混凝土外加剂种类.docx
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混凝土外加剂种类
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2011年09月26日
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混凝土外加剂
外加剂能有效改善混凝土某项或多项性能的一类材料，掺量只占水泥质量的5%以下，却能显著改善混凝土的和易性、强度、耐久性或调节凝结时间及节约水泥。
外加剂的应用促进了混凝土技术的进步经济效益十分显著，使得高强高性能混凝土的生产和应用成为现实，并解决了许多工程技术难题。
如远距离运输和高耸建筑物的泵送问题；紧急抢修工程的早强速凝问题；大体积混凝土工程的水化热问题；纵长结构的收缩补偿问题；地下建筑物的防渗漏问题等。
外加剂已成为除水泥、水、砂子、石子以外的第五组成材料，应用越来越广泛。
混凝土外加剂种类有：
1．改善混凝土流变性能的外加剂：
如减水剂、引气剂、泵送剂等。
2．调节混凝土凝结硬化性能的外加剂：
如缓凝剂、速凝剂、早强剂等。
3．调节混凝土含气量的外加剂：
如引气剂、加气剂、泡沫剂等。
4．改善混凝土耐久性的外加剂：
如引气剂、防水剂、阻锈剂和养护剂等。
5．提供混凝土特殊性能的外加剂：
如防冻剂、膨胀剂、着色剂、絮凝剂、减缩剂和泵送剂等。
减水剂
减水剂是指在混凝土坍落度相同的条件下，能减少拌合用水量；或者在混凝土配合比和用水量均不变的情况下，能增加混凝土坍落度的外加剂。
根据减水率大小或坍落度增加幅度分为普通减水剂和高效减水剂两大类。
此外，尚有复合型减水剂，如引气减水剂，既具有减水作用，同时具有引气作用；早强减水剂，既具有减水作用，又具有提高早期强度作用；缓凝减水剂，同时具有延缓凝结时间的功能等等。
减水剂的主要功能：
1）配合比不变时显著提高流动性。
2）流动性和水泥用量不变时，减少用水量，降低水灰比，提高强度。
3）保持流动性和强度不变时，节约水泥用量，降低成本。
4）配置高强高性能混凝土。
减水剂的作用机理：
减水剂提高混凝土拌合物流动性的作用机理主要包括分散作用和润滑作用两方而。
减水剂实际上为一种表面活性剂，长分子链的一端易溶于水--亲水基，另一端难溶于水--憎水基，如图4-17所示。
分散作用：
水泥加水拌合后，由于水泥颗粒分子引力的作用形成絮凝结构，使10～30%的拌合水被包裹在水泥颗粒之中，不能参与自由流动和润滑作用，从而影响了拌合物的流动性（如图4-17）。
当加入减水剂后，由于减水剂分子能定向吸附于水泥颗粒表面，使水泥颗粒表面带有同一种电荷，形成静电排斥作用，促使水泥颗粒相互分散，絮凝结构破坏，释放出被包裹部分水，参与流动，从而有效地增加混凝土拌合物的流动性。
润滑作用：
减水剂中的亲水基极性很强，因此水泥颗粒表面的减水剂吸附膜能与水分子形成一层稳定的溶剂化水膜，这层水膜具有很好的润滑作用，能有效降低水泥颗粒间的滑动阻力，从而使混凝土流动性进一步提高。
常用减水剂品种
木质素系减水剂：
主要有木质素磺酸钙MG、木质素磺酸钠和木质素磺酸镁。
MG是由生产纸浆的木质废液，经中和发酵等工程而制成的棕黄色粉末，属缓凝引气型减水剂，掺量拟控制在0.2～0.3%之间，超掺有可能导致数天或数十天不凝结影响强度和施工进度，严重时导致工程质量事故。
