4.6 普通混凝土的质量控制（课件）- 《建筑材料》同步教学（电工版）

第四章 混凝土 4.6 普通混凝土的质量控制 （一）混凝土质量的波动 基本概念： 混凝土本身的质量不是完全均匀的，其性能测试数据存在一定的离散性，这是一个客观存在的事实，是必然出现的。 但只要根据产生波动的原因，科学合理的控制混凝土生产过程的各个环节，可以使混凝土的质量波动控制在一定的范围内，以满足工程应用的要求，这是可以做到的。 混凝土质量波动的原因 材料组成 混凝土是多组分材料混合形成的，原材料的质量、组成配比等因素都会导致混凝土质量的波动； 施工工艺 混凝土的施工方法，如：配料、搅拌、运输、浇灌、养护等不会完全一样，自然导致质量的波动； 试验条件 试件的制作、养护和测试方法等因素会导致性能测试结构的离散。 混凝土质量波动的原因 正常因素——是指施工中不可避免的正常变化因素，如砂、石质量的波动，称量时的微小误差，操作人员技术上的微小差异等。受正常因素的影响而引起的质量波动，是正常波动。 异常因素——是指施工中出现的不正常情况，如搅拌时任意改变水灰比而随意加水，混凝土组成材料称量误差等。它们是可以避免克服的因素。受异常因素影响引起的质量波动，是异常波动。 （二）混凝土质量控制 全过程质量控制，贯穿于混凝土的设计、生产、施工及成品检验的全过程。 混凝土质量的初步控制 混凝土质量的生产控制 混凝土质量的合格控制 1.混凝土质量的初步控制 1)原材料的质量控制 选用质量均匀的原材料，严格质量检验、验收和保管制度。 2)严格控制混凝土的原材料配比，保证试验配合比的正确实施。 2.混凝土质量的生产控制 是对混凝土生产和施工过程各工序的质量检验与控制。 包括审查计量工具和计量的准确性; 确定合适的进料容量和投料顺序; 选定合理的搅拌时间; 采用正确的运输、浇筑、捣实和养护方法等。 2.混凝土质量的生产控制 在混凝土生产过程中，通常要进行以下几个方面的检测： ①测定砂、石的含水率，并依此确定施工配合比。每工作班检查一次。同时在拌制过程中要检查组成材料的称量偏差，每工作班不应少于一次。 ②混凝土拌合物坍落度的检查。当坍落度的检查在浇筑地点进行时，每一工作班至少检查两次。如混凝土配合比有变动，也应及时检查坍落度。 ③水灰比的检查。 采用混凝土水/水泥含量测量仪可快速测定混凝土的水含量和水泥含量。 2.混凝土质量的合格控制 混凝土质量的验收，即对混凝土强度或其他技术指标进行检验评定。 作为一种结构工程材料，混凝土的承载力备受关注，因此，一般采用混凝土试件强度值来评定混凝土的质量： 易于评价 与其它性能有密切关系 混凝土试件强度与混凝土结构强度 试件强度并不能真实反映结构强度！ 试件强度只能作为结构强度相对高低的参考值！ 绝对不意味着混凝土试件的强度是多少，混凝土结构的强度就是多少！ 混凝土强度的检查 混凝土强度的检查方法是通过留取试块经过一定时间养护后作抗压试验来判定。 混凝土强度的检查目的： ①标准强度检查：是作为评定结构或构件是否达到设计混凝土强度的依据，主要用于施工验收 ②施工强度检查：为确定结构构件的拆模、出池、出厂、吊装、放张及施工期间临时负荷确定混凝土的实际强度，应采用与结构同条件养护的标准尺寸试件的混凝土强度。 判定标准强度的混凝土试样应在混凝土浇筑地点随机抽取，取样频率应符合下列规定： 一、每100盘，但不超过100 m3的同配合比的混凝土，取样次数不得少于一次； 二、每一工作班拌制的同配合比的混凝土不足100盘和100 m3时其取样次数不得少于一次。 三、 当一次连续浇筑超过1000 m3时,同一配合比的混凝土每200 m3取样不得少于一次;  四、对房屋建筑，每一楼层、同一配合比的混凝土,取样不得少于一次。 五、 每次取样应至少留置一组标准养护试件,同条件养护试件的留置组数应根据实际需要确定。 