水泥膠砂強度檢測數據的離散性分析

馬蓉

（新鄉市高新建設工程質量檢測有限公司，河南新鄉453000）

水泥膠砂強度檢測數據的離散性分析

馬蓉

（新鄉市高新建設工程質量檢測有限公司，河南新鄉453000）

該文針對3d和28d養護齡期水泥膠的抗壓強度、抗折強度數據進行了統計分析。通過對不同水泥生產廠家的水泥膠砂強度檢測數據進行分析對比，采用標準差、平均數和變異系數作為評價依據，可以分析出水泥質量的穩定性，為水泥質量的評價提供理論依據。

水泥膠砂；強度檢測；變異系數；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工程項目當中，建設單位希望采用質量穩定的水泥產品，水泥的產品質量好壞直接關系到建設工程的質量優劣。不同水泥生產廠家的水泥質量波動比較大。因此，需要構建科學、合理的統計評價模型。通過針對水泥膠砂的抗壓強度、抗折強度數據分析評價，采用評價因子，分辨水泥質量優劣，從而提高工程建設質量，控制工程成本，提高工程管理的精細化水平。

1 評價概述

該次統計評價整個過程依據為《水泥膠砂強度檢驗方法》GB/T17671-1999；實驗室采用標準養護條件，水泥恒溫恒濕標準養護箱型號HYB-40B；電動抗折試驗機DKZ-5000；水泥壓力試驗機型號WYA-300；參加對比評價的樣品組生產單位共三家，均采用普通硅酸鹽水泥P.O 42.5，分別命名為A、B、C。

試驗室條件為：試體成型試驗室的溫度應保持在20℃± 2℃，相對濕度應不低于50%。試體帶模養護的養護箱或霧室溫度保持在20℃±1℃，相對濕度不低于90%。脫模試體養護池水溫度應在20℃±1℃范圍內[1]。

強度試驗試體的試體齡期是從水泥加水攪拌開始試驗時算起。不同齡期強度試驗在3d和28d時間里進行。

采用的評價因子為：標準差、平均數、變異系數。

1.1 變異系數

變異系數是衡量資料中各觀測值變異程度的統計量。當需要比較兩組數據離散程度大小的時候，如果度量單位與平均數相同，可以直接利用標準差來比較。如果兩組數據的測量尺度相差太大，或者數據量綱的不同，直接使用標準差來進行比較不合適，比較其變異程度就不能采用標準差，此時就應當消除測量尺度和量綱的影響，采用標準差與平均數的比值(相對值)即變異系數來比較。標準差與平均數的比值稱為變異系數，記為CV[2]。

變異系數可以消除單位和(或)平均數不同對兩個或多個資料變異程度比較的影響。變異系數沒有量綱，同時又按照其均數大小進行了標準化，這樣就可以進行客觀比較了。因此，可以認為變異系數反映了數據離散程度大小。其數據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，變異系數越高，其離散程度越大，反之越小。在水泥產品的數據分析評價中，變異系數越小產品質量越好。

1.2 樣本標準差

標準差度量了偏離平均數的大小，相當于平均偏差，可以直接、概括、平均地描述數據變異的大小。對于同性質的數據來說，標準差越小表明數據的變異程度越小，數據越整齊，數據的分布范圍越集中。標準差越大表明數據的變異程度越大，數據參差不齊，分布越分散[3]。

1.3 平均數。

平均數用于反映一組數值的平均水平。它是描述數據分布的集中趨勢的統計量。它高度濃縮了數據。使大量的數據轉變為一個代表性數值。數據資料中，任何頻次、次序和數值的大小的變化，都會引起平均數的變化[3]。

1.4 計算公式

變異系數的計算公式為：變異系數CV=(標準差SD/平均數Mean)×100%[2]

通常在進行數據統計分析時，如果變異系數大于15%（概率95%），則要考慮該數據可能不正常，應該剔除。

2 計算結果評價分析

2.1 水泥膠砂抗壓強度評價數據及統計結果分析

計算結果見表1。從表1的數據來看，雖然3d和28d養護齡期水泥膠砂抗壓強度的平均數ABC均比較接近，但是3d養護齡期水泥膠砂抗壓強度的變異系數A＜B＜C；28d養護齡期水泥膠砂抗壓強度的變異系數A＜C＜B。3d養護齡期水泥膠砂抗壓強度的標準差A＜B＜C；28d養護齡期水泥膠砂抗壓強度的標準差A＜C＜B。這說明，ABC三家水泥生產廠家的水泥膠砂抗壓強度，在平均數比較接近的情況下,它們的標準差和變異系數卻相差較大，表明BC的數據離散情況比較嚴重。3d和28d養護齡期水泥膠砂抗壓強度的變異系數A小于B和C，這說明A生產廠家的水泥質量要好于B和C。表明A生產廠家的水泥質量控制水平比較穩定。