MG的减水率约为10%，保持流动性不变，可提高混凝土强度8%～10%；若不减水则可增大混凝土坍落度约80～100mm；若保持和易性与强度不变时，可节约水泥5%～10%；MG主要适用于夏季混凝土施工、滑模施工、大体积混凝土和泵送混凝土施工，也可用于一般混凝土工程。
MG不宜用于蒸汽养护混凝土制品和工程。
萘磺酸盐系减水剂是以工业萘或由煤焦油中分馏出含萘的同系物经分馏为原料，经磺化、缩合等一系列复杂的工艺而制成的。
其主要成分为β—萘磺酸盐甲醛缩合物有FDN、NNO、NF、MF等等。
萘系减水剂多数为非引气型高效减水剂，适宜掺量为0.5%～1.2%，减水率可达15%～30%，相应地可提高28天强度10%以上或节约水泥10%～20%。
萘系减水剂对钢筋无锈蚀作用，具有早强功能，但混凝土的坍落度损失较大，通常与缓凝剂或引气剂复合。
萘系减水剂主要适用于配制高强、早强、流态和蒸养混凝土制品和工程，也可用于一般工程。
树脂系减水剂为磺化三聚氰胺甲醛树脂减水剂，主要以三聚氰胺、甲醛和亚硫酸钠为原料，经磺化、缩聚等工艺生产而成的棕色液体。
为非引气型早强高效减水剂，性能优于萘系减水剂，但目前价格较高，适宜掺量0.5～2.0%，减水率可达20%以上，1天强度提高一倍以上，7天强度可达基准28天强度，长期强度也能提高，且可显著提高混凝土的抗渗、抗冻性和弹性模量。
混凝土粘聚性较大，可泵性较差，且坍落度经时损失也较大。
主要用于配制高强混凝土、早强混凝土、流态混凝土和铝酸盐水泥耐火混凝土等。
糖蜜类减水剂：
糖蜜类减水剂是以制糖业的糖渣和废蜜为原料，经石灰中和处理而成的棕色粉末或液体。
糖蜜减水剂与MG减水剂性能基本相同，但缓凝作用比MG强，故通常作为缓凝剂使用。
适宜掺量0.2%～0.3%，减水率10%左右。
主要用于大体积混凝土、大坝混凝土和有缓凝要求的混凝土工程。
单一减水剂往往很难满足不同工程性质和不同施工条件的要求，因此，减水剂研究和生产中往往复合各种其他外加剂，组成早强减水剂、缓凝减水剂、引气减水剂、缓凝引气减水剂等等。
这一类外加剂主要有：
聚羧酸盐与改性木质素的复合物、带磺酸端基的聚羧酸多元聚合物、芳香族氨基磺酸系高分子化合物、改性羟基衍生物与烷基芳香磺酸盐的复合物、萘磺酸甲醛缩合物与木钙等的复合物、三聚氰胺甲醛缩合物与木钙等的复合物。
其它减水剂新品种还有以甲基萘为原料的聚次甲基甲基萘磺酸钠减水剂；以古马隆为原料的氧茚树脂磺酸钠减水剂；胺基磺酸盐系高效减水剂；丙烯酸酯或醋酸乙烯的接枝共聚物系高效减水剂；聚羧酸醚系与交联聚合物的复合物系高效减水剂；顺丁烯二酸衍生共聚物系高效减水剂；聚羧酸系高分子聚合物系减水剂等。
早强剂
早强剂是指能加速混凝土早期强度发展的外加剂。
主要作用机理是加速水泥水化速度，加速水化产物的早期结晶和沉淀。
主要功能是缩短混凝土施工养护期，加快施工进度，提高模板的周转率。
主要适用于有早强要求的混凝土工程及低温、负温施工混凝土、有防冻要求的混凝土、预制构件、蒸汽养护等等。
早强剂的主要品种有氯化钙早强剂、硫酸盐类早强剂和有机胺类早强剂三大类，但更多使用的是它们的复合早强剂。
氯盐类早强剂：
氯盐类主要有CaCl2、NaCl、AlCl3和FeCl3等，适宜掺量0.5%～3%。
