混凝土强度检验评定基础知识、步骤及实例

混凝土强度检验评定

第1节混凝土强度检验评定基础知识

一、混凝土强度检验评定的重要性

混凝土是最常用最重要的结构材料，它的质量属主控项目，马虎不得，马虎了要垮房子。

二、混凝土强度检验评定的基本原则

1、混凝土质量评定的一项重要指标是抗压强度。

一般混凝土抗压强度高，混凝土的其它各项性能都好。

2、子样代表母样：

混凝土实体检验结构上需做承载力试验，太难，而且是破坏性的，不必要。我们国家采用的方法是做标准立方体试件，进行标养，然后做强度试验。通过对混凝土试件强度试验值分析，从而评定混凝土的抗压强度，评定实体混凝土结构承载力的真实性。

3、概率和数理统计：

确定性数据采用经典数学研究，有波动性数据的不确定数学现象采用概率和统计数学研究。

混凝土立方体抗压强度试件测试结果呈不确定性，但波动是有规律。大量的统计分析和试验表明：同一等级的混凝土在龄期相同、生产工艺和配合比基本一致的条件下，其强度的概率分布可用正态分布来描述。

正态分布曲线特点：

①曲线呈钟形，两边对称，对称轴在中间，最高点处，为平均强度；

②中间高两侧低，表明混凝土强度接近平均值概率大，而低于或高于平均值的混凝土强度概率小，愈来愈小，最后逐渐趋近于零；曲线和横坐标之间包围的面积为概率的总和，100%，对称轴两边面积相等，各为50%。即若混凝土设计强度为C30，配制强度也为为C30的话，配制出来的混凝土强度仅有50%达到C30，保证率为50%。

③拐点是曲线凸凹变化点，决定曲线的胖瘦，反映了强度控制水平。

标准差的数学意义即是正态分布图中拐点到中心线的距离。拐点到中心线的距离决定曲线的胖瘦，反映了强度控制水平。越小，质量控制得越好。

一般不作图，只需三个特征值---强度平均值、标准差、强度保证率（面积）。

三、常用的统计量

1、符号

M F cu---同一检验批混凝土立方体抗压强度的平均值；

f cu,k---混凝土立方体抗压强度标准值（即结构设计中设计的混凝土强度等级）；

f cu,min---同一检验批混凝土立方体抗压强度的最小值；

Sfcu---方差未知评定方法中，检验批混凝土立方体抗压强度的标准差；

σ0---方差已知评定方法中，检验批混凝土立方体抗压强度的标准差；

λ1, λ2 , λ3, λ4 ---合格性判定系数；

f cu，i ---第i组混凝土试件的立方体抗压强度代表值；

n---样本容量。

混凝土强度保证率----安全组数/总组数。

2、平均值、标准差用计算器计算。

标准偏差简称标准差，或均方差，是个体数据与均值离差平方和的算术平均值的算术根，是大于0的正数。标准差已知用σ表示，标准差未知用S表示。标准差小说明分布集中程度高，离散程度小，质量控制水平高。

3、意义

混凝土强度分布必须有二个指标反映，一个是平均值，二是与平均值的偏差。

强度平均值反映混凝土总体强度的平均水平。

仅平均值不行。以C20混凝土生产为例。二个施工单位施工C20的混凝土，甲生产的混凝土强度为—19 Mpa（或N/mm2）、21 Mpa（或N/mm2）、20Mpa（或N/mm2）；乙为—12 Mpa（或N/mm2）、26 Mpa（或N/mm2）、22 Mpa（或N/mm2）。平均值均为20 Mpa（或N/mm2），但显然，甲的质量要好些。因此，必须要有一个与平均值的偏差值来反映。偏差小的质量好——质量稳定，安全放心；节省材料。这里，甲的标准差Mpa（或N/mm2），乙的标准差Mpa（或N/mm2）。混凝土强度偏差大小，波动大小可用标准差、变异系数反映。我国采用标准差σ。

