在土木工程的建设过程中，混凝土材料被广泛应用于各类建筑结构，包括房屋建筑、公路桥涵以及市政道路等，已成为工程建设中不可或缺的基础分项工程。混凝土施工的核心目标是确保其满足设计所要求的功能性、安全性以及可靠性。其中，抗压强度是衡量混凝土质量的关键指标。基于实际工作经验和相关规范标准，本文将详细阐述土木工程施工中混凝土抗压强度的取样方法、验收批的划分原则以及评定标准，并在文末提供工程实例计算，以期为相关从业人员的日常工作与学习提供参考与提升。
1 混凝土的定义
混凝土（简称“砼”，汉语拼音为tóng，英文对应词为concrete），是一种由多种原材料按特定比例混合而成的人造土木建筑材料。这些原材料包括胶凝材料（可能是有机、无机或有机复合类型）、粗骨料（如碎石、卵石）、细骨料（通常指砂子）、外加剂以及符合标准要求的水。这些成分经过充分搅拌后，在一段时间内会逐渐硬化，形成具有特定强度的材料。在本文的讨论中，我们主要关注以水泥为胶凝材料的水泥混凝土。
2 混凝土的抗压强度
混凝土的抗压强度是评估其质量的重要参数，它反映了材料在外部荷载作用下的抗破坏能力。通常情况下，抗压强度越高，材料的抗破坏能力就越强。这一指标是通过实验测定的。在施工过程中，通常会制作混凝土抗压试件（这些试件通常是棱长为100mm、150mm或200mm的立方体，每组包含3个试件），并将它们置于标准养护条件下（温度维持在20±2℃，相对湿度不低于95%），养护至28天龄期后，采用标准化的试验方法来检测其极限抗压强度，这一强度被称为混凝土标准立方体抗压强度。其计算方式遵循物理学中的压强公式P=F/S。强度的单位为兆帕（Mpa）。在工程实践中，常见的混凝土抗压强度等级包括C15、C20、C25、C30、C35、C40、C45、C50等，其中C30表示该混凝土的抗压强度达到30Mpa。例如，如果某个100mm的立方体试件在极限破坏时的力为303.5KN，那么该试件的实际抗压强度计算如下：
fcu=303.5*10^3N/(0.1*0.1)M2=30.35*10^6Pa=30.4Mpa。
除了抗压强度，混凝土还有其他重要的质量指标，如抗折（抗弯）、抗渗、抗冻等性能。然而，本文将主要聚焦于抗压强度的相关内容。
3 抗压强度试件的制作要求及组数
3.1 对于不同强度等级或不同配合比的混凝土，应在浇筑地点进行随机取样，并据此制作试件，每组试件应包含3个。
【评析】这里的“不同强度等级”指的是结构设计中所要求的强度不同，而“不同配合比”则可能由于原材料的不同或相同材料但配比不同所致。简而言之，只要进行混凝土浇筑，就必须按照规定制作试件。预拌混凝土的生产厂家同样需要在拌合地点进行取样。
3.2 房屋建筑工程的取样规定
⑴ 每浇筑100盘，且不超过100M3的同配合比混凝土，应取样至少1组；
⑵ 如果同一工作班次内拌制的同配比混凝土不足100盘或100M3，则取样不少于1组；
⑶ 对于一次连续浇筑的同配比混凝土工程，如果工程量超过1000M3，则每200M3应取样不少于1组；
【评析】当工程量超过1000M3时，整批混凝土都应按照每200M3取样不少于1组的频率进行取样。
⑷ 每一楼层中，同配比的混凝土取样不少于1组；
⑸ 结构实体混凝土的同条件养护试件检验：同一强度等级的试件数量不宜少于10组，且不应少于3组；每连续两层楼的取样不少于1组；每2000M3取样不少于1组。
【注】结构实体强度进行同条件养护等效龄期试验（达到600℃*d时的对应龄期，0℃以下天数不计入，试验时间不少于14天，也不超过60天）。按照同条件抗压强度值除以0.88后进行评定；如果评定结果符合要求，则可判定结构实体混凝土强度合格。
3.3 公路桥涵的取样规定
⑴ 对于一般体积的结构物（如基础、墩台等），每个单元应制取2组试件；
⑵ 当连续浇筑大体积结构时，每80～200M3或每工作班应制取2组试件；
⑶ 上部结构的主要构件长度在16m以下者制取1组；16～30m者制取2组；31～50m者制取3组；50m以上者不少于5组。小型构件每批或每工作班不少于2组；