由于Cl对钢筋有腐蚀作用，故钢筋混凝土中掺量应控制在1%以内。
早强剂能使混凝土3天强度提高50%～100%，7天强度提高20%～40%，但后期强度不一定提高，甚至可能低于基准混凝土。
此外，氯盐类早强剂对混凝土耐久性有一定影响，不得在下列工程中使用：
1、环境相对湿度大于8%、水位升降区、露天或经常受水淋的结构防止泛卤。
2、镀锌钢材或铝铁相接触部位及有外露钢筋埋件而无防护措施的结构。
3、含有酸碱或硫酸盐侵蚀介质中使用的结构。
4、环境温度高于60℃的结构。
5、使用冷拉钢筋或冷拔低碳钢丝的结构。
6、给排水构筑物、薄壁构件、中级和重级吊车、屋架、落锤或锻锤基础。
7、预应力混凝土结构。
8、含有活性骨料的混凝土结构。
9、电力设施系统混凝土结构。
10、此外，为消除对钢筋的锈蚀作用，通常要求与阻锈剂亚硝酸钠复合使用。
硫酸盐类早强剂主要有硫酸钠、硫代硫酸钠、硫酸钙、硫酸铝及硫酸铝钾等。
建筑工程中最常用的为硫酸钠早强剂。
硫酸钠为白色粉末，适宜掺量为0.5～2.0%；早强效果不及CaCl2。
对矿渣水泥混凝土早强效果较显著，但后期强度略有下降。
硫酸钠早强剂在预应力混凝土结构中的掺量不得大于1%；潮湿环境中的钢筋混凝土结构中掺量不得大于1.5%；严格控制最大掺量，超掺可导致混凝土后期膨胀开裂，强度下降；混凝土表面起“白霜”，影响外观和表面装饰。
此外，硫酸钠早强剂不得用于下列工程：
1）与镀锌钢材或铝铁相接触部位及外露钢筋预埋件而无防护措施的结构。
2）使用直流电源的工厂及电气化运输设施的钢筋混凝土结构。
3）含有活性骨料的混凝土结构。
有机胺类早强剂主要有三乙醇胺、三异醇胺等。
工程上最常用的为三乙醇胺。
三乙醇胺为无色或淡黄色油状液体，呈碱性，易溶于水。
三乙醇胺的掺量极微，一般为水泥重的0.02～0.05%，虽然早强效果不及CaCl2，但后期强度不下降并略有提高，且无其他影响混凝土耐久性的不利作用。
但掺量不宜超过0.1%，否则可能导致混凝土后期强度下降。
掺用时可将三乙醇胺先用水按一定比例稀释，以便于准确计量。
此外，为改善三乙醇胺的早强效果，通常与其他早强剂复合使用。
复合早强剂为了克服单一早强剂存在的各种不足，发挥各自特点，通常将三乙醇胺、硫酸钠、氯化钙、氯化钠、石膏及其他外加剂复配组成复合早强剂效果大大改善，有时可产生超叠加作用。
常用配方有：
1）三乙醇胺0.02%～0.05%+NaCl0.5%。
2）三乙醇胺0.02%～0.05%+NaCl0.3～0.5%+亚硝酸钠1%～2%。
3）三乙醇胺0.02%～0.05%+生石膏2%+亚硝酸钠1%。
4）硫酸钠+亚硝酸钠+氯化钙+氯化钠＝（1～1.5%）+（1～3%）+（0.3～0.5%）+（0.3～0.5%）。
5）硫酸钠+NaCl=（0.5～1.5%）+（0.3～0.5%）。
6）硫酸钠+亚硝酸钠＝（0.5～1.5%）+1.0%。
7）硫酸钠+三乙醇胺＝（0.5～1.5%）+0.05%。
8）硫酸钠+三乙醇胺+石膏＝（1～1.5%）+2%+（0.03～0.05%）。
9）CaCl2+亚硝酸钠＝（0.5～3.5%）+1%。
引气剂
引气剂指混凝土在搅拌过程中能引入大量均匀、稳定且封闭的微小气泡的外加剂。
气泡直径一般为0.02～1.0mm，绝大部分<0.2mm。
其作用机理为引气剂作用于气－液界面，使表面张力下降，从而形成稳定的微细封闭气孔。