第2节混凝土强度检验评定步骤

第一步：检验批的划分与取样

一、检验批的划分

1、混凝土强度应分批进行检验评定。一个检验批的混凝土应由强度等级相同、试验龄期相同、生产工艺条件和配合比

基本相同的混凝土组成。

〖条文说明〗：大量的统计分析和试验表明：同一等级的混凝土在龄期相同、生产工艺和配合比基本一致的条件下，其强度的概率分布可用正态分布来描述。因此，本条规定检验批应由试验强度等级和试验龄期相同、生产艺条件和配合比基本相的混凝土组成，以保证所评定的混凝土的强度基本符合正态分布。本标准的抽样方案是基于试验数据服从正态分布制定的。其中的生产工艺条件包括了养护条件。

二、取样频率

1、混凝土的取样

①用于检验结构构件混凝土强度的试件，应在混凝土浇筑地点随机抽取。

〖条文说明〗：搅拌机出料口的混凝土拌合物，经运输到达浇筑地点后，混凝土质量还可能会有变化，此时也更接近工程实际使用混凝土状态，因此，规定试样应在浇筑地点抽取。

每组三个试件应由同一盘或同一车的混凝土中取样制作。

混凝土取样应有监理见证。

②混凝土的取样，应根据本标准规定的检验评定方法要求，制定检验批的划分方案和相应的取样计划。

根据不同工程部位、不同混凝土品种、不同强度等级划分检验批方案。

以上通常由土建施工单位拟定。

③试件的取样频率和数量应符合下列规定：

每100盘，但不超过100m3的同配合比混凝土，取样次数不应少于一次。

每一工作班拌制的同配合比混凝土，不足100盘和100m3时，其取样次数不应少于一次。

当连续浇筑的同配合比混凝土超过1000m3时，每200m3取样不应少于一次。

对房屋建筑，每一楼层、同一配合比的混凝土，取样不应少于一次。

每次取样至少要留一组标准试件，同条件养护试件的留置可根据实际需要而定。

〖条文说明〗：搅拌盘数即搅拌罐数。一盘指搅拌混凝土的搅拌机一次搅拌的混凝土。一个工作班指8h。

每批混凝土试样应制作的试件总组数，除满足标准第5章规定的混凝土强度评定所必需的组数外，还应留置为检验结构或构件施工阶段混凝土强度所必需的试件。

〖条文说明〗：标准养护用以评定混凝土强度合格与否。同条件养护，只作为评定结构或构件能否继续施工的依据。

2、其他规定

1、对掺矿物掺合料的混凝土进行强度评定时，可根据设计规定，可采用大于28天龄期的混凝土强度。

〖条文说明〗：试验表明，掺加矿物掺合料的混凝土的强度与纯水泥混凝土相比，早期强度较低，而后期强度发展较快，在温度较低的条件下更为明显。为了充分利用掺矿物掺合料混凝土的后期强度，本标准以注的形式规定，其混凝土强度进行合格评定时的试验龄期可以大于28天，具体由设计部门规定。

2、当采用非标准尺寸试件时，应将其抗压强度乘以尺寸折算系数，折算成边长为150㎜标准尺寸试件抗压强度。折算系数按下列规定采用：

当混凝土强度等级不低于C60时，宜采用标准尺寸试件；采用非标准尺寸试件时，尺寸折算系数应由试验确定，其试件数量不应少于30对组。

〖条文说明〗：一个对组为二组试件，一组为标准尺寸试件，一组为非标准尺寸试件。

第二步：选用评定方法

结构混凝土的强度必须符合设计要求

1、统计方法与大统计方法

对于大批量、连续生产混凝土的强度应按本标准第条中规定的统计方法评定。

对于小批量或零星生产混凝土的强度应按本标准第条中规定的非统计方法评定。

一般预拌混凝土厂、预制构件厂、采用现场集中搅拌的施工单位，应按统计方法评定混凝土强度。

2、统计方法评定分类

采用统计方法评定时，应按下列规定进行；

①、当连续生产的混凝土，生产条件在较长时间内保持一致，且同一品种、同一强度等级混凝土的强度变异性保持稳定时，应按标准差已知方案进行评定。

标准差已知方案：指同一品种的混凝土生产，有可能在较长的时期内，通过质量管理，维持基本相同的生产条件，即维持原材料、设备、工艺以及人员配备的稳定性，即使有所变化，也能很快预以调整而恢复正常。由于这类生产状况，

