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摘要：导致混凝土试件强度超标的因素是多方面的，这其中存在客观因素和人为的主观因素。本文通过从理论角度分析了混凝土试件强度超标的可能性，论述了混凝土试件在实际操作过程各个影响因素的作用下产生波动。提出了管理人员应该加强对混凝土生产和施工过程中各个环节的监控及加强对混凝土构件的实体检测。
关键词：混凝土试件强度；理论分析；实际操作；影响因素
前言
混凝土试件强度是检验和评定混凝土构件质量的主要依据。但在工程质量检测工程中经常会出现混凝土试件的强度过高，比如设计强度C30的混凝土，其试件强度达到45MPa，甚至超过45MPa。对此质量管理部门与施工单位经常发生分歧，反应强烈。
为了切实有效的加强建设工程质量的监督管理，提高工程质量管理水平，公司组织相关人员对这一焦点问題进行了调查和分析。现从理论和实际操作两个方面对调查结果做一下总结：
一、从理论角度分析混凝土试件强度超标的可能性
在正常的原材料供应和施工条件下，混凝土的强度有时偏高，有时偏低，但总是在配制强度的附近波动，质量控制越严，施工管理水平越高，则波动的幅度越小；反之，则波动的幅度越大。通过大量的数理统计分析和工程实践证明，混凝土的质量波动符合正态分布规律，正态分布曲线见图1
图1
正态分布的特点：
1．曲线形态呈钟型，在对称轴的两侧曲线上各有一个拐点。拐点至对称轴的距离等于1个标准差 。
2．曲线以平均强度为对称轴两边对称。即小于平均强度和大于平均强度出现的概率相等。平均强度值附近的概率（峰值）最高。离对称轴越远，出现的概率越小。
3．曲线与横座标之间围成的面积为总概率，即100%。
4．曲线越窄、越高，相应的标准差值（拐点离对称距离）也越小，表明强度越集中于平均强度附近，混凝土匀质性好，质量波动小，施工管理水平高。若曲线宽且矮，相应的标准差越大，说明强度离散大、匀质性差、施工管理水平差。因此从概率分布曲线可以比较直观地分析混凝土质量波动的情况。
依据《普通混凝土配合比设计规程》（JGJ55-2000）混凝土配制强度按下式计算：
fcu,o≥fcu,k+1.645σ
式中：fcu,o—混凝土配制强度（MPa）
fcu,k—混凝土立方体抗压强度标准值（MPa）
σ—混凝土强度标准差（MPa）
我们以 C30混凝土为例，假定某一家商品混凝土公司根据同类混凝土的统计资料确定标准差为5Mpa，则该批C30混凝土的配制强度为38.2Mpa，从理论上讲混凝土的配制强度等于该批混凝土强度的平均值，则以该配比配制的混凝土强度小于30Mpa的可能性为5%，（如图2所示阴影部分P1的面积为5%）这也就是我们平时所说的95%的保证率。
图2
根据正态分布曲线的对称性，则该批混凝土强度超过46.4Mpa的可能性也为5%。（如图2所示阴影部分P2的面积为5%）而46.4Mpa已经超过设计值的150%了，因此从理论上说混凝土强度超标是存在一定的可能性的。
二、混凝土试件在实际操作过程各个影响因素的作用下产生波动
混凝土试件的强度是受实际操作过程中许多因素影响的，这其中包括配合比、试件的制作方法、养护环境、试验条件等。
1、配合比
配合比是决定混凝土质量的关键因素，影响配合比的因素包括：砂细度模数和级配的波动；粗骨料最大粒径和级配的波动；超逊径含量的波动；骨料含泥量的波动；骨料含水量的波动；水泥强度（不同批或不同厂家的实际强度可能不同）的波动；外加剂质量的波动（如液体材料的含固量、减水剂的减水率等）等等。在现场施工或预拌工厂生产混凝土时，必须对原材料的质量加以严格控制，及时检测并对配合比加以调整，尽可能减少原材料质量波动对混凝土质量的影响。但是在有些情况下，比如遇到小方量混凝土的生产时，由于生产数量小，对于混凝土配合比的控制比较难，再加上小方量的混凝土在评定时，多采用非统计的方法，较统计方法提高了对混凝土强度的要求，因此在最初确定配合比时往往人为的提高配合比等级，这在一定程度上成为了混凝土试件超标的原因。
2、混凝土试件的制作
混凝土试件的制作水平也是影响试件强度的重要因素，制作水平较高的试验人员所做的试件强度高，均匀性好。而水平较低的则容易产生试件强度离散甚至达不到设计要求。比如同样的混凝土在制作时，所用的工具和试模表面如果未事先润湿，则在制作过程中会吸附掉混凝土中一部分的水，相当于降低了水灰比，因此所做的试件强度就偏高。另外在混凝土的取样过程中，如果取的骨料较多而砂浆较少，所做的试件强度也会偏高，反之则强度偏低。