常用引气剂有松香树脂、烷基苯磺碱盐、脂肪醇磺酸盐等等。
最常用的为松香热聚树脂和松香皂两种。
掺量一般为0.005～0.01%。
严防超量掺用，否则将严重降低混土强度。
当采用高频振捣时，引气剂掺量可适当提高。
引气剂的应用和注意事项：
引气剂主要应用于具有较高抗渗和抗冻要求的混凝土工程或贫混凝土，提高混凝土耐久性，也可用来改善泵送性。
工程上常与减水剂复合使用，或采用复合引气减水剂。
由于引气剂导致混凝土含气量提高，混凝土有效受力面积减小，故混凝土强度将下降，一般每增加1%含气量，抗压强度下降5%左右，抗折强度下降2%～3%。
故引气剂的掺量必须通过含气量试验严格加以控制，普通混凝土中含气量的限值可按表4-19控制：
表4-19混凝土含气量限值粗骨料最大粒径（mm）1015202540含气量（%）≤7.06.05.55.04.5引气剂的主要功能：
1）改善混凝土拌合物的和易性。
在拌合物中，相互封闭的微小气泡能起到滚珠作用，减小骨料间的摩阻力，从而提高混凝土的流动性。
若保持流动性不变，则可减少用水量，一般每增加1%的含气量可减少用水量6%～10%。
由于大量微细气泡能吸附一层稳定的水膜，从而减弱了混凝土的泌水性，故能改善混凝土的保水性和粘聚性。
2）提高混凝土耐久性。
由于大量的微细气泡堵塞和隔断了混凝土中的毛细孔通道，同时由于泌水少，泌水造成的孔缝也减少。
因而能大大提高混凝土的抗渗性能。
提高抗腐蚀性能和抗风化性能。
另一方面，由于连通毛细孔减少，吸水率相应减小，且能缓冲水结冰时引起的内部水压力，从而使抗冻性大大提高。
缓凝剂是指能延长混凝土的初凝和终凝时间的外加剂。
最常用的缓凝剂为木钙和糖蜜。
糖蜜的缓凝效果优于木钙，一般能缓凝3h以上。
缓凝剂的主要功能有：
1．降低大体积混凝土的水化热和推迟温峰出现时间，有利于减小混凝土内外温差引起的应力开裂。
2．便于夏季施工和连续浇捣的混凝土，防止出现混凝土施工缝。
3．便于泵送施工、滑模施工和远距离运输。
4．通常具有减水作用，故亦能提高混凝土后期强度或增加流动性或节约水泥用量。
速凝剂是指能使混凝土迅速硬化的外加剂。
一般初凝时间小于5min，终凝时间小于10h，1h内即产生强度，3天强度可达基准混凝土3倍以上，但后期强度一般低于基准混凝土。
常用的速凝剂品种有红星I型、711型、782型和8604型等。
速凝剂主要用于喷射混凝土和紧急抢修工程、军事工程、防洪堵水工程等。
如矿井、隧道、引水涵洞、地下工程岩壁衬砌、边坡和基坑支护等等。
防冻剂指能使混凝土中水的冰点下降，保证混凝土在负温下凝结硬化并产生足够强度的外加剂。
绝大部分防冻剂由防冻组分、早强组分、减水组分或引气剂复合而成，主要适用于冬季负温条件下的施工。
值得说明的一点是，防冻组分本身并不一定能提高硬化混凝土抗冻性。
常用防冻剂各类有：
1．氯盐类防冻剂：
以氯化钙、氯化钠为主与其它低温早强剂、减水剂、引气剂等复合而成。
2．氯盐类阻锈防冻剂：
以氯盐和阻锈剂（亚硝酸钠、亚硝酸钙）为主与其它低温早强剂、减水剂、引气剂等复合而成。
3．氯盐类防冻剂：
以亚硝酸盐、硝酸盐、硫酸盐、碳酸盐为主要组分。
4．无氯低碱/无碱类防冻剂：
以亚硝酸钙、CO（NH2）2等为主要早强防冻组分，是一种具有较好发展前景的外加剂。
膨胀剂是指能使混凝土产生一定体积膨胀的外加剂。
