1混凝土強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)差的概念及意義

商品混凝土的抗壓強(qiáng)度是檢驗(yàn)混凝土質(zhì)量是否合格的最重要的指標(biāo)?？箟簭?qiáng)度最理想的結(jié)果是達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度并留有一定合理的富余?？箟簭?qiáng)度富余偏低，達(dá)不到規(guī)范要求就會影響結(jié)構(gòu)安全；抗壓強(qiáng)度富余偏高，一方面浪費(fèi)成本，另一方面會使混凝土彈性模量增大，脆性加強(qiáng)，而且可能使混凝土水化熱提高，收縮加大，從而影響混凝土的耐久性。所以混凝土并不是強(qiáng)度越高，質(zhì)量越好，過猶不及，不足或過多的富余強(qiáng)度對工程質(zhì)量都是不利的。對商品混凝土公司來說，混凝土強(qiáng)度最重要的是穩(wěn)定。穩(wěn)定的混凝土強(qiáng)度一方面可以降低成本，另一方面可以更好地保證工程質(zhì)量，對商混站來說可以起到內(nèi)外兼修的效果。

衡量混凝土強(qiáng)度是否穩(wěn)定的一個指標(biāo)是標(biāo)準(zhǔn)差，另一個是變異系數(shù)。變異系數(shù)是標(biāo)準(zhǔn)差與抗壓強(qiáng)度的比值，反映的是單位強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)差，用于比較不同強(qiáng)度等級混凝土的標(biāo)準(zhǔn)差。所以控制好標(biāo)準(zhǔn)差，變異系數(shù)也會自然下降。一個商品混凝土攪拌站在其生產(chǎn)的每個環(huán)節(jié)都會產(chǎn)生質(zhì)量的波動。只有科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)貙Ω鳝h(huán)節(jié)進(jìn)行管理，才能使標(biāo)準(zhǔn)差變小?；炷翗?biāo)準(zhǔn)差在一定程度上反映了一個商品混凝土攪拌站的管理水平。管理水平和技術(shù)水平越高，標(biāo)準(zhǔn)差越小。

在正常生產(chǎn)情況下，混凝土的強(qiáng)度是隨機(jī)分布的，大量研究表明，混凝土強(qiáng)度服從正態(tài)分布，分布曲線是以平均值為對稱軸的寬窄不同的山形曲線，分布曲線的寬窄反映了混凝土離散性的大小。曲線越窄，波動越?。磺€越寬，波動越大。

在配合比設(shè)計(jì)中，第一步要計(jì)算試配強(qiáng)度。試配強(qiáng)度的計(jì)算公式：fcu,0≥fcu,k＋1.645δ是由公式fcu,0≥fcu,k＋tδ得來。其中t是不同保證率時的概率度系數(shù)。表1是幾個不同保證率時的概率度系數(shù)的取值。

規(guī)程中的系數(shù)取1.645，就是為強(qiáng)度極限保證率達(dá)到95%而取的系數(shù)。如果有特殊工程，要求不同的強(qiáng)度保證率，可根據(jù)上表選取不同的概率度系數(shù)進(jìn)行試配強(qiáng)度的計(jì)算。

在配合比設(shè)計(jì)時，如果一個商混站，不對強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)差進(jìn)行統(tǒng)計(jì)計(jì)算，設(shè)計(jì)時標(biāo)準(zhǔn)差按經(jīng)驗(yàn)取4，而實(shí)際標(biāo)準(zhǔn)差達(dá)到6，則試配強(qiáng)度計(jì)算公式中的概率度系數(shù)就打了折扣，成為1.645×4/6=1.09，對應(yīng)的強(qiáng)度保證率只有85%。也就是說，有15%的混凝土強(qiáng)度達(dá)不到規(guī)范要求，影響工程質(zhì)量。所以說，控制好標(biāo)準(zhǔn)差可以更好地保證工程質(zhì)量。

