同样的配比为什么有的混凝土强度高有的强度低

在混凝土工程实践中，同样的混凝土配合比，同样的原材料，有的强度高，有的强度低，究其原因，有时百思不得其解。其实造成这些因素的原因很多，有原材料方面的的，有人员生产控制的，有机器设备方面的，有施工工艺和养护造成的，等等……

混凝土是由水泥、水、砂、石、外加剂以及掺合料等组成的一种多相非均质混合材料。搅拌时搅拌的再均匀也不可能达到理想上的匀质，各种原材料均匀分布，使强度均衡一致。即使是同一盘混凝土成型的试件，不同的成型手法，强度也是有差异的。这种在范围内波动的现象称为混凝土强度的离散性。因此，混凝土强度是一个波动的范围而不是某一个固定值，只是衡量混凝土生产水平的一个参数。如果强度值偏离平均值较大，就表明离散较大，说明混凝土质量控制较差，反之离散较小，混凝土质量控制较好。

（一）混凝土强度的正态分布

某一强度等级的混凝土试块强度在某一范围内波动，并不是杂乱无章的，而是在某一区间集中，符合数值的正态分布。混凝土强度的正态分布曲线虽然不是一条理想化的正态分布曲线，但至少非常接近。因此，在一般情况下，可以用正态分布理论去处理混凝土强度的问题。平均强度和标准差是两个表示曲线特征的参数，它们的数值决定曲线的位置和形状，平均值只能给出强度分布在坐标图中的位置，是表示其“分散位置的量”，却不能表示出离散性的大小。混凝土强度分布尽管有些分散，但在一组数据中，总可以取接近分布中心的数值作为代表值，该组混凝土强度数据将分散分布在中心值附近。算术平均值是反映混凝土强度平均水平的一个量，是控制或评定混凝土质量优劣的重要指标，但不是唯一指标。

平均强度相同的两批混凝土的强度正态分布可能不同，可能其中一批强度集中，而另一批强度分布可能比较分散，这种离散性的大小无法用平均强度来表达。离散性表示混凝土强度的分散程度大小，通常用标准差和变异系数来表达。在我国，通常用标准差来表示离散性的大小，标准差大则强度较分散，其正态分布曲线较平坦，标准差小则强度较集中，其正态分布曲线高耸。

（二）如何控制混凝土强度的离散性

原材料的质量、配合比设计、计量、搅拌、运输、成型、养护及试验误差等诸多因素，每一道工序几乎都可能引起混凝土强度的随机波动。影响混凝土强度波动的因素可以分为三类，即原材料质量、施工质量及试验误差。其中试验误差在生产过程中不可避免的，在范围内可以看作是正常的随机误差，而原材料质量和施工质量是可以加以调整或消除的。此外，对于高强度等级混凝土或重要工程部位一般控制严格，离散较小，对于一些低强度等级混凝土或不重要工程部位控制相对宽松，离散较大。

（1）控制混凝土原材料的质量

对混凝土组成材料的质量控制是控制混凝土强度波动的重要因素，尤其要注意水泥的选择和质量性能的控制，外加剂和掺合料的使用，砂、石骨料的种类、含泥量、级配质量波动。在生产中要关注水泥强度和砂、石质量的波动，做到随时观察及时处理，尽量消除不利因素带来的影响，减少强度离散。石子压碎值大导致混凝土强度下降，如在试块抗压试验时，试块试块中石子被压碎。有些石子的稳定性差，在干湿交替或者冻融循环作用下，体积稳定差，有粉化现象，造成混凝土强度降低。此外，不同来源砂石的针片状，含泥量质量的差异也会造成混凝土强度的差异。

（2）混凝土施工过程中的质量控制

混凝土施工过程是造成混凝土强度离散性的主要因素，它包括从施工开始至施工结束的各道工序，每一个工序的质量好坏直接影响混凝土强度。因此，在生产过程中要严格控制混凝土配合比，并注意计量误差，如，外加剂计量不准造成用量不足或者过多，混凝土搅拌要均匀；在运输过程中保持罐体匀速转动防止混凝土离析，在运输过程中严禁加水；混凝土浇筑后要充分振捣密实，养护要做到及时充分；注意拆模时间，防止结构变形和裂缝的产生；冬期施工时要防止在临界强度之前受冻。

施工中各种施工条件的波动都可能引起混凝土强度的离散性变化，这些变化并不能包括在由试件强度计算出的标准差之中，也就是说有些影响因素在混凝土试件强度中没有表现出来。混凝土试件与混凝土结构存在很多差异，如混凝土试件与混凝土结构的浇筑、成型、振捣及养护分别在不同条件下进行，混凝土构件振捣是否密实及养护条件不可能在试件强度中反映出来，而这些施工条件的波动又对结构构件混凝土强度影响很大，却没有反映在标准养护的试件强度之中。把混凝土质量控制贯穿到施工的全过程之中，是控制混凝土强度离散性的重要手段，采取相应的管理制度和技术措施提高施工水平。

（3）控制试验误差

试验过程中的仪器精度、试验条件、操作方法以及不同人员的操作等等因素都会影响混凝土强度的离散性，几乎每一试验步骤都会产生试验误差。为了减小试验误差真实可靠地反映混凝土的强度，毫无疑问是试验误差越小越好，这样才能使检测的混凝土试件具有代表性。有时试验误差被包括在施工误差之中而不被察觉和重视，却在某种程度上对混凝土强度的试测结果产生影响，造成混凝土原本合格而被判为不合格，导致混凝土强度的误判或错判。

综上所述，混凝土强度分布并符合正态分布，同一检验批的混凝土强度不但有高有低，有时还会相差很多，有时在很大范围内波动。仅仅依靠平均强度是不能准确表达这一波动情况，应采用混凝土的离散性指标来综合反映混凝土的强度，再利用数理统计方法来控制混凝土强度的波动，以生产出质地均匀的混凝土，保证工程质量。

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