掺入膨胀剂的目的是补偿混凝土自身收缩、干缩和温度变形，防止混凝土开裂，并提高混凝土的密实性和防水性能。
常用膨胀剂品种有硫铝酸钙、氧化钙、氧化镁、铁屑膨胀剂和复合膨胀剂。
也有采用加气类膨胀剂，如铝粉膨胀剂。
目前建筑工程中膨胀剂的应用越来越多，如地下室底板和侧墙混凝土、钢管混凝土、超长结构混凝土、有防水要求的混凝土工程等等。
膨胀剂应用过程中应注意的问题：
1．按规定掺量掺加。
掺量过低膨胀率小，起不到补偿收缩作用；掺量过高则会破坏混凝土结构。
2．掺膨胀剂混凝土应加强养护，尤其是早期养护，以保证发挥膨胀剂的补偿收缩作用，浇水养护时间不得少于14天。
如果不能保证充分潮湿养护，有可能产生比不掺膨胀剂更大的收缩，导致混凝土开裂。
加气剂以化学反应的方法引入大量封闭气泡调节混凝土的含气量和表观密度，及用来生产轻混凝土。
常用的加气剂有：
H2释放型加气剂：
金属Al、Mg、Zn等在碱性条件下与水反应放出H2气。
O2释放型加气剂：
H2O2在氧化剂Ca（ClO）2、KMnO4等作用下放出O2气。
N2释放型加气剂：
分子中含有N-N键的化合物在活化剂如铝酸盐、铜盐的作用下释放出N2气。
C2H2释放型加气剂：
碳化钙与水反应生成乙炔气体。
空气释放型加气剂：
通过30目筛的流化焦或活性炭在混凝土拌制过程中逐渐释放吸附的空气。
高聚物型加气剂：
异丁烯-马来酸酐共聚物的Mg盐、天然高分子物质，配成水溶液，用发泡机制得密度为0.1～0.2kg/L的泡沫，引入水泥砂浆或混凝土中，硬化后即得轻质砂浆或混凝土。
综合考虑引气质量、可控制性和经济因素，实际工程中以Al粉较常用。
絮凝剂主要用以提高混凝土的粘聚性和保水性，使混凝土即使受到水的冲刷，水泥和集料也不离析分散。
因此，这种混凝土又称为抗冲刷混凝土或水下不分散混凝土，适用于水下施工。
常用的品种有：
纤维素系：
主要是非离子型水溶性纤维素醚，如亲水性强的羟基纤维素（HEC）、羟乙基甲基纤维素（HEMC）和羟丙基甲基纤维素（PHMC）等。
它们的料度随分子量及取代基团的不同而不同。
丙烯基系：
以聚丙烯酰胺为主要成分。
絮凝剂常与其它外加剂复合使用。
如与减水剂复合、与引气剂复合、与调凝剂复合等。
减缩剂的主要作用机理是降低混凝土孔隙水的表面张力，从而减小毛细孔失水时产生的收缩应力。
另一方面，减缩剂增强了水分子在凝胶体中的吸附作用，进一步减小混凝土的最终收缩值。
根据毛细管强力理论，毛细孔失水时引起的收缩应力：
ΔP=2σcosθ/r
ΔP:
毛细孔水凹液面产生的收缩应力；σ:
水的表面张力；θ:
接触角；r:
细孔半径。
显而易见，在一定的毛细孔半径时，水的表面张力下降，将直接降低由毛细减小孔失水时产生的收缩应力。
另一方面，由水和减缩剂组成的溶液粘度增加，使得接触角θ增大，即cosθ减小，从而进一步降低混凝土的收缩应力。
由减缩剂的作用机理可知，在原材料和配合比一定时，减缩率是一个相对稳定值，施工养护和环境条件对混凝土的减缩率影响较小。
亦即当养护条件差或空气相对湿度小、风速大，混凝土的收缩增大时，由于减缩率基本一定，故其降低收缩的绝对值也增加。
反之亦然。
减缩剂几乎没有水泥适应性问题，这是因为减缩剂是通过水的物理过程起作用的，与水泥的矿物组成和掺合料等无关，且与其它混凝土外加剂有良好的相容性。
