水泥胶砂强度检测数据的离散性分析

马蓉

（新乡市高新建设工程质量检测有限公司，河南新乡453000）

水泥胶砂强度检测数据的离散性分析

马蓉

（新乡市高新建设工程质量检测有限公司，河南新乡453000）

该文针对3d和28d养护龄期水泥胶的抗压强度、抗折强度数据进行了统计分析。通过对不同水泥生产厂家的水泥胶砂强度检测数据进行分析对比，采用标准差、平均数和变异系数作为评价依据，可以分析出水泥质量的稳定性，为水泥质量的评价提供理论依据。

水泥胶砂；强度检测；变异系数；离散性分析

水泥作为一种重要的建筑材料，大量使用于各类建设工程项目当中，建设单位希望采用质量稳定的水泥产品，水泥的产品质量好坏直接关系到建设工程的质量优劣。不同水泥生产厂家的水泥质量波动比较大。因此，需要构建科学、合理的统计评价模型。通过针对水泥胶砂的抗压强度、抗折强度数据分析评价，采用评价因子，分辨水泥质量优劣，从而提高工程建设质量，控制工程成本，提高工程管理的精细化水平。

1 评价概述

该次统计评价整个过程依据为《水泥胶砂强度检验方法》GB/T17671-1999；实验室采用标准养护条件，水泥恒温恒湿标准养护箱型号HYB-40B；电动抗折试验机DKZ-5000；水泥压力试验机型号WYA-300；参加对比评价的样品组生产单位共三家，均采用普通硅酸盐水泥P.O 42.5，分别命名为A、B、C。

试验室条件为：试体成型试验室的温度应保持在20℃± 2℃，相对湿度应不低于50%。试体带模养护的养护箱或雾室温度保持在20℃±1℃，相对湿度不低于90%。脱模试体养护池水温度应在20℃±1℃范围内[1]。

强度试验试体的试体龄期是从水泥加水搅拌开始试验时算起。不同龄期强度试验在3d和28d时间里进行。

采用的评价因子为：标准差、平均数、变异系数。

1.1 变异系数

变异系数是衡量资料中各观测值变异程度的统计量。当需要比较两组数据离散程度大小的时候，如果度量单位与平均数相同，可以直接利用标准差来比较。如果两组数据的测量尺度相差太大，或者数据量纲的不同，直接使用标准差来进行比较不合适，比较其变异程度就不能采用标准差，此时就应当消除测量尺度和量纲的影响，采用标准差与平均数的比值(相对值)即变异系数来比较。标准差与平均数的比值称为变异系数，记为CV[2]。

变异系数可以消除单位和(或)平均数不同对两个或多个资料变异程度比较的影响。变异系数没有量纲，同时又按照其均数大小进行了标准化，这样就可以进行客观比较了。因此，可以认为变异系数反映了数据离散程度大小。其数据大小不仅受变量值离散程度的影响，而且还受变量值平均水平大小的影响。

一般来说，变异系数越高，其离散程度越大，反之越小。在水泥产品的数据分析评价中，变异系数越小产品质量越好。

1.2 样本标准差

标准差度量了偏离平均数的大小，相当于平均偏差，可以直接、概括、平均地描述数据变异的大小。对于同性质的数据来说，标准差越小表明数据的变异程度越小，数据越整齐，数据的分布范围越集中。标准差越大表明数据的变异程度越大，数据参差不齐，分布越分散[3]。

1.3 平均数。

平均数用于反映一组数值的平均水平。它是描述数据分布的集中趋势的统计量。它高度浓缩了数据。使大量的数据转变为一个代表性数值。数据资料中，任何频次、次序和数值的大小的变化，都会引起平均数的变化[3]。

1.4 计算公式

变异系数的计算公式为：变异系数CV=(标准差SD/平均数Mean)×100%[2]

通常在进行数据统计分析时，如果变异系数大于15%（概率95%），则要考虑该数据可能不正常，应该剔除。

2 计算结果评价分析

2.1 水泥胶砂抗压强度评价数据及统计结果分析

计算结果见表1。从表1的数据来看，虽然3d和28d养护龄期水泥胶砂抗压强度的平均数ABC均比较接近，但是3d养护龄期水泥胶砂抗压强度的变异系数A＜B＜C；28d养护龄期水泥胶砂抗压强度的变异系数A＜C＜B。3d养护龄期水泥胶砂抗压强度的标准差A＜B＜C；28d养护龄期水泥胶砂抗压强度的标准差A＜C＜B。这说明，ABC三家水泥生产厂家的水泥胶砂抗压强度，在平均数比较接近的情况下,它们的标准差和变异系数却相差较大，表明BC的数据离散情况比较严重。3d和28d养护龄期水泥胶砂抗压强度的变异系数A小于B和C，这说明A生产厂家的水泥质量要好于B和C。表明A生产厂家的水泥质量控制水平比较稳定。

