水泥物理性能比对试验分析及注意事项.pdf

广东建材2 0 1 1 年第8 期 检测与监理 水泥物理性能比对试验分析及注意事项 操乐娟 ( 泰州市建设工程质量监督站) 摘 要：本文针对水泥比对试验结果的分析， 提出水泥物理性能检测的影响因素以及控制方法。 关键词：水泥； 比对试验； 物理性能检测 1引言 建筑材料检测工作是一项严谨而富有挑战性的工 作 。检测人员在熟练地掌握有关材料检测 的标准、 规范 以及试验方法和技巧的基础上， 定期与其它试验室进行 比对试验 ， 是审视检测准备工作是否充分 、 检测方法是 否正确 、 检测结果是否稳定有效 ， 从而进一步提高检测 机构 内部管理水平 、 检测人员的检测水平 、 检测设备的 维护管理水平、 检测结果的准确性和稳定性等方面的有 效手段。本文结合水泥比对试验的结果分析， 对水泥物 理性能检测 的影响因素、 解决方法及相关注意事项进行 探讨， 供参考 。 2 此次水泥比对试验的情况介绍 2 1背景 由于单位搬迁 ， 重新建设 了水泥检测室 ， 试验环境 得到改善， 原有仪器设备重新安装并且添置了部分新设 备， 检测人员进行 了调整， 鉴于以上原因， 在新试验室正 常开展检测工作前组织了此次比对试验， 旨在对水泥检 测能力进行验证， 对环境、 设备、 人员等方面 的情况进行 评价 。 2 2 准备工作 2 2 1 比对单位的选择 江苏省建材产品质量检验站 ( 以下简称省建材检验 站) 多年来一直坚持每月与国家水泥质量监督检验中心 送样品比对， 对 比误差很小， 而 国家水泥中心是代表我 国每年参加 国际权威机构组织的水泥检验比对 的国家 级集科研、 检验、 认证和管理职能于一身的权威检验机 构 ， 因此， 选择与省建材检验站进行比对具有权威性和 良好 的可溯性 。 2 2 2 仪器设备准备 检测仪器设备均安装调试到位 ， 检测工作的辅助性 工具用具 已准备齐全， 并经过计量部门检定满足试验要 求 。 2 2 3 试验条件 根据 G B T I 3 4 6 2 0 0 1 和 G B T 1 7 6 7 1 - 1 9 9 9标准的规 定 ： 试验室温度保持在 2 0 2 ， 相对湿度不低于 5 0 ； 配 ， 控制空隙率与灌注 压力的关系， 可 以抑制试件抗压 强度 的离散性， 也可为预填骨料混凝土的灌注质量提供 保障。 【 参考文献】 1 赵国藩， 预填骨料混凝土力学性能试验方法初议 J ， 中国 港湾建设 ， 2 0 0 0 ， 2 ( 1 ) ： i 0 1 3 2 张永青， 万月华， 水下压浆混凝土在青霜船闸除险加固中的 应用 J ， 人民珠江 ， 2 0 0 3 ， 5 ： 6 1 6 2 3 加来雄一， 伊藤整一， 严 国敏， 野釜大桥的设计和施工 一海 中压浆混凝土基础施工 J ， 世界桥梁 ， 1 9 8 3 ， 3 ： 4 4 何东岳，赵顺升 ，益 远船坞坞底铁矿石压浆混 凝土原型试 验 J ， 探矿工程 ， 2 0 0 0 ， 6 ： 2 6 2 7 5 刘宏波，蔡爱杰，虎门大桥沉井压浆混凝土施工技术 J ， 桥梁建设 1 9 9 8 ， 4 ： 2 8 3 2 6 李松峰， 赵国运， 沈伟， 曾昭敢， 填石压浆混凝土桩基础的施 工 J ， 河南交通科技 ， 1 9 9 8 ， 8 1 ， ( 1 ) ： 8 - i 0 7 滕智明主编，钢筋 混凝 土基 本构件 M ，清华大学 出版社 ， 2 0 01 ，l 1 8 雍本编， 特种混凝土设计与施工( 第二版) M ， 中国建筑工业 出版社， 2 0 0 5 ， 4 9 建筑材料工业技术监督研究中心， 中国标准出版社第五编辑 室，混凝土常用标准汇编 ( 第二版)下 S ，中国标准出版社， 2 0 0 6 ， 1 1 0 A S T M C 9 3 7 0 2 S t a n d a r d S p e c i f i c a t i o n f o r G r o u t F l u i d i f i e r f o r P r e p l a c e d A g g r e g a t e C o n c r e t e ， A M E R I C A N S O C I E T Y F O R T E S T I N G A N D M A T E R I A L S S 1 1 1 8 略 一 31 万方数据 检测与监理 广东 建材2 0 1 1 年第8 期 湿气养护箱或雾室温度保持在 2 0 1 ， 相对湿度不低 于 9 0 ； 试体养护池水温度应在 2 0 1 范围。 本单位水 泥检测室控制设定温度均为 2 O ， 并安装了增湿器， 在 控制温度的同时将湿度控制在允许范围内。 湿气养护箱 和试件水养护箱虽都有 自动控制功能， 但是不能仅仅依 赖于控制器的显示值， 而要用经过检定的干湿温度计作 为温湿度控制的依据。水泥试样、 拌和水、 标准砂、 仪器 和用具提前 2 4 h置于标准环境下。 检测室的水 、 电、 照明 等基本条件满足要求。 2 2 4 人 员 安排 由于水泥胶砂强度检验受检测人员操作的偶然性 因素影响相对较大， 因而在安排由三位具有熟练操作经 验的检测人员与省建材检验站作 比对试验 的同时， 进行 试验室内部 比对。 2 2 5 水泥品种的选择 通过调查， 目前本地区建设工程送检的绝大部分为 P C 3 2 5水泥。为了紧密联系实际， 发挥本次比对试验 的现实作用 ，选择具有代表性的 P C 3 2 5 作 为比对试 验的水泥品种。 2 2 6 样品制备 按照 G B 1 2 5 7 3 2 0 0 8随机选择 2 0个 以上不 同部位 取等量样 品， 共取样 2 0 k g ； 将所取样品通过 0 9 m m方孔 筛后充分混匀， 并分为两等份， 其中一份送至省建材检 验站 ， 一份 由本单位进行检测。 2 3 检测参数及依据 2 3 1 检测参数 此次 比对试验包括八个定量参数 ：细度 ( 8 0 1 J m 筛负压筛析法) ； 初凝时间 ； 终凝时间； 胶砂流动 度； 3 d 抗折强度； 3 d 抗压强度； 2 8 d 抗折强度； 2 8 d抗压强度和一个定性参数安定性， 标准稠度用水量 作为过程参数， 不作误差分析。 2 3 2 检测依据 ( ! ) G B T 1 3 4 6 2 0 0 1 水泥标准稠度用水量 ( 标准法) 、 凝结时间、 安定性 ( 标准法) 检验方法 ； G B T 1 7 6 7 1 1 9 9 9 水泥胶砂强度检验方法 ( I S O 法) ； ( ) G B 1 3 4 5 2 0 0 5 水泥细度检验方法 ( 8 O IJ - m筛负压 筛析法) ； ( ) G B T 2 4 1 9 2 0 0 5 水泥胶砂流动度测定方法 ； ( )G B 1 7 5 - 2 0 0 7 通用硅酸盐水泥 。 一 3 2 2 3 3 误差分析依据 2 0 1 1年 1月 1日实施 的 水泥企业质量管理规程 中的试验允许误差 。 