水泥膠砂強(qiáng)度檢測(cè)數(shù)據(jù)的離散性分析

馬蓉

（新鄉(xiāng)市高新建設(shè)工程質(zhì)量檢測(cè)有限公司，河南新鄉(xiāng)453000）

水泥膠砂強(qiáng)度檢測(cè)數(shù)據(jù)的離散性分析

馬蓉

（新鄉(xiāng)市高新建設(shè)工程質(zhì)量檢測(cè)有限公司，河南新鄉(xiāng)453000）

該文針對(duì)3d和28d養(yǎng)護(hù)齡期水泥膠的抗壓強(qiáng)度、抗折強(qiáng)度數(shù)據(jù)進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)分析。通過對(duì)不同水泥生產(chǎn)廠家的水泥膠砂強(qiáng)度檢測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析對(duì)比，采用標(biāo)準(zhǔn)差、平均數(shù)和變異系數(shù)作為評(píng)價(jià)依據(jù)，可以分析出水泥質(zhì)量的穩(wěn)定性，為水泥質(zhì)量的評(píng)價(jià)提供理論依據(jù)。

水泥膠砂；強(qiáng)度檢測(cè)；變異系數(shù)；離散性分析

水泥作為一種重要的建筑材料，大量使用于各類建設(shè)工程項(xiàng)目當(dāng)中，建設(shè)單位希望采用質(zhì)量穩(wěn)定的水泥產(chǎn)品，水泥的產(chǎn)品質(zhì)量好壞直接關(guān)系到建設(shè)工程的質(zhì)量?jī)?yōu)劣。不同水泥生產(chǎn)廠家的水泥質(zhì)量波動(dòng)比較大。因此，需要構(gòu)建科學(xué)、合理的統(tǒng)計(jì)評(píng)價(jià)模型。通過針對(duì)水泥膠砂的抗壓強(qiáng)度、抗折強(qiáng)度數(shù)據(jù)分析評(píng)價(jià)，采用評(píng)價(jià)因子，分辨水泥質(zhì)量?jī)?yōu)劣，從而提高工程建設(shè)質(zhì)量，控制工程成本，提高工程管理的精細(xì)化水平。

1 評(píng)價(jià)概述

該次統(tǒng)計(jì)評(píng)價(jià)整個(gè)過程依據(jù)為《水泥膠砂強(qiáng)度檢驗(yàn)方法》GB/T17671-1999；實(shí)驗(yàn)室采用標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)條件，水泥恒溫恒濕標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)箱型號(hào)HYB-40B；電動(dòng)抗折試驗(yàn)機(jī)DKZ-5000；水泥壓力試驗(yàn)機(jī)型號(hào)WYA-300；參加對(duì)比評(píng)價(jià)的樣品組生產(chǎn)單位共三家，均采用普通硅酸鹽水泥P.O 42.5，分別命名為A、B、C。

試驗(yàn)室條件為：試體成型試驗(yàn)室的溫度應(yīng)保持在20℃± 2℃，相對(duì)濕度應(yīng)不低于50%。試體帶模養(yǎng)護(hù)的養(yǎng)護(hù)箱或霧室溫度保持在20℃±1℃，相對(duì)濕度不低于90%。脫模試體養(yǎng)護(hù)池水溫度應(yīng)在20℃±1℃范圍內(nèi)[1]。

強(qiáng)度試驗(yàn)試體的試體齡期是從水泥加水?dāng)嚢栝_始試驗(yàn)時(shí)算起。不同齡期強(qiáng)度試驗(yàn)在3d和28d時(shí)間里進(jìn)行。

采用的評(píng)價(jià)因子為：標(biāo)準(zhǔn)差、平均數(shù)、變異系數(shù)。

1.1 變異系數(shù)

變異系數(shù)是衡量資料中各觀測(cè)值變異程度的統(tǒng)計(jì)量。當(dāng)需要比較兩組數(shù)據(jù)離散程度大小的時(shí)候，如果度量單位與平均數(shù)相同，可以直接利用標(biāo)準(zhǔn)差來比較。如果兩組數(shù)據(jù)的測(cè)量尺度相差太大，或者數(shù)據(jù)量綱的不同，直接使用標(biāo)準(zhǔn)差來進(jìn)行比較不合適，比較其變異程度就不能采用標(biāo)準(zhǔn)差，此時(shí)就應(yīng)當(dāng)消除測(cè)量尺度和量綱的影響，采用標(biāo)準(zhǔn)差與平均數(shù)的比值(相對(duì)值)即變異系數(shù)來比較。標(biāo)準(zhǔn)差與平均數(shù)的比值稱為變異系數(shù)，記為CV[2]。

變異系數(shù)可以消除單位和(或)平均數(shù)不同對(duì)兩個(gè)或多個(gè)資料變異程度比較的影響。變異系數(shù)沒有量綱，同時(shí)又按照其均數(shù)大小進(jìn)行了標(biāo)準(zhǔn)化，這樣就可以進(jìn)行客觀比較了。因此，可以認(rèn)為變異系數(shù)反映了數(shù)據(jù)離散程度大小。其數(shù)據(jù)大小不僅受變量值離散程度的影響，而且還受變量值平均水平大小的影響。

