同樣的配比為什么有的強度高有的強度低?

lqsoetg 2021年6月5日20:56:46
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砼行會問,為什么同樣的配比,同樣的原材料,有的強度高,有的強度低,這就是離散性。
混凝土是的一種多相非均質(zhì)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(zhì),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(xiàn)在混凝土一定范圍內(nèi)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范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。
同樣的配比為什么有的強度高有的強度低?

一、混凝土強度的正態(tài)分布

混凝土強度在一定范圍內(nèi)波動,高低不同。有些試件的強度分布雜亂無章,摸不到規(guī)律,但試件的強度大部分情況下符合隨機變量的正態(tài)分布。正態(tài)分布曲線是一條類似鐘狀的左右對稱單峰曲線,是理想化的理論數(shù)學模型,雖然混凝土強度分布與正態(tài)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(tài)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(shù),曲線的位置和形狀就看它們的數(shù)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(shù)據(jù)中,總可以取接近分布中心的數(shù)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(shù)據(jù)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,是控制或評定混凝土質(zhì)量優(yōu)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(tài)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系數(shù)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(tài)分布曲線較平坦,標準差小則強度較集中,其正態(tài)分布曲線高聳。

二、如何控制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(zhì)量、配合比設計、計量、攪拌、運輸、成型、養(yǎng)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(zhì)量、施工質(zhì)量及試驗誤差。在生產(chǎn)過程中不可避免的是試驗誤差,在一定范圍內(nèi)可以看作是正常的隨機誤差,而原材料質(zhì)量和施工質(zhì)量是可以加以調(diào)整或消除。

1、控制混凝土原材料的質(zhì)量

對混凝土組成材料的質(zhì)量控制是控制混凝土強度波動的重要因素,尤其要注意水泥的選擇和質(zhì)量性能的控制,外加劑和摻合料的使用,砂、石骨料的種類、級配質(zhì)量波動。在生產(chǎn)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(zhì)量控制

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(zhì)量好壞直接影響混凝土強度。因此,在生產(chǎn)過程中最重要的是控制混凝土配合比,并注意計量誤差,混凝土攪拌要均勻;在運輸過程中保持罐體勻速轉(zhuǎn)動防止混凝土離析;混凝土澆筑后要充分振搗密實,養(yǎng)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(chǎn)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,這些變化并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(xiàn)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筑、成型、振搗及養(yǎng)護分別在不同條件下進行,混凝土構件振搗是否密實及養(yǎng)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(yǎng)護的試件強度之中。施工的全過程都要不間斷的質(zhì)量控制,持續(xù)控制是控制強度離散性的重要手段。

3、控制試驗誤差

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,積累后就放大了。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(zhì)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(chǎn)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,混凝土強度分布并完全符合正態(tài)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,有時在很大范圍內(nèi)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(shù)理統(tǒng)計方法來控制混凝土強度的波動,以生產(chǎn)出質(zhì)地均勻的混凝土,保證工程質(zhì)量。

三、立方體試塊強度偏高原因
同樣的配比為什么有的強度高有的強度低?

目前有施工企業(yè)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(xiàn)場試驗工制作方法不對,多數(shù)未經(jīng)專業(yè)培訓,制作試塊時沒底,心里負擔重,寧可做高,不可做低,這種現(xiàn)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(qū)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(shù)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(zhì)量差距甚大。?

2、水泥強度富余數(shù)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(jīng)檢定或超周期未再檢,導致計量不準或未計量,從而發(fā)生試塊和實體強度忽高忽低。?

4、現(xiàn)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(diào)整等導致試塊強度忽高忽低。?

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

為什么會造成試塊強度過高或過低的現(xiàn)象呢?? ? ??

1、現(xiàn)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、對混凝土試塊的制做持不正確態(tài)度?,F(xiàn)場制做混凝土試塊,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(wěn)定)取樣,則試塊強度易偏低。

3、水灰比不穩(wěn)定,多屬沙、石含水率或加水量的不穩(wěn)定而造成?,F(xiàn)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(wěn)定的。使用前,應測定其砂石的含水率,并調(diào)整加水量和砂石用量。若忽視這項工作,則易出現(xiàn)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,或攪拌機自動加水系統(tǒng)不精確、失靈等,都能影響水灰比的正確性。

4、因水泥質(zhì)量引起混凝土強度不穩(wěn)定的情況時有發(fā)生,尤其小窯水泥受生產(chǎn)設備條件的限制,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制混凝土。

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復查。

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(jù),是試驗人員制定混凝土配合比的依據(jù),也是混凝土質(zhì)量優(yōu)劣的重要標志。一定要確保質(zhì)量,不可掉以輕心,施工時必須嚴格按操作要求進行。那種只追求混凝土表面平整光滑的外觀質(zhì)量,而忽視強度的現(xiàn)象是不對的。? ?

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