混凝土强度评定在工程质量中的运用

王继斌

【摘要】随着水利水电工程建设管理体制改革的不断深入，工程建设管理工作和质量检验评定工作也应与之相适应，所以我们必须加强对规程规范的学习和贯彻。以下是笔者对混凝土强度评定中统计方法的一点浅谈。

【关键词】混凝土强度评定 标准差 合格判定系数 图表

1 概述

水利水电工程是国家重要的基础设施。工程质量的优劣，不仅影响工程效益的发挥，而且直接影响人民生命财产和国家经济社会发展。水利水电工程涉及专业众多，施工质量检验与评定过程繁复，必须统一施工质量检验评定方法。

混凝土从广义上讲，是由胶凝材料、粒状材料及其它外加材料按适当比例配制，再经硬化而成的人工石材。随着土木建筑事业的迅速发展，也就要求混凝土具有不同的性能。混凝土已成为当代最重要的工程材料之一，所以其质量决定着建筑结构的各项功能；而混凝土的强度是衡量其质量的重要指标。现在我国通用的评定混凝土强度的方法是标准养护条件下28天试块的抗压强度值。在混凝土强度评定过程中，一些试验室将几组试块的抗压强度的平均代表值与设计要求的强度等级进行比较来评定混凝土是否达到设计强度等级的要求，并据此出具试验报告；这种评定方法显然不符合有关规范的规定。本文将就此问题进行粗浅论述，可供质量检测的相关技术人员参考。

2 混凝土强度等级及其评定方法

2.1混凝土强度等级

《混凝土結构设计规范》（GB 50010-2010）规定：混凝土强度等级按立方体抗压强度标准值确定。立方体抗压强度标准值是指对按照标准方法制作和养护的边长为150mm的立方体试件，在28天龄期，用标准试验方法测得的抗压强度总体分布中的一个值，强度低于该值的百分率不超过5%。按照《建筑结构可靠度设计统一标准》，《混凝土强度检验评定标准》（GB/T50107-2010）规定了混凝土立方体试块的养护和成型方法，并把立方体抗压强度标准值的确定方法具体化。

2.2强度等级评定方法

混凝土强度应分批进行检验评定，一个验收批的混凝土应由强度等级相同、龄期相同以及生产工艺条件和配合比基本相同的混凝土组成。《混凝土强度检验评定标准》（GB/T50107-2010）是用每组试块的抗压强度代表值的平均值和最小值进行强度等级的评定。该标准规定的方法有三种，其中有两种是统计方法，一种是非统计方法。

2.2.1统计方法之一：

适用于检验批混凝土强度标准差σ0已知的情况，也就是混凝土的生产条件在较长时间内能保持稳定的情况，σ0由连续3个月内不少于15批（每3组一批）试块的抗压强度代表值确定。此时评定由连续的三组试件组成一个验收批，其强度应同时符合：

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，其强度代表值的最小值尚应满足下式要求：

fcu， min≥0.85 fcu，k

当混凝土强度等级高于C20时，其强度代表值的最小值尚应满足下式要求：

fcu， min≥0.90 fcu，k

式中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；

σ0 检验批混凝土立方体抗压强度的标准差，3个月内不少于45组试块；

fcu， min 同一验收批混凝土立方体抗压强度代表值中的最小值。

式中ΔRi第i批试件立方体抗压强度中最大值与最小值之差；

m用以确定验收批混凝土立方体抗压强度标准差的数据总批数。

2.2.2统计方法之二：

当混凝土的生产条件在较长时间内不能保持一致，且混凝土强度变异性不能保持稳定时，或在前一个检验期内的同一品种混凝土没有足够的数据用经确定验收批混凝土立方体抗压强度的标准差时，应由不少于10组的试件组成一个验收批，其强度应同时满足下式的要求：

