沈鴻珍

(濱州學院，山東 濱州 256600)

我國建筑的快速發(fā)展和日益增長的規(guī)模，使得混凝土作為基本的建筑復合材料廣泛應用于工程中，而混凝土立方體試塊抗壓強度作為基本的性能，其標準試塊抗壓強度的優(yōu)劣一直為現場人員關注，需要對工程混凝土試塊強度的質量進行分析優(yōu)缺點，制定措施進而指導實踐。而現在市場的激烈競爭，也需要混凝土廠在滿足客戶的需求下，進一步深入分析，優(yōu)化混凝土性能和增強需求性。X-R法是常規(guī)控制圖[1]中常見的方法，利用統(tǒng)計技術把數據轉化為圖形，進而分析過程變化或評定生產和波動分布狀態(tài)，找出原因或有意的信息反饋生產或服務過程。因此，本文對實踐中的某學校民用航空實驗實訓樓混凝土試塊立方體抗壓強度質量進行分析，試利用控制圖X-R法和非統(tǒng)計方法為質量管理與控制方法進行研究和評定，以期找出實踐中混凝土試塊過程的不足和異常因素，試分析出相應的措施，以期提高現場混凝土質量管理。

1 工程概況及試塊數據

1.1 工程概況

工程為某學校民用航空實驗實訓樓，總面積24 000 m2，框架結構，混凝土采用C30,商品混凝土。

1.2 試塊數據

文中的試塊為本工程現場按同條件下標準制作而成，在檢測機構的標準室養(yǎng)護28 d，進行立方體抗壓強度實驗，得到其抗壓強度值，如表1。立方體(150 mm×150 mm×150 mm)抗壓強度標準試塊，按照有關規(guī)定實驗采用 3 個試件為 1 組，每一個時間點按同條件下標準成型制作2組，6個試塊。利用控制圖X-R法和非統(tǒng)計方法進行分析，為覆蓋38小組，即114個試塊，把一個時間點的2個小組為1組，總共19組。

2 非統(tǒng)計方法數理統(tǒng)計

由表1所述，19組中的一組，是由每一個時間點按同條件下標準成型制作2組組成。當混凝土現場攪拌制作試塊組數小于10組時，可采用非統(tǒng)計法評定[2]。采用非統(tǒng)計法評定時，要同時滿足式(1)要求。

表1 C30混凝土試塊立方體抗壓強度值

mfcu≥λ3·fcu·kfcu·min≥λ4·fcu·k

(1)

式中，mfcu為立方體抗壓強度的平均值；fcu·min為抗壓強度的最小值，fcuk為體抗壓強度標準值；合格評定系數由文獻[2]查得，λ3為1.15，λ4為0.95。由表1可知，每組抗壓強度的平均值mfcu的最小值為38.7 MPa；114塊試塊立方體抗壓強度的最小值fcu·min為34.7 MPa。

(2)

由式(2)知，符合非統(tǒng)計方法評定，所以19組該批混凝土強度評定為合格。但是利用非統(tǒng)計方法評定范圍比較寬泛，沒有很好的反映出每組混凝土強度值的平均值波動分布和質量特性的極差的散差變化等，所以采用控制圖X-R法進一步分析，試找出原因或有意的信息反饋生產、服務過程或預防的作用。

3 X-R控制圖法數理統(tǒng)計

X-R法是常規(guī)控制圖[1]中常見的方法，一般通過收集整理數據，利用X-R統(tǒng)計計算方法和精準畫出圖形，分析判斷質量和存在的問題，及時消除異常信息，改進措施。

(3)

(4)

進一步利用控制圖數理技術計算出相應的控制限值，如公式(5)，UCL為均值和極差上控制限，LCL為均值和極差下控制限，CL為均值和極差中心線，計算如下：

=41.097MPa

=39.353MPa

(5)

式中：D4、D3、A2為常數，通過常規(guī)控制圖[1]查得。圖1為R圖和圖2為X圖。

4 X-R控制圖和非統(tǒng)計方法結果分析

4.1 非統(tǒng)計方法結果分析

由式(2)知，數理統(tǒng)計的試塊強度符合非統(tǒng)計方法評定，混凝土試塊強度均評定為合格，114塊數據中抗壓強度最小值為34.7 MPa，仍符合設計用的C30混凝土的要求。由表1知，混凝土強度總均值為40.225 MPa，19組中均值最高為42.833 MPa，最低為38.7 MPa，均遠高于C30?，F場試塊質量良好，混凝土廠配制的混凝土強度性能充分滿足要求。