3、试件的试验和养护条件
混凝土试件在测试过程中应控制一定的加载速度，如果加载速度过快会造成检测数据偏高。而混凝土试件如果采用标准养护的，由于养护条件与实体有较大的差别，也会造成混凝土事件强度与实体的强度不一致。
试件成型后立即用湿布覆盖表面(或其他保持湿度办法)，同条件养护试件可按实际构件拆模时间进行拆模。试件应放置在取样部位，与取样部位的混凝土构件进行同条件养护。标准养护试件应在温度为20℃±5℃，相对湿度大于50％的环境中，静置1—2昼夜，然后拆模并作第一次外观检查、编号，拆模后立即放人温度为20℃±2℃，相对湿度在95％以上的标准养护室中养护，试件彼此间距10—20 mm，试件表面应保持一层水膜，不得被水直接冲淋；或在温度为20℃,4-2℃的不流动ca(oI-I)2饱和溶液中养护，养护龄期28 d,当混凝土试件因制作、养护不符合国家标准要求，使混凝土试件强度不能真实反映混凝土结构实体质量时，对混凝土结构实体质量的评定只能采用无损检测或局部有损检测。
在影响混凝土试件强度的众多因素中，有些因素会造成试件强度偏高，而有些则会使强度偏低，但在实际的操作过程中对于那些会使混凝土试件强度偏低的因素控制的比较严格，而对于使试件强度偏高的因素则不够重视，有时甚至人为的将其放大。这就在很大程度上造成了混凝土试件强度的超标。
三、结束语
综上所述，导致混凝土试件强度超标的因素是多方面的，这其中存在客观因素和人为的主观因素。因此不能仅凭试件强度超过设计值的多少倍来确定是否存在混凝土强度浪费，甚至就此认定施工单位在试件制作是存在“吃小灶”的问题。管理人员应该加强对混凝土生产和施工过程中各个环节的监控，另外也可以加强对混凝土构件的实体检测，如回弹、取芯等检测手段，这样就能消除仅凭混凝土试件强度来评定混凝土质量的弊端。
参考文献 [1] 李玲. 低等级混凝土试件强度偏高的原因分析 .石河子科技.2003年01期 [2]傅标.混凝土抗压强度分布概率密度的参数估计.广西质量监督导报 .2007年06期
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。
关键词：混凝土试件强度；理论分析；实际操作；影响因素
前言
混凝土试件强度是检验和评定混凝土构件质量的主要依据。但在工程质量检测工程中经常会出现混凝土试件的强度过高，比如设计强度C30的混凝土，其试件强度达到45MPa，甚至超过45MPa。对此质量管理部门与施工单位经常发生分歧，反应强烈。
为了切实有效的加强建设工程质量的监督管理，提高工程质量管理水平，公司组织相关人员对这一焦点问題进行了调查和分析。现从理论和实际操作两个方面对调查结果做一下总结：
一、从理论角度分析混凝土试件强度超标的可能性
在正常的原材料供应和施工条件下，混凝土的强度有时偏高，有时偏低，但总是在配制强度的附近波动，质量控制越严，施工管理水平越高，则波动的幅度越小；反之，则波动的幅度越大。通过大量的数理统计分析和工程实践证明，混凝土的质量波动符合正态分布规律，正态分布曲线见图1
图1
正态分布的特点：
1．曲线形态呈钟型，在对称轴的两侧曲线上各有一个拐点。拐点至对称轴的距离等于1个标准差 。
2．曲线以平均强度为对称轴两边对称。即小于平均强度和大于平均强度出现的概率相等。平均强度值附近的概率（峰值）最高。离对称轴越远，出现的概率越小。
3．曲线与横座标之间围成的面积为总概率，即100%。
4．曲线越窄、越高，相应的标准差值（拐点离对称距离）也越小，表明强度越集中于平均强度附近，混凝土匀质性好，质量波动小，施工管理水平高。若曲线宽且矮，相应的标准差越大，说明强度离散大、匀质性差、施工管理水平差。因此从概率分布曲线可以比较直观地分析混凝土质量波动的情况。
依据《普通混凝土配合比设计规程》（JGJ55-2000）混凝土配制强度按下式计算：
fcu,o≥fcu,k+1.645σ
式中：fcu,o—混凝土配制强度（MPa）
fcu,k—混凝土立方体抗压强度标准值（MPa）
σ—混凝土强度标准差（MPa）
