損檢驗方法,對結(jié)構、構件中的混凝土強度進行推定,作為是否應進行處理的依據(jù)。
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