⑷ 每根钻孔桩至少制取2组试件；桩长超过20m者不少于3组；桩径较大、浇筑时间较长时，不少于4组。在换工作班时，每工作班应制取2组；
【解析】桩基直径≥2.5m的钻孔灌注桩被视为大直径桩。
⑸ 小桥涵、挡土墙、声频障等构筑物每座、每处或每工作班应制取不少于2组试件。当原材料和配合比相同且由同一拌合站拌制时，可以几座或几处合并制取2组。
⑹ 在现场拆模、吊装、张拉预应力、承受荷载等施工阶段，应根据现场施工需要确定同条件（试块和构件在同样的温度、湿度环境下进行养护）试件的制作。
【解析】这指的是在混凝土分项工程施工时，为了满足设计要求的强度，可能会包含对同条件试件进行抗压强度检测的预估，待检测达到要求强度后，再进行相应的作业活动。
4 混凝土试件的试验
4.1 确定每组混凝土试件强度代表值的方法
【解析】混凝土抗压强度的评定是基于各组的代表值数据进行的统计。这里的“代表值”指的是每组3个试件送检到试验室后实际试验得出的数据。将3个数据按大小排序后，如果最大值和最小值都超出中间值的15%，则无代表值；如果最大值和最小值都没有超出中间值的15%，则代表值为这三个数的平均值；如果最大值和最小值中只有一个超出中间值的15%，则代表值为中间值。
图1 混凝土抗压强度代表值确定方法
4.2 非标准试件强度折算系数
图2 非标准试件强度折算系数
5 混凝土强度评定检验批划分的规定
5.1 结构数量要求：同批梁可以按照每孔或每两孔、三孔为一批；对于中小跨径桥的桩、盖梁，可以数孔作为一批；
5.2 试件组数要求：每批的混凝土试件组数不宜过多，一般不超过80～100组；
5.3 时间范围要求：以不少于60天，也不超过一个季度（3个月），且日平均气温差小于15℃为宜。如果超出这个范围，则不应视为同批，而应采取分别评定的方式。
6 非统计法评定
6.1 适用条件：适用于小批量、零星生产的混凝土，且同批组数少于10组。
6.2 评定时满足的条件：
图3 非统计法评定
7 统计方法评定标准差未知方案
7.1 适用条件：标准差未知方案，样本容量≥10组。
【评析】预拌混凝土生产厂家在质量控制时采用标准差已知方案；而土木工程现场施工则按照标准差未知方案进行评定。
7.2 评定时满足的条件：
图4 统计方法评定
图5 统计方法合格判定系数
【注意事项】通过计算得到的标准差如果小于2.5，则取值为2.5；如果标准差大于2.5，则按实际数据进行计算。
8 工程实例分享
某道路工程中的下穿道垫层、保护层及基层排水沟等部位的混凝土设计强度为C20。该验收批混凝土各组的代表值（单位：Mpa）分别为25.20、23.90、24.0、26.6、26.8、25.0、24.80、25.20、26.80、25.20。请对这批混凝土的强度进行评定。
图6 某分项工程混凝土强度评定表
【步骤1】 统计组数，确定评定方法
在本例中，N=10组，因此采用统计法进行评定。
【步骤2】 计算平均值，精确到0.1。
平均值mfcu=（25.20+23.90+24.0+26.6+26.8+25.0+24.80+25.20+26.80+25.20）/10=253.5/10=25.4Mpa；
【步骤3】 计算标准差，精确到0.01。
S=[(25.20^2+23.90^2+…+26.80^2+25.20^2-10*25.4^2)/(10-1)]^0.5=1.06;
由于S＜2.50，取S=2.50.
【步骤4】 找到最小值。在本例中，fcu,min=23.90Mpa。
【步骤5】 确定合格判定系数。
在本例中，n=10组，查表可得合格判定系数λ1=1.15;λ2=0.90.
【步骤6】 计算fcu,k+λ1*S / λ2*fcu,k;
fcu,k+λ1*S=20.0+1.15*2.50=22.9Mpa;
λ2*fcu,k=0.90*20=18.0Mpa。
【步骤7】 比较大小，得出结论。
mfcu=25.4Mpa＞fcu,k+λ1*S=22.9Mpa;
fcu,min=23.90Mpa＞λ2*fcu,k=18.0Mpa。
结论：该批混凝土强度评定合格。
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