李 猛 岳向陽(yáng)

（中建西部建設(shè)新疆有限公司 新疆維吾爾自治區(qū)烏魯木齊市 830000）

1 混凝土材料的抽樣

目前，我國(guó)對(duì)混凝土強(qiáng)度以“強(qiáng)度等級(jí)”來(lái)表達(dá)，混凝土的實(shí)際強(qiáng)度值是一些離散的數(shù)值。為設(shè)計(jì)、施工和驗(yàn)收的方便，將不同質(zhì)量的混凝土按標(biāo)準(zhǔn)條件下的立方體抗壓分為若干級(jí)別，以符號(hào)C及其后面的立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值來(lái)表達(dá)。如：C20、C30等。

一批混凝土的實(shí)際強(qiáng)度不可能是一個(gè)值，而是呈現(xiàn)某種分布，強(qiáng)度有高有低。在實(shí)際工程中進(jìn)行質(zhì)量檢驗(yàn)時(shí)，我們不能將所有的混凝土逐一進(jìn)行試驗(yàn)而求得結(jié)果，而只能用抽樣檢驗(yàn)的方法。

所謂抽樣檢驗(yàn)是指從交驗(yàn)的一批產(chǎn)品中（批量為N）隨機(jī)抽取一個(gè)樣本（由幾個(gè)單位產(chǎn)品組成）進(jìn)行檢驗(yàn)，從而對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量作出評(píng)判的過(guò)程。抽樣檢驗(yàn)的目的在于：通過(guò)樣本推斷總體。而其期望在于“用盡量少的樣本量來(lái)盡可能準(zhǔn)確地判定總體（批）的質(zhì)量”。

對(duì)于混凝土的評(píng)定規(guī)范規(guī)定：結(jié)構(gòu)混凝土的強(qiáng)度等級(jí)必須符合設(shè)計(jì)要求。用于結(jié)構(gòu)混凝土強(qiáng)度的試件，應(yīng)在混凝土的澆筑地點(diǎn)隨機(jī)抽取。預(yù)拌（商品）混凝土應(yīng)隨機(jī)從同一運(yùn)輸車中抽取，試樣應(yīng)在卸料量的1/4～3/4之間采取，取樣與試件留置應(yīng)符合下列規(guī)定：

每拌制100盤且不超過(guò)100m3的同配合比的混凝土，取樣不得少于一次。

每工作班拌制的同一配合比的混凝土不足100盤時(shí)，取樣不得少于一次。

每一樓層，同一配合比混凝土，取樣不得少于一次。

當(dāng)一次連續(xù)澆筑超過(guò)1000m3時(shí)，同一配合比的混凝土每200m3取樣不得少于一次。

對(duì)有抗?jié)B要求的混凝土，取樣頻率均應(yīng)為同一工程，同一配合比不得少于一次，留置組數(shù)科根據(jù)實(shí)際需要確定。

為了統(tǒng)一和便于比較，規(guī)范以邊長(zhǎng)150mm的立方體作為標(biāo)準(zhǔn)試件。當(dāng)混凝土中粗骨料粒徑不大于31.5mm時(shí)，可采用邊長(zhǎng)100mm的立方體，評(píng)定時(shí)，乘以0.95的換算系數(shù)。當(dāng)混凝土強(qiáng)度等級(jí)≥C60時(shí)，宜采用標(biāo)準(zhǔn)試件。否則，尺寸換算系數(shù)應(yīng)由試驗(yàn)確定。

2 混凝土強(qiáng)度的波動(dòng)規(guī)律-正態(tài)分布

大量的試驗(yàn)結(jié)果表明，盡管原材料、配合比、攪拌成型、養(yǎng)護(hù)、試驗(yàn)條件完全相同的一批混凝土，其試件強(qiáng)度有高有低，抗壓強(qiáng)度呈現(xiàn)出波動(dòng)的數(shù)值。有時(shí)波動(dòng)還比較大，但這種波動(dòng)不是雜亂無(wú)章的，當(dāng)抽樣數(shù)量達(dá)到足夠量時(shí)，這種波動(dòng)則遵循一定的規(guī)律。對(duì)同強(qiáng)度等級(jí)的一批混凝土，強(qiáng)度大多數(shù)都出現(xiàn)在強(qiáng)度平均值附近，距平均值越遠(yuǎn)的數(shù)量越少，形成中間多兩側(cè)少的分布。經(jīng)分布假設(shè)檢驗(yàn)其結(jié)果表明，混凝土強(qiáng)度的波動(dòng)規(guī)律可用正態(tài)分布來(lái)描述。

正態(tài)分布具有兩個(gè)參數(shù)：即平均值μ和標(biāo)準(zhǔn)差σ。平均值表達(dá)了這批混凝土強(qiáng)度平均水平的高低，平均值越大，則這批混凝土的強(qiáng)度越高。標(biāo)準(zhǔn)差表達(dá)了這批混凝土的勻質(zhì)性，勻質(zhì)性越好則標(biāo)準(zhǔn)差越小，曲線越“瘦高”，即各組強(qiáng)度值都集中在平均值附近離散程度越小。在建筑工程中，如能較好的控制混凝土強(qiáng)度波動(dòng)規(guī)律，基本上可視為正態(tài)分布。

