混凝土强度检验评定基础知识步骤及实例说课讲解.docx
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混凝土强度检验评定基础知识步骤及实例说课讲解
混凝土强度检验评定基础知识、步骤及实例
混凝土强度检验评定
第1节混凝土强度检验评定基础知识
一、混凝土强度检验评定的重要性
混凝土是最常用最重要的结构材料,它的质量属主控项目,马虎不得,马虎了要垮房子。
二、混凝土强度检验评定的基本原则
1、混凝土质量评定的一项重要指标是抗压强度。
一般混凝土抗压强度高,混凝土的其它各项性能都好。
2、子样代表母样:
混凝土实体检验结构上需做承载力试验,太难,而且是破坏性的,不必要。
我们国家采用的方法是做标准立方体试件,进行标养,然后做强度试验。
通过对混凝土试件强度试验值分析,从而评定混凝土的抗压强度,评定实体混凝土结构承载力的真实性。
3、概率和数理统计:
确定性数据采用经典数学研究,有波动性数据的不确定数学现象采用概率和统计数学研究。
混凝土立方体抗压强度试件测试结果呈不确定性,但波动是有规律。
大量的统计分析和试验表明:
同一等级的混凝土在龄期相同、生产工艺和配合比基本一致的条件下,其强度的概率分布可用正态分布来描述。
正态分布曲线特点:
①曲线呈钟形,两边对称,对称轴在中间,最高点处,为平均强度;
②中间高两侧低,表明混凝土强度接近平均值概率大,而低于或高于平均值的混凝土强度概率小,愈来愈小,最后逐渐趋近于零;曲线和横坐标之间包围的面积为概率的总和,100%,对称轴两边面积相等,各为50%。
即若混凝土设计强度为C30,配制强度也为为C30的话,配制出来的混凝土强度仅有50%达到C30,保证率为50%。
③拐点是曲线凸凹变化点,决定曲线的胖瘦,反映了强度控制水平。
标准差的数学意义即是正态分布图中拐点到中心线的距离。
拐点到中心线的距离决定曲线的胖瘦,反映了强度控制水平。
越小,质量控制得越好。
一般不作图,只需三个特征值---强度平均值、标准差、强度保证率(面积)。
三、常用的统计量
1、符号
MFcu---同一检验批混凝土立方体抗压强度的平均值;
fcu,k---混凝土立方体抗压强度标准值(即结构设计中设计的混凝土强度等级);
fcu,min---同一检验批混凝土立方体抗压强度的最小值;
Sfcu---方差未知评定方法中,检验批混凝土立方体抗压强度的标准差;
σ0---方差已知评定方法中,检验批混凝土立方体抗压强度的标准差;
λ1,λ2,λ3,λ4---合格性判定系数;
fcu,i---第i组混凝土试件的立方体抗压强度代表值;
n---样本容量。
混凝土强度保证率----安全组数/总组数。
2、平均值、标准差用计算器计算。
标准偏差简称标准差,或均方差,是个体数据与均值离差平方和的算术平均值的算术根,是大于0的正数。
标准差已知用σ表示,标准差未知用S表示。
标准差小说明分布集中程度高,离散程度小,质量控制水平高。
3、意义
混凝土强度分布必须有二个指标反映,一个是平均值,二是与平均值的偏差。
强度平均值反映混凝土总体强度的平均水平。
仅平均值不行。
以C20混凝土生产为例。
二个施工单位施工C20的混凝土,甲生产的混凝土强度为—19Mpa(或N/mm2)、21Mpa(或N/mm2)、20Mpa(或N/mm2);乙为—12Mpa(或N/mm2)、26Mpa(或N/mm2)、22Mpa(或N/mm2)。
平均值均为20Mpa(或N/mm2),但显然,甲的质量要好些。
因此,必须要有一个与平均值的偏差值来反映。
偏差小的质量好——质量稳定,安全放心;节省材料。
这里,甲的标准差0.8Mpa(或N/mm2),乙的标准差5.89Mpa(或N/mm2)。
混凝土强度偏差大小,波动大小可用标准差、变异系数反映。
我国采用标准差σ。
第2节混凝土强度检验评定步骤
第一步:
检验批的划分与取样
一、检验批的划分
1、混凝土强度应分批进行检验评定。