4.2 X-R控制圖法結果分析

4.2.1 極差控制圖分析

一般來說，控制圖上的點子反映出生產過程的穩(wěn)定程度[4]。記入的X—R值均在控制界限以內時，可以判定是穩(wěn)定狀態(tài)[5]。由圖1所示，19組試塊樣本的極差值點隨機分布在極差控制圖繪制的UCL上控制限和LCL下控制限之間，19組強度值極差點隨機分布在強度值極差中心線CL上下，離散度穩(wěn)定，而且19組極差點隨機排列，沒有連續(xù)7點全在CL之上、之下，或全上升、下降現象，控制圖準確指出無缺陷點。每組試塊過程中處于穩(wěn)定狀態(tài)。每組強度值極差點與總極差均值離散度穩(wěn)定和無缺陷點，說明現場有關技術人制作試塊過程中處于統(tǒng)計控制狀態(tài)。

圖1 樣本極差控制圖

如點在控制界限上，則應看作是線外點；如果越出控制界限以外，則應探求導致該點在控制界限以外的原因，并設法消除和防止其重復發(fā)生[5]。由圖1可知，第4、11點近處在界限上，可看做線外點，對兩點狀況進行研究分析。由表1知，第11組平均值為39.9 MPa，該組內試塊強度的離散度不大，平均值約超過C30混凝土2個標號，控制圖X-R法極差為1.8，超出LCL下控制限0.079；第4組6個試塊強度的離散度較大，控制圖X-R法極差為7.5，超出UCL上控制限0.447，平均值超過C30混凝土2個標號多，個別強度約3個標號，兩組強度與標準強度C30混凝土富余較多。本工程主體工期為4月到6月，環(huán)境條件溫度13～30℃，時有風，有試塊保暖防風措施；原材料混凝土為商品混凝土，設備商品混凝土罐車運輸，運輸距離13 km，商品混凝土泵澆筑；工地現場2名技術員。經過現場調研、走訪分析，如果如下：

(1)個別人員未在一盤拌合物或同一車拌合物規(guī)定處取樣。加強對現場人員質量控制知識的學習和培訓；多名技術員制作試塊、測試等，工藝必須增強責任意識，遵循規(guī)范。

(2)有個別組內試塊強度值比其他試塊強度值較低，取樣的拌合物未拌和，忽視了拌合物分兩層入?，F象，個別試模內粗骨料較少?，F場制定有針對性的質量控制體系，包括設備和混凝土拌合物的使用，有效控制各施工段點的質量。

4.2.2 均值控制圖分析

如圖2所示，19組強度均值點隨機排列，沒有連續(xù)7點全在CL之上、之下，或全上升、下降現象，控制圖準確指出無缺陷點。但是有7個強度均值點明顯超出UCL上控制限或超出LCL下控制限，即圖2中圓圈所示，而且有2個強度均值點近處于控制限上，離散度大，出現嚴重異常狀況，19組強度均值點未受控制，需要分析探求超出控制界限的原因。本工程主體施工工期內的混凝土拌合物、環(huán)境、設備、人員等如上所述，經過現場調研、走訪分析，如果如下：

圖2 立方體抗壓強度均值控制圖

(1)由式(5)和圖2知樣本總均值40.225 MPa，及所述非統(tǒng)計方法均評定為混凝土強度合格，試塊強度平均值超過C30混凝土2個標號多；同時對本工程主體回彈法檢測抗壓強度數據查看，回彈測區(qū)強度換算總平均值為36.9 MPa，超過C30混凝土1個標號多，可得出本工程中應用的混凝土強度比設計用C30混凝土高1～2個標號，混凝土廠配制的混凝土強度性能充分而且富余較多?；炷翉S可以取樣對混凝土拌合物和配合比等的復試，分析查看發(fā)生變化的可能性，起到預防控制的作用。同時節(jié)約水泥等原材料，節(jié)約成本。

(2)本工程主體工期為4～6月，溫度13～30℃，時有風，要足夠重視試塊早期養(yǎng)護，做好保暖防風措施，標準試塊要及時送標養(yǎng)室 。

(3)由試塊強度值和主體回彈強度換算總平均值可知，表1中90%的試塊強度偏高于主體混凝土強度，歸其原因：一方面是取樣不規(guī)范，人為提高試塊混凝土強度；另一方面是商品混凝土罐車在運輸中或到澆筑工地后，并未按照有關要求進行罐車旋轉攪拌，直接卸料，此時取樣得到的拌合物內的粗骨料多，裝入試模后很容易提高強度。所以必須專業(yè)人員取樣，用事實的拌合物攪拌或拌合均勻，現場人工振搗制作試塊，遵循規(guī)范，避免人為提高試塊混凝土強度；混凝土廠加強運輸人員的混凝土有關知識學習和正確執(zhí)行，避免罐車運輸過程中不轉、少轉等現象。

5 結束語

本文采用控制圖X-R法和非統(tǒng)計方法對實例進行分析，取得了有效結果。在工程過程中，X-R控制圖法做為一種輔助的數理統(tǒng)計方法，簡單易行，進行管理分析現場混凝土性能，可以掌握異常因素的信息，制定有效的措施，起到有效性能監(jiān)控 ，使現場混凝土性能更真實，過程更穩(wěn)定等，一定程度上可以改善評定準確度，提高客戶的滿意度，節(jié)約成本和提高產品品質。