能使每批混凝土的强度的变异性基本稳定，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。

一般来说，预制构件生产可以采用标准差已知方案。

标准差已知方案σ0可由同类混凝土、生产周期不应少于60d且不宜起过90d、样本容量不少于45的强度数据计算确定。假定其值延续在一个检验期内保持不变。三个月后，重新按上一个检验期的强度数据计算σ0值。

②、其他情况应按标准差未知方案的规定进行评定。

标准差未知方案：指生产连续性较差，即生产中无法维持基本相同的生产条件，或生产周期较短，无法积累强度数据以资计算可靠的标准差参数，此时检验评定只能直接根据每一检验批抽样的样本数据确定。

这是根据混凝土强度质量控制的稳定性，将评定混凝土强度的统计方法分为两种：标准差已知方案和标准差未知方案。 第三步：计算

一、统计法1----标准差已知的计算及评定公式

一个检验批的样本容量应为连续的三组试件，其强度应同时符合下列规定：

m fcu ≧f cu ,k ＋σ0

f cu ,min ≧f cu ,k —σ0

检验批混凝土立方体抗压强度的标准差应按下式计算：

σ0 = 1122--∑=n nm f

n i fcu

cui

当混凝土强度等级不高于C20时，其强度的最小值尚应满足下式要求：

F cu ,min ≧,k

当混凝土强度等级高于C20时，其强度的最小值尚应满足下式要求：

F cu ,min ≧,k

①强度检验评定公式中涉及到到的符号：

m fcu ---同一检验批混凝土立方体抗压强度的平均值（N/mm 2）,精确到（N/mm 2）。

f cu,k ---混凝土立方体抗压强度标准值（N/mm 2）,精确到（N/mm 2）。

f cu,min ---同一检验批混凝土立方体抗压强度最小值（N/mm 2）,精确到（N/mm 2）。

σ0---检验批混凝土立方体抗压强度标准差（N/mm 2），精确到（N/mm 2）；当检验批混凝土强度标准差σ0计算值

小于mm 2时，应取mm 2。

②在σ0计算中涉及到的符号： f cu,i ---前一检验期内同一品种、同一强度等级的第i 组混凝土试件的立方体抗压强度代表值（N/mm 2）,精确到（N/mm 2）；该检验期不应少于60天，也不得大于90天。

m fcu ---一前一检验期内同一品种、同一强度等级混凝土立方体抗压强度的平均值（N/mm 2）,精确到（N/mm 2）。 n---前一检验期内的样本容量，在该期内样本容量不应少于45。

〖条文说明〗：本标准规定了σ0不得小于mm 2，是因为在实际评定中会出现σ0过小的现象。其原因往往上爬统计的混凝土检验期过短，对混凝土强度的影响因素反映不充分造成的。虽然也有质量控制好的企业可以达到这样的水平，但对于全国平均水平来讲，是达不到的。

〖条文说明〗：公式关于最小值fcu,min 的限制条件，其作用旨在防止出现实际的标准差过大，或避免出现混凝土强度过低的情况。

二、统计法2---标准差未知方案的计算及评定公式

当样本容量不少于10组时，其强度应同时满足下列要求：

m fcu ≧f cu,k ＋λ1S fcu

f cu,min ≧λ2 f cu,k

S fcu ---同一检验批混凝土立方体抗压强度的标准差，应按下式计算：

S fcu = 1122--∑=n nm f

n i fcu

cui

S fcu （N/mm 2）,精确到（N/mm 2）；当检验批混凝土强度标准差S fcu 计算值小于mm 2时，应取mm 2。

λ1

n---本检验期内的样本容量。

〖条文说明〗：标准差未知方案。为了提高检验的可靠性，本标准要求每批样本组数不少于10组。

〖条文说明〗：本标准规定了σ0不得小于mm2，是因为在实际评定中会出现σ0过小的现象。其原因往往上爬统计的混凝土检验期过短，对混凝土强度的影响因素反映不充分造成的。虽然也有质量控制好的企业可以达到这样的水平，但对于全国平均水平来讲，是达不到的。