另外，對于C30混凝土，根據(jù)GBJ107—87《混凝土強(qiáng)度檢驗(yàn)評定標(biāo)準(zhǔn)》附錄中對商混站生產(chǎn)質(zhì)量水平的劃分可知，管理科學(xué)、生產(chǎn)質(zhì)量水平優(yōu)良的商混站，其標(biāo)準(zhǔn)差可控制在3.5以下，而管理松散、生產(chǎn)質(zhì)量水平差的商混站，其標(biāo)準(zhǔn)差可達(dá)到5.0以上。這樣，他們的試配強(qiáng)度分別為30＋1.645×3.5=35.8MPa，和30＋1.645×5=38.2MPa，假設(shè)他們使用的水泥的可利用強(qiáng)度為45MPa，對應(yīng)的他們的水灰比分別為0.46×45/(35.8＋0.46×0.07×45)=0.56和0.46×45/(38.2＋0.46×0.07×45)=0.52。再假設(shè)他們每方混凝土用水量均為180kg，則他們的水泥用量分別為180/0.56=321kg和180/0.52=346kg。水泥用量的差別可達(dá)到346－321=25kg。如果水泥按每噸400元計(jì)算，可節(jié)約成本約10元，非常可觀。所以說控制好標(biāo)準(zhǔn)差可降低成本。

2混凝土強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)差的控制

既然控制好標(biāo)準(zhǔn)差對一個商混站來說，既可降低成本，又可提高工程質(zhì)量，那么如何進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)差控制？標(biāo)準(zhǔn)差控制關(guān)鍵在哪幾個環(huán)節(jié)？筆者根據(jù)多年的攪拌站工作經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)了以下幾個方面供大家參考。

2.1配合比設(shè)計(jì)要細(xì)化

（1）分三個坍落度段設(shè)計(jì)配合比

現(xiàn)在商混站一般同強(qiáng)度等級混凝土分泵送和自卸兩個配合比。但泵送混凝土坍落度從130～220mm只用一個配合比的話強(qiáng)度的波動是很大的，所以將一個強(qiáng)度等級的混凝土分三個坍落度段來進(jìn)行配合比設(shè)計(jì)，更能穩(wěn)定混凝土的強(qiáng)度。例如：坍落度50～100mm一個配比，用于地面等自卸混凝土施工；坍落度110～160mm一個配合比，用于住宅樓基礎(chǔ)等易施工的泵送混凝土；坍落度170～220mm一個配合比；用于水下灌柱樁或高程泵送或鋼筋密集的墻板等較難施工部位的混凝土。必要時增加230～280mm免振自密實(shí)混凝土的配合比設(shè)計(jì)。

（2）掌握各原材料的特性與變化規(guī)律，根據(jù)原料的變化及時調(diào)整配合比。如使用特性不同，差別顯著的水泥應(yīng)分別設(shè)計(jì)配合比；使用不同粒徑的石子也應(yīng)按5～10mm，5～20mm，5～31.5mm分別設(shè)計(jì)配合比等。

2.2原料管理

2.2.1原料采購

首先，必須保證所采購原材料符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求，這是底線，是保證混凝土質(zhì)量的基礎(chǔ)；其次，在原料性價比相近的情況下不要經(jīng)常更換生產(chǎn)廠家，以利于技術(shù)部門的原料管理及質(zhì)量控制。

2.2.2原料使用

試驗(yàn)室對各種進(jìn)廠原料按標(biāo)準(zhǔn)要求的批次進(jìn)行取樣并檢測，獲得原料的各相關(guān)指標(biāo)并判定其是否合格，這是原料使用的基礎(chǔ)；另外也不要希冀原料一成不變。首先，原料的變化是客觀存在的，其次，一種原料只選一家供應(yīng)商也不利于采購部門與其進(jìn)行價格談判。所以試驗(yàn)室還要在長期的工作中逐漸熟悉掌握不同來源原料的特性及與其它原料的相容性，并根據(jù)原料的變化對配合比進(jìn)行動態(tài)調(diào)整，以達(dá)到質(zhì)量的穩(wěn)定。