下面就中建西部建設(shè)某批次C30級(jí)取樣收集成型的混凝土試件為例，論述分析過(guò)程：

（1）從數(shù)據(jù)庫(kù)中查詢開(kāi)發(fā)區(qū)廠、強(qiáng)度等級(jí)為C30、普通混凝土、2019-05-21至2019-06-21的混凝土強(qiáng)度檢測(cè)結(jié)果數(shù)據(jù)。

（2）如將上述數(shù)據(jù)用間距4MPa分成10組，則可根據(jù)分組強(qiáng)度計(jì)算得出頻率表，見(jiàn)圖2。

以Y軸為頻率值，X軸為強(qiáng)度值建立直角坐標(biāo)系，描繪出頻率直方圖，見(jiàn)圖3。

（3）計(jì)算出試塊強(qiáng)度的平均值和標(biāo)準(zhǔn)差，mfc（uμ）=36.3MPa，sfc（uσ）=3.1MPa，見(jiàn)表1。根據(jù)概率密度函數(shù)可計(jì)算對(duì)應(yīng)正態(tài)分布值。以Y軸為頻率值，X軸為強(qiáng)度值建立直角坐標(biāo)系，見(jiàn)圖4；在根據(jù)頻率直方圖近似地描繪出正態(tài)分布曲線，見(jiàn)圖5。

圖1 強(qiáng)度數(shù)據(jù)查詢結(jié)果

圖2 強(qiáng)度計(jì)算頻率

圖3 強(qiáng)度頻率直方

表1 強(qiáng)度均值、標(biāo)準(zhǔn)差、組數(shù)

圖4 強(qiáng)度正太分布曲線值

3 混凝土強(qiáng)度檢驗(yàn)評(píng)定

混凝土強(qiáng)度檢驗(yàn)評(píng)定應(yīng)分批進(jìn)行，構(gòu)成同一驗(yàn)收批的混凝土質(zhì)量狀態(tài)應(yīng)大體一致。規(guī)范規(guī)定混凝土強(qiáng)度等級(jí)、齡期、生產(chǎn)工藝條件配合比應(yīng)相同。對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)的現(xiàn)澆混凝土，應(yīng)按單位工程驗(yàn)收項(xiàng)目劃分驗(yàn)收批進(jìn)行統(tǒng)計(jì)評(píng)定。

圖5 頻率直方圖-正態(tài)分布曲線

混凝土強(qiáng)度檢驗(yàn)評(píng)定有兩種方法：統(tǒng)計(jì)方法和非統(tǒng)計(jì)方法。查詢?cè)紨?shù)據(jù)后先計(jì)算出 λ1、λ2、λ3、λ4、組數(shù)、平均值、最小值、標(biāo)準(zhǔn)差的值，當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)差小于 2.5 時(shí)取 2.5。分別計(jì)算 mfcu-λ1×Sfcu≥fcu，k，fcu，min≥λ2×fcu，k，mfcu≥λ3×fcu，k，fcu，min≥0.95fcu，k，根據(jù)組數(shù)選用對(duì)于評(píng)定規(guī)則，最終計(jì)算出此條件下該批次混凝土強(qiáng)度評(píng)定結(jié)果，見(jiàn)圖6。

圖6 強(qiáng)度評(píng)定結(jié)果

4 信息系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

基于以上過(guò)程，以finereport開(kāi)發(fā)平臺(tái)為例，實(shí)現(xiàn)該信息系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)。實(shí)現(xiàn)強(qiáng)度檢測(cè)結(jié)果的在線查詢，自動(dòng)生成該查詢結(jié)果批次的強(qiáng)度評(píng)定結(jié)果和強(qiáng)度正態(tài)分布曲線。

（1）引入數(shù)據(jù)庫(kù)查詢語(yǔ)句，并設(shè)置單位、預(yù)拌廠、等級(jí)、類型、開(kāi)始日期、截止日期為篩選條件。

（2）然后設(shè)計(jì)頻率直方圖—正態(tài)分布曲線圖表，7d、28d變化曲線圖表，評(píng)定結(jié)果列表，檢測(cè)記錄明細(xì)表4個(gè)組件，并關(guān)聯(lián)對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)集。

（3）最后查看運(yùn)行結(jié)果，可根據(jù)頂部篩選條件，查詢對(duì)應(yīng)取樣和檢測(cè)結(jié)果明細(xì)，并生成對(duì)應(yīng)評(píng)定結(jié)果，直方圖與正態(tài)分布曲線，強(qiáng)度變化曲線。

5 結(jié)論

（1）運(yùn)用SQL數(shù)據(jù)庫(kù)語(yǔ)句結(jié)合概率密度函數(shù)可快速計(jì)算各分段強(qiáng)度的正態(tài)分布曲線值。

（2）運(yùn)用SQL數(shù)據(jù)庫(kù)語(yǔ)句結(jié)合強(qiáng)度檢測(cè)結(jié)果評(píng)定規(guī)則，可對(duì)結(jié)果數(shù)據(jù)按規(guī)則進(jìn)行批量評(píng)定。

（3）基于以上兩點(diǎn)，可利用信息化工具簡(jiǎn)單快速實(shí)現(xiàn)混凝土強(qiáng)度分布規(guī)律及其評(píng)定結(jié)果在線分析系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)。

（4）后期結(jié)合數(shù)據(jù)分析工具與算法模型，可進(jìn)一步對(duì)混凝土質(zhì)量進(jìn)行更加科學(xué)、直觀、便捷的評(píng)定分析。