表1 水泥膠砂抗壓強度評價數據

2.2 水泥膠砂抗折強度評價數據及統計結果分析

計算結果見表2。從表2的數據來看，雖然3d和28d養護齡期水泥膠砂抗折強度的平均數ABC均比較接近，但是3d養護齡期水泥膠砂抗折強度的變異系數B＜A＜C；28d養護齡期水泥膠砂抗折強度的變異系數A＜C＜B。3d養護齡期水泥膠砂抗折強度的標準差B＜A＜C，28d養護齡期水泥膠砂抗折強度的標準差A＜C＜B。

表2 水泥膠砂抗折強度評價數據

雖然3d養護齡期水泥膠砂抗折強度的變異系數B＜A，但這是由于3d養護齡期水泥膠砂抗折強度的數值增長比較快，強度增長變化不穩定引起的。根據魏厚剛的研究，水泥膠砂試件的強度隨著齡期變化的關系更接近反正切曲線發展規律[4]。觀察反正切曲線發展規律，水泥膠砂試件的強度在養護齡期的前期，反正切曲線比較陡曲，強度數值增長比較快，時間對水泥膠砂強度的影響敏感；水泥膠砂試件的強度在養護齡期的后期，反正切曲線比較平緩，強度數值增長比較慢。這就造成不同生產廠家3d養護齡期水泥膠砂試件的強度數值，在同一個時間點的數據離散情況比較嚴重。

水泥膠砂試件養護后期，強度隨著齡期變化逐漸穩定。最終28d養護齡期水泥膠砂抗折強度的變異系數仍然是A＜B。

水泥膠砂早期強度對時間要求非常敏感，如3d、7d強度。到了28d，時間對水泥膠砂強度的影響就不那么敏感了。根據《混凝土結構設計規范》GB 50010-2010和《普通混凝土力學性能試驗方法標準》GB/T50081-2002等規范規定,都是以標準養護齡期28d的混凝土強度為設計依據和試驗依據。所以采用28d養護齡期水泥膠砂強度的數據進行分析評價，能更準確反映水泥質量實際情況。

經調查，A水泥生產廠家系“全國鄉鎮企業大型企業”、“全面質量管理達標企業”，水泥2010年通過了“中國馳名商標”的認定和ISO9000質量體系認證，榮獲“河南省名牌產品”、“河南省著名商標”等榮譽稱號，產品質量穩定。行業內普遍認為產品質量優于B和C。這與上述水泥膠砂抗壓和抗折強度評價數據及統計分析結果相一致。

3 結論與建議

通過計算標準差、平均數、變異系數，可以監測水泥膠砂強度檢測數據的離散程度，判斷樣本水泥的質量好壞。不同樣本水泥，在水泥膠砂強度的平均數均比較接近的情況下，它們的標準差和變異系數卻相差較大。樣本水泥的質量好，樣本的標準差、變異系數也會隨之比較小，檢測數據的離散程度就比較小。樣本水泥的質量不好，樣本的標準差、變異系數會隨之比較大，檢測數據的離散程度就比較大。采用28d養護齡期水泥膠砂強度的數據進行分析評價，比采用3d養護齡期水泥膠砂強度的數據，能更準確反映不同水泥生產廠家的水泥質量實際情況。

[1]國家質量技術監督局.GB/T17671-1999水泥膠砂強度檢驗方法[S].1999：1-2.

[2]高曉彬.基于變異系數法的價格統計方法研究[J].科技傳播，2013（22）：142.

[3]張文彤.SPSS12.0統計分析基礎教程[M].北京：高等教育出版社，2004：78，83.

[4]魏厚剛.利用數理統計方法研究水泥膠砂強度隨齡期變化的規律[J].中國建材科技，2006（2）：37.

責任編輯：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，河南新鄉人，本科，工程師，主要從事建筑工程質量檢測工作。