fcu，k-λ1S fcu≥0.9 R标

fcu， min≥λ2 R标

式中 S fcu—同一验收批混凝土立方体抗压强度的标准差，当S fcu的计算值小于0.06 R标时，取S fcu =0.06 R标；

λ1，λ2—合格判定系数，按表1取用。

式中Ri—第i组混凝土试件的立方体抗压强度值；

n—一个验收批混凝土试件的组数。

2.2.3非统计方法：

对于不足10组试件的情况可按非统计方法评定混凝土强度，其所保留强度应同时满足下式：

Rn≥1.15 R标

R min≥0.95 R标

3部分试验室使用的评定方法

实际工程中在评定混凝土强度时，试块的留置数量有限，并且有些工程还需要同时在两个试验室进行抗压强度比对试验，而送到每个试验室的试块仅为1～3组，这样就不可能按统计方法进行评定，只能按非统计方法进行评定，而根据《混凝土强度检验评定标准》（GB 107-87）的规定，非统计方法需同时满足Rn≥1.15 R标，且R min≥0.95 R标。也就是说，如果判定该混凝土强度达到某一强度等级，并且具有保证率，就必须要求一组试块的抗压强度平均值，除以1.15的系数后与相应的强度等级进行对比，来判定其是否达到相应的强度等级。并且该组试块抗压强度的最小值不能小于相应强度等级抗压强度的0.95倍，而不是用一组试块的抗压强度平均值直接与某一强度等级进行对比。此种对比方法只能认为该组试块的平均值达到相应强度等级的抗压强度，并不能判定其达到了具有保证率的相应的强度等级。例如：3组C30混凝土的试块的抗压强度代表值分别为33.0MPa、34.0 MPa、34.0 MPa，其平均值33.7 MPa为代表值。部分试验室的抗压强度试验报告会评定其达到设计等级的112%，这种评定方法并不是规范规定的评定方法。正确的评定方法应把平均值33.7 ÷1.15=29.3MPa，并且33.0MPa≥0.95×30=28.5 MPa，用29.3 MPa与30.0 MPa作对比，达到设计强度等级的97.7%，而不是112%。这个例子足以说明部分试压单位所用的评定方法与规范规定方法的差别。

下面就以某水库枢纽及灌区干渠工程混凝土强度的评定为例：

3.1用统计方法一统计：

从面板混凝土综合成果表及X控制图综合分析结果为：在抗压强度综合成果表中，离差系数较小，且同时满足Rn=41.0 MPa≥R标+0.7σ0=25+0.7×3.3=27..3MPa 和Rmin=31.5MPa≥R标-0.7σ0=25-0.7×3.3=22.7 MPa；在X控制图中，连续49点强度值均落在3σ控制界限内，且未出现异常状态，所以该混凝土质量控制较好。

3.2用统计方法二统计：

由于渠道施工条件艱苦，生产工艺不是很好，生产连续性较差，无法积累强度值来计算可靠的标准参数。所以表3中C20混凝土只能采用统计方法二来进行统计，抗压强度代表值最小值和平均值同时满足Rn-λ1S fcu≥0.9 R标和R min≥λ2 R标， 即Rn-λ1S fcu=27.9-1.65×5.92=18.1MPa≥0.9 R标=0.9×20=18.0MPa且R min=16.6MPa≥λ2 R标=0.85×19=16.2MPa。

3.3用非统计方法统计：

干渠渡槽混凝土抗压强度综合成果表

表4

表4中C15混凝土抗压强度代表值最小值和平均值同时满足Rn≥1.15R标和Rmin≥0.95R标，即Rn=17.4MPa≥1.15R标=1.15×15=17.2MPa且Rmin=15.8MPa≥0.95R标=0.95×15=14.2MPa。

4 正确的评定方法

4.1如果试压试块为中间的部分试块，一般情况下应在报告上注明为中间试块，不作强度等级评定。

4.2采用规范规定的正确方法进行混凝土强度等级评定。

4.3用平均值的代表值与相应强度等级的强度（如C20为20MPa）进行比较，达到强度的多少倍。

5结语

混凝土质量是影响混凝土构件可靠性的重要因素，为保证结构的可靠性，必须对混凝土进行生产控制和合格性控制。当试件数量较少时，非统计方法的检验效率较差，存在着将合格品误判为不合格品的风险，也存在着将不合格品误判为合格品的可能性；所以我们在评定混凝土质量时一定要严格按照规程规范进行评定，尽量避免对施工方或建设方不必要的损失和浪费。

参考文献：

[1] 《混凝土结构设计规范》（GB 50010-2010）

[2] 《混凝土强度检验评定标准》（GB/T50107-2010）

[3] 《混凝土结构工程施工质量验收规范》（GB 50204-2002）

[4] 《水利水电工程施工质量评定规程》（SL176-2007）

[5] 《某水库灌区工程干渠 部分试验报告》

[6] 《某水库枢纽部分试验报告》