對建筑工程中混凝土強度的理解

陳 潔

（福州市建設工程質量監督站 350007）

1 混凝土配制強度

1、混凝土生產水平即控制標準的確定，根據驗收評定標準取α值為5%，β值為5%，即生產和消費風險同為5%。混凝土強度fcu是隨機的,為計量值質量特征值，當樣本數量大于30 組時，其概率分布服從正態分布。正態分布的樣本平均值mfcu描述了質量特征值fcu 分布的集中位置，而正態分布的標準差σ描述了質量特征值fcu 的分散程度。根據正態分布的概率計算公式得混凝土強度的正態分布概率計算公式為

當配制混凝土時，要保證其配制出來后混凝土強度有95%的百分率達到其強度標準值，也就是低于混凝土強度標準值的百分率為5%，得到：

認識和理解：當混凝土強度標準差確定后，根據該混凝土強度等級計算出的mfcu進行混凝土配合比配制，就可保證其配制出來的混凝土強度95%分布在高于標準值范圍內。

2、對《普通混凝土配合比設計規程》JGJ55-2011 第4.0.2 條混凝土標準差確定的理解：

1）在強度離散程度較低，工序生產能力較好的前提下，人為的提高配制強度，降低了生產方α值和消費方β值的風險，提高了強度達到標準值的百分率，這雖然增加了生產方的成本，但考慮到混凝土的特性以及統計時混凝土檢驗期過短等原因，其強度受到很多因素的影響，適當提高配制強度有利于保證混凝土強度達到標準值的百分率。

2）當總體均值分布服從正態分布時，樣本均值無論樣本數量大小都服從正態分布；當樣本數量達到30 以上時，樣本均值分布趨向于正態分布。所以進行混凝土標準差統計時，規定了進行統計的組數。

2、對《普通混凝土配合比設計規程》JGJ55-2011 第4.0.1 條中（當設計強度等級不小于 C60 時，配制強度應按下式確定：的理解：當推出σ這說明要控制混凝土強度標準值為C60MPa 的混凝土，其標準差要控制在5.47 MPa 以內才能使按照以上公式配制出來的強度能保證混凝土強度有95%能達到標準值。當生產水平較高時σ較小，這樣確定的σ=5.47，對生產方不公平；當生產水平較低時σ較大，這樣確定的σ=5.47，對消費方存在風險。

3、對《混凝土強度檢驗評定標準》GB/T50107-2010 中的5.1.2 條統計方法進行評定的理解：按照配制強度配制出來的混凝土其試件強度標準差應是相同的，所以其強度平均值≥fcu,k＋0.7σ的概率：

查表得低于這個強度的概率為17.24%，即混凝土強度平均值達到評定標準的概率有82.76%，其強度最小值的概率：

查表得低于這個強度的概率為0.95%，即混凝土強度最小值達到評定標準的概率為99.05%，而同時滿足以上兩個條件：F(X)=0.82.76*0.9905=0.81.97%。

4、對《普通混凝土配合比設計規程》JGJ55-2011 中遇有以下情況（現場條件與試驗室條件有顯著差異時；C30 級及其以上強度等級的混凝土,采用非統計方法評定時）時應提高混凝土配制強度的理解:1）現場條件與試驗室條件有顯著差異時，指的是因現場條件差異太大使得實體混凝土在養護中強度達不到標準值，故提高配制強度以保證其強度達到要求。2）因留置的組數少，只能采用非統計方法評定，由于采用非統計方法評定是其最小值要求較統計方法評定來的高，所以為了保證其最小值能達到要求應相應提高配制強度。

2 混凝土強度的評定標準

按照《混凝土強度檢驗評定標準》GB/T50107-2010 標準，混凝土強度應分批進行檢驗評定，一個檢驗批的混凝土應由強度等級相同、試驗齡期相同、生產工藝條件和配合比基本相同的混凝土組成。

1）一個檢驗批的樣本容量應為連續的3 組試件，其強度應同時符合下列規定：

理解：當標準差已知時，對于生產水平較穩定，標準差可根據前一期生產累計的強度數據進行確定。而當標準差過小時可能是因為混凝土統計檢驗期過短，對混凝土強度的影響因素反映不充分造成的。因此確定最小標準差為2.5 MPa，這使的混凝土強度評定與混凝土配制強度有著內在聯系性。按照以上評定公式：當標準差小于2.5 MPa 時，標準差取2.5 MPa，這樣使的平均值mfcu要求高了，表面上最低值fmin,cu也相應的降低要求了，但因fmin,cu≥0.85fkcu,和fmin,cu≥0.90fkcu,的限制，所以最低值fmin,cu還是沒有降低標準。n 值的限定是為了使樣本均值分布服從正態分布。

2）當樣本容量不少于10 組時，其強度應同時滿足下列要求：

理解：這個評定方法是當標準差未知的時候，即生產水平不穩定，強度檢驗評定只能直接根據每一檢驗批的抽樣的樣本強度數據確定，確定樣本容量不少于10 組是為了提高檢驗的可靠性。

λ1 值的確定原則：

1、 當樣本容量為10-14 組時,λ1 為1.15 要保證mfcu達到標準值的百分率p,即F(1.15-1.645)查表得低于fkcu,+1.15·Sfcu強度值的百分率為31.03%,也就是能保證試件強度達到標準值的百分率為69.97%,大于極限質量水平60%。

2、 當樣本容量為15-19 組時,λ1 值為1.05 要保證mfcu達到標準值的百分率p,即F(1.05-1.645)查表得低于fkcu,+1.05·Sfcu強度值的百分率為27。 6%,也就是能保證試件強度達到標準值的百分率為72.4%,大于極限質量水平60%。

3、 當樣本容量為大于等于20 組時,λ1 值為0.95 要保證mfcu達到標準值的百分率p,即F(0.95-1.645)查表得低于fkcu,+0.95·Sfcu強度值的百分率為24.36%,也就是能保證試件強度達到標準值的百分率為75.64%,大于極限質量水平60%。

3 對混凝土強度的一些理解

由于混凝土自身的特性，其組成成分混合的不均勻，原材性能的差異，人工因素的不穩定性，還有養護條件的不同，運輸時間差別，添加劑數量種類的不同等等因素都會對混凝土強度造成影響，因此α、β值的確定對混凝土強度的評定是很關鍵的，根據生產條件、生產水平、生產設備、以及原材料的性能穩定性及有關國家相關規定要求，規范中確定α值為5%，β值取5%。

混凝土強度的檢驗是破壞性試驗，不可能在總體中進行全數檢驗來得到總體均值，所以只能是采取抽樣檢驗方法得到樣本的均值并對混凝土總體的強度進行估計。混凝土的強度就是通過抽樣檢驗的方法抽取一定數量的試件進行強度試驗得到樣本的強度值，根據不同的樣本數來確定利用統計或非統計方法得到樣本的均值，并利用統計學原理通過一定數量樣本的均值和標準差來反映混凝土總體的強度值。