一般來說，變異系數(shù)越高，其離散程度越大，反之越小。在水泥產(chǎn)品的數(shù)據(jù)分析評(píng)價(jià)中，變異系數(shù)越小產(chǎn)品質(zhì)量越好。

1.2 樣本標(biāo)準(zhǔn)差

標(biāo)準(zhǔn)差度量了偏離平均數(shù)的大小，相當(dāng)于平均偏差，可以直接、概括、平均地描述數(shù)據(jù)變異的大小。對(duì)于同性質(zhì)的數(shù)據(jù)來說，標(biāo)準(zhǔn)差越小表明數(shù)據(jù)的變異程度越小，數(shù)據(jù)越整齊，數(shù)據(jù)的分布范圍越集中。標(biāo)準(zhǔn)差越大表明數(shù)據(jù)的變異程度越大，數(shù)據(jù)參差不齊，分布越分散[3]。

1.3 平均數(shù)。

平均數(shù)用于反映一組數(shù)值的平均水平。它是描述數(shù)據(jù)分布的集中趨勢(shì)的統(tǒng)計(jì)量。它高度濃縮了數(shù)據(jù)。使大量的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€(gè)代表性數(shù)值。數(shù)據(jù)資料中，任何頻次、次序和數(shù)值的大小的變化，都會(huì)引起平均數(shù)的變化[3]。

1.4 計(jì)算公式

變異系數(shù)的計(jì)算公式為：變異系數(shù)CV=(標(biāo)準(zhǔn)差SD/平均數(shù)Mean)×100%[2]

通常在進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析時(shí)，如果變異系數(shù)大于15%（概率95%），則要考慮該數(shù)據(jù)可能不正常，應(yīng)該剔除。

2 計(jì)算結(jié)果評(píng)價(jià)分析

2.1 水泥膠砂抗壓強(qiáng)度評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)及統(tǒng)計(jì)結(jié)果分析

計(jì)算結(jié)果見表1。從表1的數(shù)據(jù)來看，雖然3d和28d養(yǎng)護(hù)齡期水泥膠砂抗壓強(qiáng)度的平均數(shù)ABC均比較接近，但是3d養(yǎng)護(hù)齡期水泥膠砂抗壓強(qiáng)度的變異系數(shù)A＜B＜C；28d養(yǎng)護(hù)齡期水泥膠砂抗壓強(qiáng)度的變異系數(shù)A＜C＜B。3d養(yǎng)護(hù)齡期水泥膠砂抗壓強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)差A(yù)＜B＜C；28d養(yǎng)護(hù)齡期水泥膠砂抗壓強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)差A(yù)＜C＜B。這說明，ABC三家水泥生產(chǎn)廠家的水泥膠砂抗壓強(qiáng)度，在平均數(shù)比較接近的情況下,它們的標(biāo)準(zhǔn)差和變異系數(shù)卻相差較大，表明BC的數(shù)據(jù)離散情況比較嚴(yán)重。3d和28d養(yǎng)護(hù)齡期水泥膠砂抗壓強(qiáng)度的變異系數(shù)A小于B和C，這說明A生產(chǎn)廠家的水泥質(zhì)量要好于B和C。表明A生產(chǎn)廠家的水泥質(zhì)量控制水平比較穩(wěn)定。

表1 水泥膠砂抗壓強(qiáng)度評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)

2.2 水泥膠砂抗折強(qiáng)度評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)及統(tǒng)計(jì)結(jié)果分析

計(jì)算結(jié)果見表2。從表2的數(shù)據(jù)來看，雖然3d和28d養(yǎng)護(hù)齡期水泥膠砂抗折強(qiáng)度的平均數(shù)ABC均比較接近，但是3d養(yǎng)護(hù)齡期水泥膠砂抗折強(qiáng)度的變異系數(shù)B＜A＜C；28d養(yǎng)護(hù)齡期水泥膠砂抗折強(qiáng)度的變異系數(shù)A＜C＜B。3d養(yǎng)護(hù)齡期水泥膠砂抗折強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)差B＜A＜C，28d養(yǎng)護(hù)齡期水泥膠砂抗折強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)差A(yù)＜C＜B。

表2 水泥膠砂抗折強(qiáng)度評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)

雖然3d養(yǎng)護(hù)齡期水泥膠砂抗折強(qiáng)度的變異系數(shù)B＜A，但這是由于3d養(yǎng)護(hù)齡期水泥膠砂抗折強(qiáng)度的數(shù)值增長(zhǎng)比較快，強(qiáng)度增長(zhǎng)變化不穩(wěn)定引起的。根據(jù)魏厚剛的研究，水泥膠砂試件的強(qiáng)度隨著齡期變化的關(guān)系更接近反正切曲線發(fā)展規(guī)律[4]。觀察反正切曲線發(fā)展規(guī)律，水泥膠砂試件的強(qiáng)度在養(yǎng)護(hù)齡期的前期，反正切曲線比較陡曲，強(qiáng)度數(shù)值增長(zhǎng)比較快，時(shí)間對(duì)水泥膠砂強(qiáng)度的影響敏感；水泥膠砂試件的強(qiáng)度在養(yǎng)護(hù)齡期的后期，反正切曲線比較平緩，強(qiáng)度數(shù)值增長(zhǎng)比較慢。這就造成不同生產(chǎn)廠家3d養(yǎng)護(hù)齡期水泥膠砂試件的強(qiáng)度數(shù)值，在同一個(gè)時(shí)間點(diǎn)的數(shù)據(jù)離散情況比較嚴(yán)重。