〖条文说明〗：公式关于最小值fcu,min的限制条件，其作用旨在防止出现实际的标准差过大，或避免出现混凝土强度过低的情况。

三、非统计方法评定

5.2.1当用于评定的样本容量小于10组，应采用非统计方法评定混凝土强度。

5.2.2按非统计方法评定混凝土强度时，其强度应同时符合下列规定：

m fcu≧λ3f cu,k

f cu,min≧λ4f cu,,k

λ3

〖条文说明〗：公式关于最小值的限制条件，其作用旨在防止出现实际的标准差过大，或避免出现混凝土强度过低的情况。

第四步：评定结论

混凝土强度的合格性评定

当检验结果满足第5.1.2条或第条或第条的规定时，则该批混凝土强试应评为合格，当不能满足上述规定地，该批混凝土强度应评定为不合格。

对评定为不合格批的混凝土，可按国家现行的有关标准进行处理。

第3节混凝土强度检验评定实例

1 非统计法

适用范围：小批量零星混凝土生产，n<10。

评定公式：

m fcu≧λ3f cu,k

f cu,

【例1】某构件厂生产120空心板，C30，零星生产。在检验期内做了9组试件，9组强度平均值m fcu=，9组中强度最小值f cu,min =。试对该批空心板混凝土强度合格性进行判断。

解：因混凝土强度等级小于C60，故λ3取,λ4取。

将数据代入1式：左边=，右边= ×30= 满足1式要求。

将数据代入2式：左边=，右边= ×30 = 29 不满足2式要求。

结论：强度不合格。

2统计法：统计法1—标准差已知

适用范围：当连续生产的混凝土，生产条件在较长时间内保持一致，且同一品种、同一强度等级混凝土的强度变异性保持稳定时，应按标准差已知方案（标准差可按前一期的标准差采用）进行评定。

特点：生产稳定，标准差按前一期采用。

最小值限量：标准差≧mm2。

公式：

m fcu≧f cu,k＋σ0

f cu ,min ≧f cu ,k —σ0

σ0 = 1122--∑=n nm f

n i fcu

cui

当混凝土强度等级不高于C20时，其强度的最小值尚应满足下式要求：

f cu ,min ≧,k

当混凝土强度等级高于C20时，其强度的最小值尚应满足下式要求：

f cu ,min ≧,k

要求同时满足三个公式---平均值一个公式，最小值二个公式。

检查数量：一个检验批，即连续三组；可缩小打击面。

平均值、最小值从本检验批计算。

fcuk ：从图纸得到。

标准差计算：标准差已知方案σ0可从前面检验期内同类混凝土、生产周期不应少于60d 且不宜起过90d 、样本容量不少于45（即在该期间内验收批总批数不得少于15批）的强度数据计算确定。假定其值延续在一个检验期内保持不变。三个月后，重新按上一个检验期的强度数据计算σ0值。

【例2 】某混凝土拌搅站，生产C30商品混凝土。该站生产条件较长时间内能保持一致，且标准差保持稳定。前一个检验期(2011年6月5日～8月4日)做了15批(45组)试件，强度代表值分别是：

现从8月5日～8月8日生产的C30混凝土做了三组试件，每组试件强度如下：

f1

f2

f3

【解】：

1、计算标准差

用计算器进行统计计算，σ=

2、计算每组强度值。

f1: 中间值，中间值的15%==, －=, ＋= ,范围～，均在此范围内，取平均值。

f2 :中间值33，中间值的15%==5, 范围28～38, 均在此范围内，取平均值。

f3：中间值=，中间值的15%=, 范围～, 均在此范围内，取平均值。

3、以上三组试件为一批。计算此检验批的强度平均值为，最小值为。

4、代入公式检验

公式1： 左边=，右边=30+×.=。满足。

公式2 ：左边=，右边=30－×=。满足。

本例混凝土强度C30，大于C20，采用公式4 f cu ,min ≧,k ：左边=，右边=×30=27，满足。

结论：混凝土强度合格。

3、统计法：统计法2---标准差未知

适用范围（标准差未知方案）：指生产连续性较差，即生产中无法维持基本相同的生产条件，或生产周期较短，无法积累强度数据以资计算可靠的标准差参数，此时检验评定只能直接根据每一检验批抽样的样本数据确定。 特点：标准差不稳定，只能从本批混凝土(同品种混凝土)试件试压结果中得来，组数不少于10组。