每组三个试件应在同一盘混凝土中取样制作。 其强度代表值的确定，应符合下列规定： 一、取三个试件强度的算术平均值作为每组试件的强度代表值； 　　二、当一组试件中强度的最大值或最小值与中间值之差超过中间值的15%时，取中间值作为该组试件的强度代表值； 　　三、当一组试件中强度的最大值和最小值与中间值之差均超过中间值的15%时，该组试件的强度不应作为评定的依据。 同条件养护试件的留置方式和取样数量,应符合下列要求: 1 同条件养护试件所对应的结构构件或结构部位,应由监理(建设)、施工等各方共同选定; 2 对混凝土结构工程中的各混凝土强度等级,均应留置同条件养护试件; 3 同一强度等级的同条件养护试件,其留置的数量应根据混凝土工程量和重要性确定,不宜少于10组,且不应少于3组; 4 同条件养护试件拆模后,应放置在靠近相应结构构件或结构部位的适当位置,并应采取相同的养护方法。 同条件养护试件应在达到等效养护龄期时进行强度试验。 等效养护龄期应根据同条件养护试件强度与在标准养护条件下28d龄期试件强度相等的原则确定。 同条件自然养护试件的等效养护龄期及相应的试件强度代表值,宜根据当地的气温和养护条件,按下列规定确定: 1 等效养护龄期可取按日平均温度逐日累计达到600℃·d时所对应的龄期,0℃及以下的龄期不计入;等效养护龄期不应小于14d,也不宜大于60d; 2 同条件养护试件的强度代表值应根据强度试验结果按现行国家标准《混凝土强度检验评定标准》GBJ 107的规定确定后,乘折算系数取用;折算系数宜取为1.10,也可根据当地的试验统计结果作适当调整。 混凝土强度应分批进行检验评定。 同一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。 对施工现场的现浇混凝土，应按单位工程的验收项目划分验收批,每个验收项目应按照现行国家标准《建筑安装工程质量检验评定标准》确定。 同一验收批的混凝土强度，应以同批内标准试件的全部强度代表值来评定。 混凝土质量波动图 为了便于及时掌握、分析混凝土质量的波动情况，常将质量检测得到的各项指标，如坍落度、水灰比和强度等，绘成质量控制图。通过质量控制图可以及时发现问题，采取措施，以保证混凝土质量的稳定性。 混凝土质量波动图 强度 fcu fcu,k fcu,m 上限 上控制线 中心线 下控制线 下限 浇注日期 fcu,m = 0.85fcu,k 绘制质量波动图 混凝土强度波动图的制作要点： 做出平均强度线(中心线) 一般以配合比设计时的试配强度(即工程要求的平均强度)制作为中心线。 标出下控制线和最小强度的界线 要求的设计强度(等级)表示在强度波动图上就是应该控制的下控制线。 最低值(下限)fcu,min = 0.85fcu,k。 作出波动曲线 将逐日取样制作的试件，测定的抗压强度，标定在图上，并连成线，即得强度波动图。 （三） 混凝土强度的评定 混凝土的质量存在较大的变异性。 实践证明：用统计特征值来反应混凝土质量的变异程度，并由此来评定结构或构件的混凝土质量是否满足设计要求，是一个合理而有效地方法。 1.评定混凝土质量的统计方法 我们先作一组试验，采用同样的水泥，同样的粗骨料、细骨料、同样的水灰比，6分钟取样一次，制成试件，分20次取样，在标准养护条件下，测其28天的强度。 实践结果证明，同一等级、同一配合比的混凝土，在施工条件基本一致的情况下，其强度的波动是服从正态分布规律的。 样本数或频率密度 混凝土强度的正态分布曲线 统计参数的计算方法 1. 强度平均值 注意：平均值只反映混凝土强度总体强度水平，不能说明强度波动的大小。 统计参数的计算方法 2. 标准差（均方差） 标准差σ是正态分布曲线上拐点至对称轴的垂直距离。 