2 4比对结果 表 1 比对单位 检测项 目 本单位结果 误差 允许误差 误差类别 结果 细度 1 2 1 2 O 1 0 绝对误差 凝结 初凝 1 7 4 m i n 1 6 0 m i n 1 4 m i n 2 0 m i n 绝对误差 时间 终凝 2 3 5 m i n 2 2 5 m i n l O m i n 4 5 m i n 绝对误差 田 4 1 M Pa l 08 3 d 乙 3 9 肝a 3 7 M P a 5 4 9 0 相对误差 抗折 丙 4 0 M P a 8 1 强度 田 8 9 ) a 1 4 1 2 8 d 乙 8 8 ) a 7 8 M P a 1 2 8 9 0 相对误差 丙 8 6 M P a l 0 3 田 1 7 9 M P a 1 7 3 d 乙 1 6 8 M P a 1 7 6 M P a 一 4 5 7 O 相对误差 抗压 丙 1 8 1 M P i t 2 8 强度 田 4 1 4 M P a 一 1 4 2 8 d 乙 3 9 5 M P a 4 2 O M P a 一 6 0 7 O 相对误差 丙 3 9 9 M P a 一 5 0 安定性 合格 合格 无 必须一致 胶砂流动度 1 8 9 ra m 2 0 6 m m - 1 7 m m 8 m m 绝对误差 注 ： 甲、 乙、 丙代表本单位三位不同的检验人员； 胶砂流动度和胶砂强度的水灰比都为0 5 ； 本单位的标准稠度用水量为2 9 5 ， 距底板距离为 5 m m ： 比对单位的标 准稠度为2 9 4 ， 距底板距离为6 m m ： 误差分析 时以建材检验站的试验 结果为标准值 。 3比对结果分析 经过对比分析， 本次比对试验中， 细度 、 凝结时间、 抗压强度 、 安定性的结果都在允许误差之 内， 抗折强度 与胶砂流动度结果误差较大 ，已经超 出了允许误差范 围， 现对上述超差原因进行分析： 3 1 抗折强度 本次比对试验中抗折强度误差较大， 误差最大的达 到 1 4 1 。由于此次胶砂强度试验是 由三名不同的检测 人员从试验准备工作开始独立完成 ， 从共性来看， 抗折 强度 比省建材检验站的结果偏大 。 原因分析 ： 试验过程 中试验室 的温湿度 、 试体带模 养护箱的温湿度、 试件水养护箱的温度都能得到有效控 制， 仪器设备在使用过程中没有出现异常情况， 操作人 员按照规范的程序进行操作。经过认真检查 ， 发现抗折 夹具的三根圆柱轴在转动时与衬套 间有显著摩擦， 不能 灵活转动， 造成了抗折强度偏大。 改进措施 ： 将抗折夹具的三根圆柱轴与衬套间的异 万方数据 广东建材 2 0 1 1 年第8 期 检测与监理 物清除， 并在衬套里加润滑剂， 保证圆柱轴在试验过程 中能 自由转动。 效果检查：在 3 d强度报告出来后及 时用密封保存 的 同 一 比对 样 品 重 新 做 强 度 试 验 ， 3 d抗 折 强 度 为 3 8 M P a ， 2 8 d 抗折强度为 8 2 M P a ，与省建材检验站的误 差都在允许范围之内。 3 2 胶砂流动度 本次比对试验的胶砂流动度在水灰 比相同的情况 下 ， 误差达到 一 1 7 m E 。 原因分析： 对流动度测定仪检查， 各项参数符合规 范要求， 包括跳 动部分 总质量 ， 圆盘桌面尺寸 、 振动 落 距 、 锥模尺 寸等 ， 胶砂流动度测定仪能在 ( 2 5 1 ) S内完 成 2 5次跳动。 对安装情况检查时发现 ， 跳桌并未安装在 容重至少为 2 2 4 0 k g m s 的重混凝土浇筑的基座上， 基座 高度不够， 圆盘表面的平整度超过 0 1 E E 。此外， 圆盘表 面粗糙度对试验结果会产生影响， 规范要求表面粗糙度 在 0 8 1 6 ，不 同试验室采用的流动度测定仪虽都符 合要求 ， 但表面粗糙程度有着较大 的差异 ， 对流动度的 对 比结果有着一定的影响，其它条件都相 同的情况下 ， 表面越光滑测得的流动度也越大。 改进措施 ：重新用重混凝土浇筑基部 为 4 0 0 m m 4 0 0 m E见方 ， 高度为 6 9 0 m m的基座 ， 混凝土凝固后表面 用水泥胶砂找平， 跳桌用螺栓固定后保持桌面水平。 