以水泥為例，不同廠家水泥，在強(qiáng)度富余，穩(wěn)定性，凝結(jié)時間，標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量，與粉煤灰、礦粉等摻合料相容性，與化學(xué)外加劑適應(yīng)性等方面均有差異。試驗(yàn)室不僅對水泥要按批次檢測，還應(yīng)對常用水泥的質(zhì)量定期進(jìn)行評定，計(jì)算其平均強(qiáng)度和標(biāo)準(zhǔn)差，這樣不僅可以更科學(xué)地比較不同廠家水泥的優(yōu)劣，而且在進(jìn)行配合比設(shè)計(jì)水灰比計(jì)算時可以將水泥的強(qiáng)度fce按已統(tǒng)計(jì)的該家水泥強(qiáng)度平均值減去1.645倍的標(biāo)準(zhǔn)差計(jì)算，這樣就可以有效利用一部分水泥富余強(qiáng)度，避免浪費(fèi)[1]。水泥凝結(jié)快的，可在外加劑復(fù)配時多摻緩凝或保坍組分，以保證達(dá)到相同工作性時混凝土的用水量基本不變。與礦物摻合料適應(yīng)性好的水泥，可多摻些礦粉或粉煤灰，摻量范圍可取相關(guān)規(guī)范的上限；更換成與礦物摻合料適應(yīng)性不很理想的水泥時，就得相應(yīng)減少摻合料摻量，摻量范圍取相關(guān)規(guī)范的下限，才能保證混凝土28天強(qiáng)度相差不多，有效減小標(biāo)準(zhǔn)差。水泥與化學(xué)外加劑的適應(yīng)性差別顯著，更換水泥時，外加劑組分也應(yīng)調(diào)整，否則水泥與外加劑的適應(yīng)性不好，減水率達(dá)不到，如果操作室是用水來調(diào)整原來的坍落度的，這樣水灰比摻量也要稍有提高，才能保證在不增加用水量的情況下達(dá)到預(yù)期的坍落度，保證水灰比穩(wěn)定。而對于不加外加劑的低強(qiáng)度等級混凝土就得增加水泥用量或者減少摻加量來抵消用水量的增加，達(dá)到強(qiáng)度穩(wěn)定。

2.2.3配料過程

設(shè)計(jì)再好的配合比，只有被準(zhǔn)確無誤地執(zhí)行才能達(dá)到預(yù)期的效果。配料過程應(yīng)注意以下三個方面：

（1）生產(chǎn)設(shè)備應(yīng)定期維護(hù)、保養(yǎng)和檢定，以保證計(jì)量誤差在規(guī)定的范圍，避免因誤差過大引起質(zhì)量波動。

（2）下料口配備攝像頭，監(jiān)測攪拌機(jī)的電流，操作人員的熟練操作、經(jīng)驗(yàn)和工作責(zé)任心都可避免因砂石含水率變化導(dǎo)致的出機(jī)坍落度的波動，從而保證實(shí)際用水量的穩(wěn)定。

（3）攪拌時間：高強(qiáng)度等級混凝土由于粉料多、外加劑多且具有一定的粘稠性，應(yīng)適當(dāng)延長攪拌時間，這樣才能保證生產(chǎn)的混凝土勻質(zhì)性好。否則，混凝土不均勻，取樣沒有代表性，也將導(dǎo)致標(biāo)準(zhǔn)差變大。

對以上所有變化所做調(diào)整恰當(dāng)與否的檢驗(yàn)，一方面在于過程監(jiān)測即混凝土的取樣，另一方面在于結(jié)果控制即混凝土的28天抗壓強(qiáng)度。

由于取樣是過程監(jiān)測，屬事前調(diào)整，具有重要意義。取樣時應(yīng)關(guān)注以下幾點(diǎn)：

（1）嚴(yán)格按相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的要求頻次進(jìn)行取樣，配合比改變時應(yīng)再次取樣，積累豐富的數(shù)據(jù)以便再有類似調(diào)整時查尋。