水泥膠砂試件養(yǎng)護(hù)后期，強(qiáng)度隨著齡期變化逐漸穩(wěn)定。最終28d養(yǎng)護(hù)齡期水泥膠砂抗折強(qiáng)度的變異系數(shù)仍然是A＜B。

水泥膠砂早期強(qiáng)度對(duì)時(shí)間要求非常敏感，如3d、7d強(qiáng)度。到了28d，時(shí)間對(duì)水泥膠砂強(qiáng)度的影響就不那么敏感了。根據(jù)《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB 50010-2010和《普通混凝土力學(xué)性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》GB/T50081-2002等規(guī)范規(guī)定,都是以標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)齡期28d的混凝土強(qiáng)度為設(shè)計(jì)依據(jù)和試驗(yàn)依據(jù)。所以采用28d養(yǎng)護(hù)齡期水泥膠砂強(qiáng)度的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析評(píng)價(jià)，能更準(zhǔn)確反映水泥質(zhì)量實(shí)際情況。

經(jīng)調(diào)查，A水泥生產(chǎn)廠家系“全國(guó)鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)大型企業(yè)”、“全面質(zhì)量管理達(dá)標(biāo)企業(yè)”，水泥2010年通過了“中國(guó)馳名商標(biāo)”的認(rèn)定和ISO9000質(zhì)量體系認(rèn)證，榮獲“河南省名牌產(chǎn)品”、“河南省著名商標(biāo)”等榮譽(yù)稱號(hào)，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定。行業(yè)內(nèi)普遍認(rèn)為產(chǎn)品質(zhì)量?jī)?yōu)于B和C。這與上述水泥膠砂抗壓和抗折強(qiáng)度評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)及統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果相一致。

3 結(jié)論與建議

通過計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)差、平均數(shù)、變異系數(shù)，可以監(jiān)測(cè)水泥膠砂強(qiáng)度檢測(cè)數(shù)據(jù)的離散程度，判斷樣本水泥的質(zhì)量好壞。不同樣本水泥，在水泥膠砂強(qiáng)度的平均數(shù)均比較接近的情況下，它們的標(biāo)準(zhǔn)差和變異系數(shù)卻相差較大。樣本水泥的質(zhì)量好，樣本的標(biāo)準(zhǔn)差、變異系數(shù)也會(huì)隨之比較小，檢測(cè)數(shù)據(jù)的離散程度就比較小。樣本水泥的質(zhì)量不好，樣本的標(biāo)準(zhǔn)差、變異系數(shù)會(huì)隨之比較大，檢測(cè)數(shù)據(jù)的離散程度就比較大。采用28d養(yǎng)護(hù)齡期水泥膠砂強(qiáng)度的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析評(píng)價(jià)，比采用3d養(yǎng)護(hù)齡期水泥膠砂強(qiáng)度的數(shù)據(jù)，能更準(zhǔn)確反映不同水泥生產(chǎn)廠家的水泥質(zhì)量實(shí)際情況。

[1]國(guó)家質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局.GB/T17671-1999水泥膠砂強(qiáng)度檢驗(yàn)方法[S].1999：1-2.

[2]高曉彬.基于變異系數(shù)法的價(jià)格統(tǒng)計(jì)方法研究[J].科技傳播，2013（22）：142.

[3]張文彤.SPSS12.0統(tǒng)計(jì)分析基礎(chǔ)教程[M].北京：高等教育出版社，2004：78，83.

[4]魏厚剛.利用數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法研究水泥膠砂強(qiáng)度隨齡期變化的規(guī)律[J].中國(guó)建材科技，2006（2）：37.

責(zé)任編輯：孫蘇,李紅

Discrete Analysis of Inspection Data of Cement Mortar

This paper conducts statistical analysis on data of compressive strength and flexural strength of cement mortar of 3d and 28d curing period. Based on the comparison and analysis on the inspected strength data of cement mortar produced by different factories and,with standard deviation,average amount and variation coefficient as evaluation basis,the stability of cement quality can be analyzed,providing the theoretical basis for cement quality evaluation.

cement mortar;strength inspection;variation coefficient;discrete analysis

TU712+.3

A

1671-9107（2017）03-0035-02

10.3969／j.issn.1671-9107.2017.03.035

2017-01-15

馬蓉（1968-），女，河南新鄉(xiāng)人，本科，工程師，主要從事建筑工程質(zhì)量檢測(cè)工作。