我们以 C30混凝土为例，假定某一家商品混凝土公司根据同类混凝土的统计资料确定标准差为5Mpa，则该批C30混凝土的配制强度为38.2Mpa，从理论上讲混凝土的配制强度等于该批混凝土强度的平均值，则以该配比配制的混凝土强度小于30Mpa的可能性为5%，（如图2所示阴影部分P1的面积为5%）这也就是我们平时所说的95%的保证率。
图2
根据正态分布曲线的对称性，则该批混凝土强度超过46.4Mpa的可能性也为5%。（如图2所示阴影部分P2的面积为5%）而46.4Mpa已经超过设计值的150%了，因此从理论上说混凝土强度超标是存在一定的可能性的。
二、混凝土试件在实际操作过程各个影响因素的作用下产生波动
混凝土试件的强度是受实际操作过程中许多因素影响的，这其中包括配合比、试件的制作方法、养护环境、试验条件等。
1、配合比
配合比是决定混凝土质量的关键因素，影响配合比的因素包括：砂细度模数和级配的波动；粗骨料最大粒径和级配的波动；超逊径含量的波动；骨料含泥量的波动；骨料含水量的波动；水泥强度（不同批或不同厂家的实际强度可能不同）的波动；外加剂质量的波动（如液体材料的含固量、减水剂的减水率等）等等。在现场施工或预拌工厂生产混凝土时，必须对原材料的质量加以严格控制，及时检测并对配合比加以调整，尽可能减少原材料质量波动对混凝土质量的影响。但是在有些情况下，比如遇到小方量混凝土的生产时，由于生产数量小，对于混凝土配合比的控制比较难，再加上小方量的混凝土在评定时，多采用非统计的方法，较统计方法提高了对混凝土强度的要求，因此在最初确定配合比时往往人为的提高配合比等级，这在一定程度上成为了混凝土试件超标的原因。
2、混凝土试件的制作
混凝土试件的制作水平也是影响试件强度的重要因素，制作水平较高的试验人员所做的试件强度高，均匀性好。而水平较低的则容易产生试件强度离散甚至达不到设计要求。比如同样的混凝土在制作时，所用的工具和试模表面如果未事先润湿，则在制作过程中会吸附掉混凝土中一部分的水，相当于降低了水灰比，因此所做的试件强度就偏高。另外在混凝土的取样过程中，如果取的骨料较多而砂浆较少，所做的试件强度也会偏高，反之则强度偏低。
3、试件的试验和养护条件
混凝土试件在测试过程中应控制一定的加载速度，如果加载速度过快会造成检测数据偏高。而混凝土试件如果采用标准养护的，由于养护条件与实体有较大的差别，也会造成混凝土事件强度与实体的强度不一致。
试件成型后立即用湿布覆盖表面(或其他保持湿度办法)，同条件养护试件可按实际构件拆模时间进行拆模。试件应放置在取样部位，与取样部位的混凝土构件进行同条件养护。标准养护试件应在温度为20℃±5℃，相对湿度大于50％的环境中，静置1—2昼夜，然后拆模并作第一次外观检查、编号，拆模后立即放人温度为20℃±2℃，相对湿度在95％以上的标准养护室中养护，试件彼此间距10—20 mm，试件表面应保持一层水膜，不得被水直接冲淋；或在温度为20℃,4-2℃的不流动ca(oI-I)2饱和溶液中养护，养护龄期28 d,当混凝土试件因制作、养护不符合国家标准要求，使混凝土试件强度不能真实反映混凝土结构实体质量时，对混凝土结构实体质量的评定只能采用无损检测或局部有损检测。
在影响混凝土试件强度的众多因素中，有些因素会造成试件强度偏高，而有些则会使强度偏低，但在实际的操作过程中对于那些会使混凝土试件强度偏低的因素控制的比较严格，而对于使试件强度偏高的因素则不够重视，有时甚至人为的将其放大。这就在很大程度上造成了混凝土试件强度的超标。
三、结束语
综上所述，导致混凝土试件强度超标的因素是多方面的，这其中存在客观因素和人为的主观因素。因此不能仅凭试件强度超过设计值的多少倍来确定是否存在混凝土强度浪费，甚至就此认定施工单位在试件制作是存在“吃小灶”的问题。管理人员应该加强对混凝土生产和施工过程中各个环节的监控，另外也可以加强对混凝土构件的实体检测，如回弹、取芯等检测手段，这样就能消除仅凭混凝土试件强度来评定混凝土质量的弊端。
参考文献 [1] 李玲. 低等级混凝土试件强度偏高的原因分析 .石河子科技.2003年01期 [2]傅标.混凝土抗压强度分布概率密度的参数估计.广西质量监督导报 .2007年06期
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。