（2）取樣時首先目測混凝土狀態(tài)，是否有良好的和易性、粘聚性，再測量混凝土的出機(jī)坍落度是否符合合同要求。工作狀態(tài)不好，可能是骨料粗細(xì)、粒徑、級配發(fā)生變化，對砂率作適當(dāng)調(diào)整一般即可解決。坍落度不符合要求，要分析是骨料含水率變化還是水泥或外加劑的原因?qū)е拢瑧?yīng)“對癥下藥”地去解決。

（3）取樣后應(yīng)取得此盤混凝土的配料記錄，并根據(jù)事先測得的砂含水率計(jì)算每方混凝土的用砂量、用水量是否能與理論配合比相吻合。砂石含水率變化導(dǎo)致混凝土變稀變稠時，操作室應(yīng)將用水量與用砂量同時調(diào)整才能保證混凝土的容重不變。

（4）對配料記錄還應(yīng)查看配合比使用是否有誤，配料誤差是否在允許的范圍內(nèi)。超出范圍時一方面可幫助生產(chǎn)線發(fā)現(xiàn)潛在故障，另一方面利于后期強(qiáng)度結(jié)果異常時進(jìn)行原因分析。

（5）取樣時還應(yīng)對混凝土的實(shí)際容重進(jìn)行測量，以判斷其與理論容重的誤差是否在2%的范圍。實(shí)際容重與理論容重的比值小于0.98時，用戶虧方，另一方面相當(dāng)于每方混凝土水泥實(shí)際用量增加至少(1/0.98－1)×100%=2.04%，強(qiáng)度增加；同理，實(shí)際容重與理論容重的比值大于1.02時，攪拌站虧方，同時相當(dāng)于每方混凝土的水泥用量減少(1－1/1.02)×100%=1.96%，導(dǎo)致強(qiáng)度偏低，這是攪拌站最應(yīng)該避免的。

混凝土標(biāo)養(yǎng)28天的抗壓強(qiáng)度是我們要控制的最終結(jié)果，也是標(biāo)準(zhǔn)差計(jì)算的基礎(chǔ)輸入數(shù)據(jù)。將不同強(qiáng)度等級混凝土的28天強(qiáng)度輸入EXCEL表格，可自動動態(tài)計(jì)算平均值、標(biāo)準(zhǔn)差。每天將抗壓強(qiáng)度輸入表格，可隨時看到標(biāo)準(zhǔn)差控制的結(jié)果，利用這個結(jié)果再指導(dǎo)配合比設(shè)計(jì)，生產(chǎn)控制。還可將強(qiáng)度結(jié)果給出U—R控制圖，以科學(xué)地判斷混凝土生產(chǎn)是正常還是異常，及早采取預(yù)防及糾正措施，更好地控制強(qiáng)度穩(wěn)定。

另外，控制質(zhì)量穩(wěn)定，減少強(qiáng)度波動，還是一個全員參與的過程。公司還應(yīng)對各相關(guān)崗位人員進(jìn)行培訓(xùn)，使其知道控制標(biāo)準(zhǔn)差的意義，頭腦中有控制標(biāo)準(zhǔn)差的意識，并把這種意識自覺地帶入工作中，減少工作中人為因素的改變，客觀因素的每個變化都能及時互相溝通，采取相應(yīng)的調(diào)整措施，以達(dá)到最終的質(zhì)量穩(wěn)定。

3結(jié)語

商品混凝土攪拌站在對原料、配比及生產(chǎn)過程進(jìn)行控制與管理的過程中，應(yīng)始終貫穿著減少質(zhì)量波動，降低質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)差的思想意識。細(xì)節(jié)決定成敗，管理上不放過每一個細(xì)微之處，做到一切盡在掌握之中，才可以在激烈的市場競爭中提升自己的生命力，使自己立于不敗之地。