标准差σ小，正态分布曲线窄而高,说明强度分布集中，混凝土质量均匀性好 统计参数的计算方法 3. 变异系数（离散系数） 变异系数反映绝对波动量的大小，，即相对于平均强度而言的变异程度。 Ｃv值愈小，表示混凝土质量愈稳定； Ｃv值愈大，则表示混凝土质量稳定性差。 统计参数的计算方法 4、强度保证率 强度保证率指混凝土强度总体值中大于设计强度等级（fcu,k）的概率P( f ≥ fcu,k)。 在混凝土强度正态分布曲线图中以阴影面积表示。 混凝土强度保证率Ｐ（％）的计算方法为： 先求出概率度 t 则强度保证率Ｐ（％）就可由正态分布曲线方程积分求得，即 t 0.00 0.50 0.84 1.00 1.20 1.28 1.40 1.60 P/% 50.0 69.2 80.0 84.1 88.5 90.0 91.9 94.5 t 1.645 1.70 1.81 1.88 2.00 2.05 2.33 3.00 P/% 95.0 95.5 96.5 97.0 97.7 99.0 99.4 99.87 统计参数的计算方法 4、强度保证率 式中： No——统计周期内同批混凝土试件强度大于或等于 规定强度等级值的组数； N——统计周期内同批混凝土试件总组数，N≥25。 例： 甲、乙两个建筑工地上生产的混凝土，实际平均强度都是23Mpa，设计强度等级都是C20，两个工地的变异系数分别为0.108和0.065，问两个工地生产的混凝土强度保证率分别是多少? 混凝土配制强度 当生产单位或施工单位具有统计资料时，可根据实际情况自行控制取值，但强度等级不大于C30时，不应小于3.0MPa；当强度等级>C30且不大于C60时，不应小于4.0 MPa； 当没有近期的同一品种、同一强度等级混凝土的强度资料时，σ值可按下表取值。 砼强度等级 <=C20 C25~C45 C50~C55 σ 4.0 5.0 6.0 取多大值呢？ 混凝土强度的验收评定 （1）统计方法 A.生产条件一致、变异系数稳定，同一品种的混凝土，强度标准差σ0可按常数考虑。此时，进行强度评定，应由连续的三组试件组成一个验收批，其强度应满足下列要求： 同时还应满足: 强度等级不高于C20时， 强度等级高于C20时， σ0 的确定：   混凝土强度的验收评定 B.对于生产条件不一致、变异系数不稳定或数据不足时，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列公式要求： 1、2 ——合格评定系数，见课本表4-46； Sfcu ——同一检验批混凝土立方体抗压强度的标准差 ——计算值小于2.5N/mm2 ，应2.5N/mm2 5 混凝土强度的检验评定 标准差已知方案 同一品种的混凝土，在较长时期内，原材料、设备、工艺、人员配备相对稳定，而使每批混凝土强度的变异基本稳定。 每批的强度标准差σ0可根据前一时期生产累计的强度数据确定。 37 5 混凝土强度的检验评定 标准差未知方案 无法累计强度数据以计算标准差σ0，只能根据每一验收批抽样的样本强度数据确定。 为提高检验的可靠性，规定每批样本组数不少于10组，一般介于10~20组或20组以上；组数越多，统计结果越准确，合格判定系数越小。 38 混凝土强度的验收评定 （2）非统计方法 该法适用于现场搅拌批量不大的混凝土或零星生产的预制构件混凝土。一个验收批的试件组数<10组。 其强度应同时满足下列公式要求： 3、4 ——合格评定系数，见课本表4-47； 当检验结果不能满足上述规定时，该批混凝土强度判为不合格。 由不合格批混凝土制成的结构或构件，应进行进一步检验鉴定。对于经鉴定为不合格的结构或构件必须及时处理。 当对混凝土试件强度的代表值有怀疑时，可采取从结构或构件中钻取芯样的方法或采取非破损检验方法，按有关标准的规定对结构或构件中混凝土的强度进行推定。 $$