随着我国经济基础的加强，特别是混凝土工程裂缝控制的迫切需要，以及减缩剂研究技术和产品性能的进一步提高，减缩剂这一新材料定将得到越来越广泛的应用。
养护剂的主要作用是涂敷于混凝土表面，形成一层致密的薄膜，使混凝土表面与空气隔绝，防止水分蒸发，使混凝土利用自身水分最大限度地完成水化的外加剂。
按主要成膜物质分为三大类：
无机物类主要成分为水玻璃及硅溶胶。
此类养护剂能与水泥的水化产物氢氧化钙反应生成致密的硅酸钙，堵塞混凝土表面水分的蒸发孔道而达到加强养护的作用。
有机物类主要乳化石蜡类和氯乙烯-偏氯乙烯共聚乳液类等。
此类养护剂基本上不与混凝土组分发生反应，而是在混凝土表面形成连续的不透水薄膜，起到保水和养护的作用。
有机、无机复合类：
主要由有机高分子材料（如氯乙烯-偏氯乙烯共聚乳液、乙烯-醋酸乙烯共聚乳液、聚醋酸乙烯乳液、聚乙烯醇树脂等）与无机材料及其它表面活性剂复合而成。
阻锈剂指能抑制或减轻混凝土中钢筋或其它预埋金属锈蚀的外加剂。
钢筋或金属预埋件的锈蚀与其表面保护膜的情况有关。
混凝土碱度高，埋入的金属表面形成钝化膜，有效地抑制钢筋锈蚀。
若混凝土中存在氯化物，会破坏钝化膜，加速钢筋锈蚀。
加入适宜的阻锈剂可以有效地防止锈蚀的发生或减缓锈蚀的速度。
常用的种类有：
阳离子型阻锈剂：
以亚硝酸盐、铬酸盐、苯甲酸盐为主要成分。
其特点是具有接受电子的能力，能抑制阳极反应。
离子型阻锈剂：
以碳酸钠和氢氧化钠等碱性物质为主要成分。
其特点是阴离子为强的质子受体，它们通过提高溶液pH值，降低Fe离子的溶解度而减缓阳极反应或在阴极区形成难溶性被复膜而抑制反应。
复合型阻锈剂：
如硫代羟基苯胺。
其特点是分子结构中具有两个或更多的定位基团，既可作为电子授体，又可作为电子受体，兼具以上两种阻锈剂的性质，能够同时影响阴阳极反应。
因此，它不仅能抑制氯化物侵蚀，而且能抑制金属表面上微电池反应引起的锈蚀也很有效。
泵送剂是能改善混凝土拌合物泵送性能的外加剂，是指混凝土拌合物具有能顺利通过输送管道、不阻塞、不离析、料塑性良好的性能。
泵送剂是流化剂中的一种，它除了能大大提高拌合物流动性以外，还能使润在60～180min时间内保持其流动性，剩余坍落度应不小于原始的55%。
此外，它不是缓凝剂，缓凝时间不宜超过120min（特殊情况除外）。
脱模剂用于减小混凝土与模板粘着力，易于使二者脱离而不损坏混凝土或渗入混凝土内的外加剂。
国内常用的脱模剂主要有下列几种：
海藻酸钠1.5kg，滑石粉20kg，洗衣粉1.5kg，水80kg，将海藻酸钠先浸泡2～3天，再与其它材料混合，调制成白色脱模剂。
常用于涂刷钢模。
缺点是每涂一次不能多次使用，在冬季、雨季施工时，缺少防冻、防雨的有效措施。
乳化机油（又名皂化石油）50%～55%，水（60～80℃）40%～45%，脂肪酸（油酸、硬脂酸或棕榈脂酸）1.5%～2.5%，石油产物（煤油或汽油）2.5%，磷酸（85%浓度）0.01%，苛性钾0.02%，按上述重量比，先将乳化机油加热到50～60℃，并将硬脂酸稍加粉碎，然后倒入已加热的乳化机油中，加以搅拌，使其溶解（硬脂酸溶点为50～60℃）。
第六节混凝土的质量检验和评定
本节主要包括以下内容：
1、混凝土质量波动的原因，主要有原材料的质量、施工养护引起以及试验条件变化引起混凝土质量波动。
2、混凝土质量（强度）波动的规律：