一个检验批的混凝土应由强度等级相同、试验龄期相同、生产工艺条件和配合比基本相同的混凝土组成。
〖条文说明〗:
大量的统计分析和试验表明:
同一等级的混凝土在龄期相同、生产工艺和配合比基本一致的条件下,其强度的概率分布可用正态分布来描述。
因此,本条规定检验批应由试验强度等级和试验龄期相同、生产艺条件和配合比基本相的混凝土组成,以保证所评定的混凝土的强度基本符合正态分布。
本标准的抽样方案是基于试验数据服从正态分布制定的。
其中的生产工艺条件包括了养护条件。
二、取样频率
1、混凝土的取样
①用于检验结构构件混凝土强度的试件,应在混凝土浇筑地点随机抽取。
〖条文说明〗:
搅拌机出料口的混凝土拌合物,经运输到达浇筑地点后,混凝土质量还可能会有变化,此时也更接近工程实际使用混凝土状态,因此,规定试样应在浇筑地点抽取。
每组三个试件应由同一盘或同一车的混凝土中取样制作。
混凝土取样应有监理见证。
②混凝土的取样,应根据本标准规定的检验评定方法要求,制定检验批的划分方案和相应的取样计划。
根据不同工程部位、不同混凝土品种、不同强度等级划分检验批方案。
以上通常由土建施工单位拟定。
③试件的取样频率和数量应符合下列规定:
每100盘,但不超过100m3的同配合比混凝土,取样次数不应少于一次。
每一工作班拌制的同配合比混凝土,不足100盘和100m3时,其取样次数不应少于一次。
当连续浇筑的同配合比混凝土超过1000m3时,每200m3取样不应少于一次。
对房屋建筑,每一楼层、同一配合比的混凝土,取样不应少于一次。
每次取样至少要留一组标准试件,同条件养护试件的留置可根据实际需要而定。
〖条文说明〗:
搅拌盘数即搅拌罐数。
一盘指搅拌混凝土的搅拌机一次搅拌的混凝土。
一个工作班指8h。
每批混凝土试样应制作的试件总组数,除满足标准第5章规定的混凝土强度评定所必需的组数外,还应留置为检验结构或构件施工阶段混凝土强度所必需的试件。
〖条文说明〗:
标准养护用以评定混凝土强度合格与否。
同条件养护,只作为评定结构或构件能否继续施工的依据。
2、其他规定
1、对掺矿物掺合料的混凝土进行强度评定时,可根据设计规定,可采用大于28天龄期的混凝土强度。
〖条文说明〗:
试验表明,掺加矿物掺合料的混凝土的强度与纯水泥混凝土相比,早期强度较低,而后期强度发展较快,在温度较低的条件下更为明显。
为了充分利用掺矿物掺合料混凝土的后期强度,本标准以注的形式规定,其混凝土强度进行合格评定时的试验龄期可以大于28天,具体由设计部门规定。
2、当采用非标准尺寸试件时,应将其抗压强度乘以尺寸折算系数,折算成边长为150㎜标准尺寸试件抗压强度。
折算系数按下列规定采用:
当混凝土强度等级不低于C60时,宜采用标准尺寸试件;采用非标准尺寸试件时,尺寸折算系数应由试验确定,其试件数量不应少于30对组。
〖条文说明〗:
一个对组为二组试件,一组为标准尺寸试件,一组为非标准尺寸试件。
第二步:
选用评定方法
结构混凝土的强度必须符合设计要求
1、统计方法与大统计方法
对于大批量、连续生产混凝土的强度应按本标准第5.1条中规定的统计方法评定。
对于小批量或零星生产混凝土的强度应按本标准第5.2条中规定的非统计方法评定。
一般预拌混凝土厂、预制构件厂、采用现场集中搅拌的施工单位,应按统计方法评定混凝土强度。
2、统计方法评定分类
采用统计方法评定时,应按下列规定进行;
①、当连续生产的混凝土,生产条件在较长时间内保持一致,且同一品种、同一强度等级混凝土的强度变异性保持稳定时,应按标准差已知方案进行评定。
标准差已知方案:
指同一品种的混凝土生产,有可能在较长的时期内,通过质量管理,维持基本相同的生产条件,即维持原材料、设备、工艺以及人员配备的稳定性,即使有所变化,也能很快预以调整而恢复正常。
由于这类生产状况,能使每批混凝土的强度的变异性基本稳定,每批的强度标准差σ0可根据前一时期生产累计的强度数据确定。
一般来说,预制构件生产可以采用标准差已知方案。
