混凝土强度检验评定标准解析:GB/T50107—2010规定与实际应用探讨
施工过程中,部分工程技术人员没有详细了解GB/T50107-2010《混凝土强度检验与评定标准》的相关规定。同检验批次中部分混凝土试件强度低于标准强度设计值,视为不合格。 ;或者同一检验批次中的混凝土试件的强度部分很高,则认为该检验批次中的混凝土强度绝对可以评定为合格。通过下面的分析就能解开谜底。
混凝土是由水泥、砂、石子及外加剂与水均匀混合,经养护硬化而制成的异质建筑材料。虽然混凝土拌合料在施工时尽可能搅拌均匀,但其均匀性与钢材相比较差,因此抗压强度等物理机械性能仍相差很大。即使试件由同一块板中较高质量的混凝土组成,其强度仍会在一定范围内波动。也就是说,所谓混凝土强度具有一定程度的离散性。因此,混凝土强度实际上是一定的强度范围而不是一个固定值。
GB/T50107-2010《混凝土强度检验与评定标准》对混凝土强度的检验与评定有以下规定:
(1)小批量或零星生产的混凝土强度应按标准规定的非统计方法进行评定;
(2)大批量、连续生产的混凝土强度应按本标准规定的统计方法进行评价,具体如下。
1、非统计方法评价
案例一:某建筑工地现场浇筑一批钢筋混凝土柱。混凝土强度等级为C20。共形成6组标本。标准养护28天后,各组试件的抗压强度见表1。

根据标准,当评估方法中的样本量小于10组时,可以采用非统计方法评估混凝土的强度。按非统计方法评定混凝土强度时,其强度应同时满足下列要求:
mfcu≥λ3·fcu,k(1)
fcu,min≥λ4·fcu,k(2)
式中:λ3、λ4为合格判定系数,按表2取。

本检验批次混凝土的平均强度(例1)mfcu=147.7/6=24.6N/mm2,其最小值fcu,min=19.2N/mm2,平均强度评定验收限值[mfcu] =λ3·fcu,k=1.15×20=23N/mm2,最小强度评定及验收极限值[fcu,min]=λ4·fcu,k=0.95×20=19N/mm2,由上述计算可知mfcu=24.6N/mm2>[mfcu]=23N/mm2,满足要求。 fcu,min=19.2N/mm2>[fcu,min]=19N/mm2,满足要求。能同时满足上述两项要求,故该检验批混凝土的抗压强度符合要求,评定为合格。
2. 统计方法评价
1.案例2
施工现场,一批钢筋混凝土柱正在现场浇筑。混凝土强度等级为C40。共形成14组标本。标准养护28天后,各组试件的抗压强度见表3。

根据标准:当评估样本量大于10组时,其强度应同时满足以下要求:
mfcu≥fcu,k+λ1·sfcu(1)
fcu,min≥λ2·fcu,k(2)
式中:sfcu为同检验批次的混凝土立方体
本体抗压强度标准差(N/mm2),精确至0.01N/mm2。当sfcu计算值小于2.5N/mm2时,应取2.5N/mm2; λ1、λ2为合格系数,按表4使用取。

本检验批次混凝土强度平均值(工况2)mfcu=600.3/14=42.9N/mm2,本检验批次混凝土强度标准差:

由于sfcu的计算值小于2.5N/mm2,故取2.5N/mm2。平均强度评价及验收限值[mfcu]=fcu,k+λ1·sfcu=40+1.15×2.5=42.9N/mm2。最低强度评定验收限值[fcu,min]=λ2·fcu,k=36N/mm2。由上述计算可知mfcu=42.9N/mm2=[mfcu]=42.9N/mm2,满足要求; fcu,min=39.5N/mm2>[fcu,min]=36N/mm2,满足要求。同时满足上述两项要求,故本检验批混凝土的抗压强度符合要求,评定为合格。
2.案例3
若在上例14组试件的基础上再增加一组,且该组试件的强度值较高,为57N/mm2,则本检验批混凝土强度评定的计算过程如下。
本检验批次混凝土强度平均值(案例3)mfcu=657.3/15=43.8N/mm2,本检验批次混凝土强度标准差:

平均强度评价及验收限值[mfcu]=fcu,k+λ1·sfcu=40+1.05×4.18=44.4N/mm2。
最小强度评定及验收极限值[fcu,min]=λ2·fcu,k=34N/mm2。由上述计算可知,mfcu=43.8N/mm2<[mfcu]=44.4N/mm2不满足要求; fcu,min=39.5N/mm2>[fcu,min]=34N/mm2 满足要求。由于不能同时满足上述两项要求,故该检验批混凝土的抗压强度不符合要求,评定为不合格。
3.案例4
若上例中第15组试件的强度不高,且该组试件的强度为39N/mm2,则本检验批混凝土强度评定的计算过程如下。
本检验批次混凝土平均强度(案例4)mfcu=639.3/15=42.6N/mm2,本检验批次强度标准差:

由于计算值小于2.5N/mm2,故取2.5N/mm2。平均强度评价及验收限值[mfcu]=fcu,k+λ1·sfcu=40+1.05×2.5=42.6N/mm2。最小强度评定及验收极限值[fcu,min]=λ2·fcu,k=34N/mm2。由上面的计算可知mfcu=42.6N/mm2=[mfcu]=42.6N/mm2,满足要求。 fcu,min=39.5N/mm2>[fcu,min]=34N/mm2,满足要求。同时满足上述两项要求,故本检验批混凝土的抗压强度符合要求,评定为合格。
通过以上算例的计算可以看出,在统计方法上,工况3比工况2多了一组试件,其设计要求的混凝土强度标准值也高得多。反之,案例3被评定为不合格;案例4是案例3中的一组高强度试件被强度低得多的试件替换,但它们相对接近平均混凝土强度,其强度反而被评定为合格。
上述结论证明,混凝土的强度不可能完全相同,其强度值有所不同,主要是受原材料质量、配合比、测量、搅拌、成型、振动、养护和试验等多种因素的影响。错误。在综合影响下,混凝土强度出现随机波动,导致混凝土质量不仅表现在强度上,而且还表现在强度波动上。平均强度是反映混凝土质量的重要指标。它是评价混凝土质量不可缺少的但不是唯一的指标。平均强度相同的两批混凝土的强度分布可能完全不同。一个批次的强度可以集中,而另一批次的强度可以分散。平均强度无法表达这种强度波动的离散性。因此,表示混凝土强度波动分散程度的离散性也是混凝土质量的重要指标。
混凝土强度等级规范规定,混凝土强度等级的标准值为平均强度分布减去1.645倍标准差。 fcu,k保证率不低于95%。因此,案例1的检验批次中存在低于设计强度标准的值的试件也可评定为合格。但在案例3的检验批次中,有一组试件远远高于设计强度标准值,使得该检验批次的混凝土强度离散度加大。计算结果显示标准偏差sfcu过大,对该检验批次的混凝土强度进行评价。视为不合格。
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