混凝土质量波动及规律|建筑材料

1.质量波动的因素

混凝土是多组分、多相、非均质复合材料，其性能具有很大的波动性。以试验所得抗压强度为例，采用相同配比、相同材料制作的混凝土试件，其强度值也不完全相同，如图5-36所示，使用相同材料、相同配比制作的数十个混凝土试件立方抗压强度试验值。可见，混凝土的质量具有很大波动性。造成混凝土质量波动的原因有以下几个方面：

（1）原材料。相同品种、相同强度等级的水泥其实际强度值也完全相同，骨料中的杂质含量、级配、含水率、粒形等性能均有波动，以及原材料在存储期间也会发生一些质量变化。

（2）施工过程。称量材料时可能存在误差，在混凝土的搅拌、浇注以及振捣等过程中操作存在差异，养护期间温度、湿度可能有一些变化。

（3）试验方法。试件的留置及取样代表性，强度试验时加载速度、读数误差等。

2.混凝土强度的波动规律——正态分布

大量试验结果表明，混凝土强度试验值是一个随机变量，其波动规律符合正态分布。即，以某一强度值为目标配制混凝土并制作多组强度试件，分别测定其强度值，所得到的各组混凝土强度值的分布规律是一条以为对称轴的正态分布曲线，如图5-37所示，该曲线有如下特点：(www.xing528.com)

图5-36　相同材料配比强度试验值

图5-37　混凝土强度分布曲线

（1）越接近对称轴，强度值出现的概率越大。即大多数混凝土试件的强度值接近目标强度值，但分布在的两侧。

（2）混凝土强度值出现在左右的概率各50％，即只有一半混凝土试件的强度值大于等于f。也就是说，如果按照某一目标强度配制混凝土，实际混凝土的强度保证率只有50％。

（3）在对称轴两侧的曲线上各有一个拐点，两拐点之间的曲线向上凸，拐点两侧的曲线向下凹，并以横轴为渐近线。拐点到对称轴之间的距离为标准差σ。σ值越小，正态分布曲线的形状越高而窄，表明混凝土的强度值较集中于对称轴附近，强度波动较小，质量控制水平好；σ值越大，曲线越矮而宽，表明混凝土强度值分散、离散性大，质量控制水平较差。