在正常的原材料供应和施工条件下，混凝土的强度有时偏高，有时偏低，但总是在配制强度的附近波动，质量控制越严，施工管理水平越高，则波动的幅度越小；反之，则波动的幅度越大。
通过大量的数理统计分析和工程实践证明，混凝土的质量波动符合正态分布规律。
混凝土质量波动的原因
在混凝土施工过程中，原材料、施工养护、试验条件、气候因素的变化，均可能造成混凝土质量的波动，影响混凝土的和易性、强度及耐久性。
由于强度是混凝土的主要技术指标，故以强度为例分析波动的因素。
原材料的质量波动主要有：
砂细度模数和级配的波动；粗骨料最大粒径和级配的波动；超逊径含量的波动；骨料含泥量的波动；骨料含水量的波动；水泥强度的波动；外加剂质量的波动等等。
所有这些质量波动，均将影响混凝土的强度。
在现场施工或预拌工厂生产混凝土时，必须对原材料的质量加以严格控制，及时检测并加以调整，尽可能减少原材料质量波动对混凝土质量的影响。
混凝土的质量波动与施工养护有着十分紧密的关系。
如混凝土搅拌时间长短；计量时未根据砂石含水量变动及时调整配合比；运输时间过长引起分层、析水；振捣时间过长或不足；浇水养护时间，或者未能根据气温和湿度变化及时调整保温保湿措施等等。
试验条件的变化主要指取样代表性，成型质量，试件的养护条件变化，试验机自身误差以及试验人员操作的熟练程度等等。
混凝土质量（强度）波动的规律
在正常的原材料供应和施工条件下，混凝土的强度有时偏高，有时偏低，但总是在配制强度的附近波动，质量控制越严，施工管理水平越高，则波动的幅度越小；反之，则波动的幅度越大。
通过大量的数理统计分析和工程实践证明，混凝土的质量波动符合正态分布规律，正态分布曲线见图4-19。
正态分布的特点：
1．曲线形态呈钟型，在对称轴的两侧曲线上各有一个拐点。
拐点至对称轴的距离等于1个标准差。
2．曲线以平均强度为对称轴两边对称。
即小于平均强度和大于平均强度出现的概率相等。
平均强度值附近的概率（峰值）最高。
离对称轴越远，出现的概率越小。
3．曲线与横座标之间围成的面积为总概率，即100%。
4．曲线越窄、越高，相应的标准差值（拐点离对称距离）也越小，表明强度越集中于平均强度附近，混凝土匀质性好，质量波动小，施工管理水平高。
若曲线宽且矮，相应的标准差越大，说明强度离散大、匀质性差、施工管理水平差。
因此从概率分布曲线可以比较直观地分析混凝土质量波动的情况。
强度平均值：
混凝土强度平均值按下式计算：
式中，N为该批混凝土试件立方体抗压强度的总组数；为第i组试件的强度值。
理论上，平均强度与该批混凝土的配制强度相等，它只反映该批混凝土强度的总平均值，而不能反映混凝土强度的波动情况。
例如平均强度20MPa，可以由15MPa、20MPa、25MPa求得，也可以由18MPa、20MPa、22MPa求得，虽然平均值相等，但它们的均匀性显然后者优于前者。
标准差和变异系数
混凝土强度标准差和变异系数Cv按下式计算：
变异系数亦即为标准差与平均强度的比值，实际上反映相对于平均强度而言的变异程度。
其值越小，说明混凝土质量越均匀，波动越小。
如上例中，前者的Cv＝5/20＝0.25；后者的Cv＝5/50＝0.1。
显而易见，后者质量均匀性好，施工管理水平高。
根据GBJ107—87中规定，混凝土的生产质量水平，可根据不同
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