最小值限量：标准差≧mm 2。

公式：

m fcu ≧f cu,k ＋λ1S fcu

f cu,min ≧λ2 f cu,k

S fcu ---同一检验批混凝土立方体抗压强度的标准差，应按下式计算：

S fcu = 1

122--∑=n nm f

n i fcu

cui λ1

例3

【解】：按统计法2---标准差未知方法。

m fcu = ∑x / n=，S fcu =。

λ1=，λ2=。

1式，左边=，右边=20+×=, ? 满足。

2式，左边=18， 右边=×20=18， ?满足。

结论：该钢筋混凝土柱混凝土强度合格。

例4 某现浇混凝土框架，C40，第一层共做了12组试件，平均值m fcu =, f cu,min =45Mpa,标准差=10Mpa ，问该层混凝土强度是否合格

【解】：按统计法2---标准差未知方法。

1式，左边 = ，右边= 40+×10 = . ?不满足。

2式，左边= 45，右边=×40=36 ?满足。

综合结论∴不满足。

问题来了。这个例子，所有的混凝土试件的抗压强度都大于设计强度C40，但根据混凝土强度检验评定公式，结论不满足。

这里关键是混凝土强度标准差σ太大了，这说明该施工单位质量控制水平太差。所以，现行混凝土强度检验评定标准不仅从混凝土抗压强度角度进行控制，而且从混凝土质量管理水平上进行控制。

上例，现浇混凝土框架可以用，可以评定合格，但不能参与评优质工程。

例5：某工程混凝土设计强度等级为C20，按施工组织设计规定用统计法评定。混凝土强度的验收作了12组试件，强度代表值如下：、、、，、、、，、、、。经查试验报告，其养护、取样、试压、龄期、配合比等基本相同，符合标准规定和验收批划分要求。评定混凝土强度等级。

【解】：采用统计法2---标准未知。

试件组数12，在10～14范围内，合格判定系数λ1=，λ2=。

平均值=，样本标准差=

代入1式，左边=，右边=20+×= Mpa ，满足。

代入2式，左边=，右边=×20=18Mpa 。满足。

∴混凝土强度符合要求。

例6：条件同上，假设施工组识设计规定用非统计法。

【解】：

非统计法评定公式：

m fcu ≧λ3f cu ,k

f cu ,代入1式，要求平均值≧=×20=23Mpa ，不满足。

代入2式：最小值≧090×20=18Mpa, 满足。

结论：混凝土强度不合格。

同一混凝土用统计法和非统计法，结果不一样。这主要是因为统计方法要求10组以上，试件数量多，其代表性好，故标准给出的要求相对低一些。因此，一个验收批超过10组就应用统计法，并在施工组织设计中明确，在具体评定时不得更改已规定的评定方法。

