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混凝土配比相同為什麽強度不同?
文章來源:砼商網 更新時間:2017-11-22
混凝土配比相同為什麽強度不同?

混凝土是的一種多相非均質混合材料,由水泥、水、砂、石、外加劑以及摻合料等組成,每種材料就是一種不確定性。攪拌不可能達到理想上的絕對勻質,使強度完全均衡一致,即使是同一盤混凝土成型的試件,強度也是有差異的。這種現在混凝土一定範圍內強度的差異和上下波動稱之為混凝土強度的離散性。因此,混凝土強度是一個波動的範圍而不是某一個固定值。如果強度值偏離平均值較大,就表明離散較大,反之離散較小。

 

一、混凝土強度的正態分布

 

混凝土強度在一定範圍內波動,高低不同。有些試件的強度分布雜亂無章,摸不到規律,但試件的強度大部分情況下符合隨機變量的正態分布。正態分布曲線是一條類似鍾狀的左右對稱單峰曲線,是理想化的理論數學模型,雖然混凝土強度分布與正態分布非常接近,但不完全一致。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,曲線的位置和形狀就看它們的數值,強度分布在坐標圖中的位置看平均值,是表示其"分散位置的量",卻不能表示出離散性的大小。在一組數據中,總可以取接近分布中心的數值作為代表值,盡管混凝土強度分布盡管有些分散。該組混凝土強度數據將分散分布在中心值附近。

 

算術平均值反映混凝土強度平均水平,是控製或評定混凝土質量優劣的重要指標,但不是唯一指標。有時候兩批混凝土的強度正態分布可能完全不同,但平均強度卻相同,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係數來表達。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、如何控製混凝土強度的離散性

 

每一道工序幾乎都可能引起混凝土強度的隨機波動,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都可能造成。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。在生產過程中不可避免的是試驗誤差,在一定範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。

 

1、控製混凝土原材料的質量

 

對混凝土組成材料的質量控製是控製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製,外加劑和摻合料的使用,砂、石骨料的種類、級配質量波動。在生產中要關注水泥強度和砂、石含水率的波動,做到隨時觀察及時處理。

 

2、混凝土施工過程中的質量控製

 

造成混凝土強度離散性的主要因素是混凝土施工過程,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,在生產過程中最重要的是控製混凝土配合比,並注意計量誤差,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;混凝土澆築後要充分振搗密實,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最常見,不能固定,都可能引起混凝土強度的離散性變化,這些變化並不能完全包括在由試件強度計算出的標準差之中,也就是說在混凝土試件強度中沒有表現出全部影響因素。

 

試件與結構存在很多差異,如混凝土試件與混凝土結構的澆築、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。施工的全過程都要不間斷的質量控製,持續控製是控製強度離散性的重要手段。

 

3、控製試驗誤差

 

試驗過程也有很多不確定因素,儀器精度、試驗條件、操作方法以及不同人員的操作都會影響混凝土強度的離散性,每一個實驗步驟都會有誤差,積累後就放大了。很多情況檢測的混凝土試件是不具有代表性的,原因就是誤差太大,與實際脫離,還會影響到質量評定。很多人把試驗誤差看做施工誤差,覺得可接受,即不被察覺和重視,這在很大程度上對混凝土強度的試測結果產生影響,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,混凝土強度分布並完全符合正態分布,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,有時在很大範圍內波動。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製混凝土強度的波動,以生產出質地均勻的混凝土,保證工程質量。

 

三、立方體試塊強度偏高原因

 

目前有施工企業反映混凝土和砂漿試塊強度偏高的問題,其原因分析如下:

 

1、試塊強度失真

 

未按實際施工配比正確取樣,現場試驗工製作方法不對,多數未經專業培訓,製作試塊時沒底,心裏負擔重,寧可做高,不可做低,這種現象較常見。

 

未按見證取樣進行,大量使用超齡期試塊送檢,如市區某道路工程C10混凝土,送檢抗壓強度達到33.0MPa,其結果令人難以相信。

 

少數施工單位試驗工對混凝土和砂漿試塊開小灶,成型一批試塊,以假充真送檢,造成其結果與實體質量差距甚大。

 

2、水泥強度富餘數過高也是導致混凝土和砂漿強度偏高原因之一。

 

3、使用的計量器具未經檢定或超周期未再檢,導致計量不準或未計量,從而發生試塊和實體強度忽高忽低。

 

4、現場原材料變化,如水泥品種、等級,粗骨料粒徑,細骨料粗細程度以及砂石含水量未及時調整等導致試塊強度忽高忽低。

 

5、特殊混凝土配合比。如抗滲混凝土,泵送混凝土,特殊環境下混凝土(如潮濕)等受水泥最小用量限製,也是導致試塊強度偏高原因之一。

 

 

為什麽會造成試塊強度過高或過低的現象呢?

1、現場用沙、石不過秤,或雖過秤,但磅秤不準確,僅是走形式。用料過秤的道理,操作人員大都是知道的,但有人認為過秤要添添減減太麻煩,也有的因秤位過高,推車過秤費勁,所以沙石就不過秤,或因磅秤失靈,加料不準確,這些都能造成混凝土重量比的錯誤,影響試塊強度。

 

2、對混凝土試塊的製做持不正確態度。現場製做混凝土試塊,本應在施工過程中,從正常攪拌的混凝土中取樣,但有人怕試塊達不到設計強度,在取樣時有意加大水泥用量,減少用水量或多取粗骨料等,所謂"吃小鍋飯",造成試塊強度偏高,或試驗人員在開始攪拌時(因各種客觀原因,使混凝土的坍落度、水泥含量等不太穩定)取樣,則試塊強度易偏低。

 

3、水灰比不穩定,多屬沙、石含水率或加水量的不穩定而造成。現場存放的砂石,受大氣影響或進料差異,一般砂石的含水率是不穩定的。使用前,應測定其砂石的含水率,並調整加水量和砂石用量。若忽視這項工作,則易出現混凝土坍落度忽高忽低,影響水灰比。有時因操作人員用水不計量,或攪拌機自動加水係統不精確、失靈等,都能影響水灰比的正確性。

 

4、因水泥質量引起混凝土強度不穩定的情況時有發生,尤其小窯水泥受生產設備條件的限製,水泥標號時高時低,所以承重結構和構件一定要使用認可的大廠水泥拌製混凝土。

 

若上述情況都沒有問題,就應對所使用的混凝土配合比進行複查。

 

抗壓強度是混凝土重要的力學性能指標,也是設計人員在設計中進行結構承載能力計 的重要依據,是試驗人員製定混凝土配合比的依據,也是混凝土質量優劣的重要標誌。一定要確保質量,不可掉以輕心,施工時必須嚴格按操作要求進行。那種隻追求混凝土表麵平整光滑的外觀質量,而忽視強度的現象是不對的。