标准差已知方案σ0可由同类混凝土、生产周期不应少于60d且不宜起过90d、样本容量不少于45的强度数据计算确定。
假定其值延续在一个检验期内保持不变。
三个月后,重新按上一个检验期的强度数据计算σ0值。
②、其他情况应按标准差未知方案的规定进行评定。
标准差未知方案:
指生产连续性较差,即生产中无法维持基本相同的生产条件,或生产周期较短,无法积累强度数据以资计算可靠的标准差参数,此时检验评定只能直接根据每一检验批抽样的样本数据确定。
这是根据混凝土强度质量控制的稳定性,将评定混凝土强度的统计方法分为两种:
标准差已知方案和标准差未知方案。
第三步:
计算
一、统计法1----标准差已知的计算及评定公式
一个检验批的样本容量应为连续的三组试件,其强度应同时符合下列规定:
mfcu≧fcu,k+0.7σ0
fcu,min≧fcu,k—0.7σ0
检验批混凝土立方体抗压强度的标准差应按下式计算:
σ0=
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
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≧0.9fcu,k
①强度检验评定公式中涉及到到的符号:
mfcu---同一检验批混凝土立方体抗压强度的平均值(N/mm2),精确到0.1(N/mm2)。
fcu,k---混凝土立方体抗压强度标准值(N/mm2),精确到0.1(N/mm2)。
fcu,min---同一检验批混凝土立方体抗压强度最小值(N/mm2),精确到0.1(N/mm2)。
σ0---检验批混凝土立方体抗压强度标准差(N/mm2),精确到0.01(N/mm2);当检验批混凝土强度标准差σ0计算值小于2.5N/mm2时,应取2.5N/mm2。
②在σ0计算中涉及到的符号:
fcu,i---前一检验期内同一品种、同一强度等级的第i组混凝土试件的立方体抗压强度代表值(N/mm2),精确到0.1(N/mm2);该检验期不应少于60天,也不得大于90天。
mfcu---一前一检验期内同一品种、同一强度等级混凝土立方体抗压强度的平均值(N/mm2),精确到0.1(N/mm2)。
n---前一检验期内的样本容量,在该期内样本容量不应少于45。
〖条文说明〗:
本标准规定了σ0不得小于2.5N/mm2,是因为在实际评定中会出现σ0过小的现象。
其原因往往上爬统计的混凝土检验期过短,对混凝土强度的影响因素反映不充分造成的。
虽然也有质量控制好的企业可以达到这样的水平,但对于全国平均水平来讲,是达不到的。
〖条文说明〗:
公式关于最小值fcu,min的限制条件,其作用旨在防止出现实际的标准差过大,或避免出现混凝土强度过低的情况。
二、统计法2---标准差未知方案的计算及评定公式
当样本容量不少于10组时,其强度应同时满足下列要求:
mfcu≧fcu,k+λ1Sfcu
fcu,min≧λ2fcu,k
Sfcu---同一检验批混凝土立方体抗压强度的标准差,应按下式计算:
Sfcu=
Sfcu(N/mm2),精确到0.01(N/mm2);当检验批混凝土强度标准差Sfcu计算值小于2.5N/mm2时,应取2.5N/mm2。
λ1、λ2---合格评定系数,按下表取值:
试验组数
10~14
15~19
≧20
λ1
1.15
1.05
0.95
λ2
0.90
0.85
n---本检验期内的样本容量。
〖条文说明〗:
标准差未知方案。
为了提高检验的可靠性,本标准要求每批样本组数不少于10组。
〖条文说明〗:
本标准规定了σ0不得小于2.5N/mm2,是因为在实际评定中会出现σ0过小的现象。
其原因往往上爬统计的混凝土检验期过短,对混凝土强度的影响因素反映不充分造成的。
虽然也有质量控制好的企业可以达到这样的水平,但对于全国平均水平来讲,是达不到的。
〖条文说明〗:
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