表1 水泥胶砂抗压强度评价数据

2.2 水泥胶砂抗折强度评价数据及统计结果分析

计算结果见表2。从表2的数据来看，虽然3d和28d养护龄期水泥胶砂抗折强度的平均数ABC均比较接近，但是3d养护龄期水泥胶砂抗折强度的变异系数B＜A＜C；28d养护龄期水泥胶砂抗折强度的变异系数A＜C＜B。3d养护龄期水泥胶砂抗折强度的标准差B＜A＜C，28d养护龄期水泥胶砂抗折强度的标准差A＜C＜B。

表2 水泥胶砂抗折强度评价数据

虽然3d养护龄期水泥胶砂抗折强度的变异系数B＜A，但这是由于3d养护龄期水泥胶砂抗折强度的数值增长比较快，强度增长变化不稳定引起的。根据魏厚刚的研究，水泥胶砂试件的强度随着龄期变化的关系更接近反正切曲线发展规律[4]。观察反正切曲线发展规律，水泥胶砂试件的强度在养护龄期的前期，反正切曲线比较陡曲，强度数值增长比较快，时间对水泥胶砂强度的影响敏感；水泥胶砂试件的强度在养护龄期的后期，反正切曲线比较平缓，强度数值增长比较慢。这就造成不同生产厂家3d养护龄期水泥胶砂试件的强度数值，在同一个时间点的数据离散情况比较严重。

水泥胶砂试件养护后期，强度随着龄期变化逐渐稳定。最终28d养护龄期水泥胶砂抗折强度的变异系数仍然是A＜B。

水泥胶砂早期强度对时间要求非常敏感，如3d、7d强度。到了28d，时间对水泥胶砂强度的影响就不那么敏感了。根据《混凝土结构设计规范》GB 50010-2010和《普通混凝土力学性能试验方法标准》GB/T50081-2002等规范规定,都是以标准养护龄期28d的混凝土强度为设计依据和试验依据。所以采用28d养护龄期水泥胶砂强度的数据进行分析评价，能更准确反映水泥质量实际情况。

经调查，A水泥生产厂家系“全国乡镇企业大型企业”、“全面质量管理达标企业”，水泥2010年通过了“中国驰名商标”的认定和ISO9000质量体系认证，荣获“河南省名牌产品”、“河南省著名商标”等荣誉称号，产品质量稳定。行业内普遍认为产品质量优于B和C。这与上述水泥胶砂抗压和抗折强度评价数据及统计分析结果相一致。

3 结论与建议

通过计算标准差、平均数、变异系数，可以监测水泥胶砂强度检测数据的离散程度，判断样本水泥的质量好坏。不同样本水泥，在水泥胶砂强度的平均数均比较接近的情况下，它们的标准差和变异系数却相差较大。样本水泥的质量好，样本的标准差、变异系数也会随之比较小，检测数据的离散程度就比较小。样本水泥的质量不好，样本的标准差、变异系数会随之比较大，检测数据的离散程度就比较大。采用28d养护龄期水泥胶砂强度的数据进行分析评价，比采用3d养护龄期水泥胶砂强度的数据，能更准确反映不同水泥生产厂家的水泥质量实际情况。

[1]国家质量技术监督局.GB/T17671-1999水泥胶砂强度检验方法[S].1999：1-2.

[2]高晓彬.基于变异系数法的价格统计方法研究[J].科技传播，2013（22）：142.

[3]张文彤.SPSS12.0统计分析基础教程[M].北京：高等教育出版社，2004：78，83.

[4]魏厚刚.利用数理统计方法研究水泥胶砂强度随龄期变化的规律[J].中国建材科技，2006（2）：37.

责任编辑：孙苏,李红

Discrete Analysis of Inspection Data of Cement Mortar

This paper conducts statistical analysis on data of compressive strength and flexural strength of cement mortar of 3d and 28d curing period. Based on the comparison and analysis on the inspected strength data of cement mortar produced by different factories and,with standard deviation,average amount and variation coefficient as evaluation basis,the stability of cement quality can be analyzed,providing the theoretical basis for cement quality evaluation.

cement mortar;strength inspection;variation coefficient;discrete analysis

TU712+.3

A

1671-9107（2017）03-0035-02

10.3969／j.issn.1671-9107.2017.03.035

2017-01-15

马蓉（1968-），女，河南新乡人，本科，工程师，主要从事建筑工程质量检测工作。