第4节结构实体检验

1、原因：

由于试件与实际结构分离，本质上各是各的，即使非常正规的标准标养，也不能正常反映结构的真实强度。解决标准试件与实际结构强度的关系是一个世界性的难题。

而且由于目前我国建筑市场还不规范，目前出现了很多问题，做假试件，更人为地造成了试件强度与母体实际强度分离，甚至有人说，我国的混凝土强度实际上是一个谜。

这样，迫使我们非搞母体---结构实体的检验。因此，产生了第二类方法。

2、现行国家标准规定：

⑴对涉及混凝土结构安全的重要部位应进行结构实体检验。仅限于涉及安全的柱、墙、梁等结构构件的重要部位。

结构实体检验的内容应包括混凝土强度、钢筋保护层厚度以及工程合同约定的项目。混凝土强度、钢筋保护层厚度，这两个项目对结构的承载力和结构性能有重大影响。必查项目。

⑵结构实体检验采用由各方参与的见证抽样的形式。

⑶承担结构实体检验的试验室应具有相应的资质。

⑷混凝土强度检验的具体方法：对混凝土强度检验，应以在混凝土浇筑地点制备并与结构实体同条件养护的试件强度为依据。也可采取非破损或局部破损的检验方法。

这里说了三个方法：同条件养护、非破损检验、破损检验。

一）主要手段---同条件养护

标准养护仍然要做，增加的一项测试项目，复核性检验。

同条件养护有一个等效养护期的问题，600℃·d所对应的龄期（560℃·d取整数）。通常同条件养护由于可能失水等不利强度增长而比标准养护试件强度低。0℃及以下不计入，时间不应少于14d，强度处于增长期，而且不稳定。

取样应在混凝土浇筑入模处。

仍为子样，测子样，推母样。仅养护不同。

标准养护、同条件养护试件测强度，非破损检验。可靠。

二）补充手段---非破损或局部破损检验

当未取得同条件养护试件，结构实体检验结果不符合要求，或者合同规定了其它的检验项目和检验要求时，采用补充手段。

补充手段有非破损和局部破损二种方法，应优先选用非破损手段。当采用局部破损检测方法时，检验完后应及时修补。直接测母体，这种方法一定要建立混凝土强度与测试指标的相关关系曲线。掺粉煤灰的混凝土强度增长迟后，要建立新的专用曲线。

1、非破损法

直接测母样---回弹仪法---用回弹仪规定的冲击能撞击混凝土表面，测回弹高度，推测整体强度。

通常偏低，且误差大，打在石子上就高，打在水泥上就低。掺粉煤灰的混凝土，降低硬度，误判强度。这种方法属表面硬度法。非破损检验。

现行国家标准〖回弹法检测混凝土抗压强度技术规程〗JGJ/T23—2011。

2、局部破损法

①拔出法（局部破损）---将一根特殊形状、粗端埋入新拌混凝土中的钢质预埋件从混凝土中拔出的一种试验，利用测力计测量拔出力。由于预埋件的形状，埋入的预埋件是与一块园锥形的混凝土一起被拉出来的，所以在测试以后必须将混凝土表面进行修补。但如果是用以判定安全拆模时间，则不必将拔出的装置从混凝土拉出，而是在测力计上达到预定的拔出力时可结束试验，此时拆模应为安全。这种方法反映混凝土抗拉强度，更主要是水泥胶结强度，对被检方有利，离差大。

②取芯法（局部破损）---钻取芯样，在压力机上测试。但不能作为一个常规手段，对结构要害部位打孔，拢动周围部位，会造成周围部位微裂缝，今后是破坏源。这种现象越是高强混凝土越危险。高强混凝土破碎后像玻璃渣一样扎手。另外，麻烦，费钱。

现行国家标准〖钻芯法检测混凝土强度技术规程〗CECS03：2007。

第5节快速测试

从当前混凝土结构的规模和施工速度来说（在水电工程中每小时浇灌混凝土量超过200立方米），明显不能等到28天抗压强度试验结果来决定混凝土质量合格与否。快速测定为上述问题的解决提供了一条解决的途径，在大型工程中逐渐扩大应用，可在混凝土浇筑一到二天时间内，对混凝土强度作出大致的初步判断，从快速强度测试的数值偏低，就可以对承包商提出警告，并且也提供了及时进行补救的机会。如果浇灌的确低于质量标准的混凝土，那么几天就铲除，要比28天以后再处理要省力得多，同时耗费也便宜得多。

快速测试方法有三种：

A、温水法----将标准试件连模养护于温度35℃水中24小时。

B、沸水法----将试件带模养护24小时，然后脱模放入100℃沸水中3小时，再待一个小时测试。这个方法应用最普遍。

C、自然养护法---试件成型后立即放入隔热的容器内经48小时再测强度。