效果检查 ： 流动度测定仪安装后 ， 用标准样检定， 测 得标准样 的流动度值与给定的流动度值相差 一 2 ， 在规 定的3 范围之内；用 同一样品做胶砂流动度试验， 测 得流动度值为 2 0 0 m m ， 比对误差在允许范围内。 4 水泥物理性能检测中的注意事项 通过此次比对试验， 对影响水泥物理性能检测 的因 素进行了探讨分析， 总结了试验中的注意事项， 有些在 平 时容易被忽视。我们 的出发点是从细节入手 ， 提高检 测的准确程度 ， 最大限度地减少误差 ， 主要注意 以下几 个方面： 4 1 细度( 负 压筛法) ( 1 ) 试验开始前对负压筛进行检查，筛网要完整无 损， 筛子边缘接缝处必须严密， 筛孔畅通 、 没有堵塞 。用 细度标准粉标定，修正系数在 0 8 0 1 2 0 范围内方可 使用。筛网对水份敏感， 要保持干燥状态。 ( 2 ) 为 了尽可能减少负压值对 比对结果的影响， 用吸 尘器及时清理干净 ，在试验过程中注意观察负压值 ， 随 时调 整 。在 整个 试 验 过 程 中将 负 压 值始 终 保 持在 5 0 0 0 P a左右 ， 笔者经过不断尝试， 就 目前的仪器设备是 可 以实现的。 ( 3 ) 由于细度试验要求称量 的精度达到 0 0 1 g ， 称量 时动作要轻， 且关门关窗， 减少空气流动， 待到电子天平 上显示的值稳定后再记录， 如果采用带防护罩的天平称 量就更加理想了。 ( 4 ) 试验结束后将负压筛清刷干净， 保持干燥。 4 2 标准稠度用水量 ( 1 ) 在条件允许的情况下 ， 尽量固定试验方法， 由于 标准法和代用法测得的标准稠度用水量有较大误差。 无 论是在平时的检测过程 中还是在 比对试验或能力验证 时，我们应当固定测定方法( 我们 目前采用的是标准 法) ， 要反复练习， 提高熟练程度和准确性。 ( 2 ) G B T 1 3 4 6 2 o 0 1标准法规定 了测定标准稠度用 水量时以试杆深入净浆距底板 ( 6 1 ) m E的水泥净浆为 标准稠度， 由于标准稠度用水量对凝结时间和安定性都 有不同程度 的影 响， 尽量将下沉深度控制在距底板 6 m m 时的用水量用来测定凝结时间和安定性 。 本次比对试验 由于本单位 的标准稠度用水量为 2 9 5 ， 距底板距离为 5 m E ； 比对单位 的标准稠度为 2 9 4 ， 距底板距离为 6 m m ， 因此初凝时间和终凝时间都偏长 。 ( 3 ) 控制好整个操作时间在 1 5 m i n内，时间超长会 对试验结果造成影响， 平时要多加练习， 熟悉试验步骤。 ( 4 ) 水泥净浆搅拌机要定期检查，搅拌叶片与锅底、 锅壁的间隙必须在 ( 2 1 ) m E方 能继续使用 ， 否则就需 要整体更换搅拌叶片与锅。 4 3 凝结时间 ( 1 ) 测凝结时间时将维卡仪尽量靠近养护箱 ， 减少测 量时从湿气养护箱中拿出来的时间， 在平时检测过程中 注意经验积累， 对不 同厂家的各品种水泥的凝结时间有 大致 了解 ， 防止频繁从养护箱 中将试件拿出测凝结时间 影响试验结果 。 ( 2 ) 测定前检查初凝试针是否弯曲， 终凝试针上的环 形附件是否发生松动位移， 对不符合要求的试针要及时 更换或调整。 ( 3 ) 重复测定很重要， 到达初凝或终凝时应立 即重复 测一次 ，两次结论相同时才能定为到达初凝或终凝状 态。 ( 4 ) 每次试验判断标准要一致， 最好是按距底板 4 m m 作为判定水泥初凝的标准 ， 这样可 以减少每次测定的人 一 3 3 万方数据 检测与监理 广东建材2 0 1 1 年第8 期 为误差， 特别是在与其它试验室比对时更应如此 。 ( 5 ) 统一操作手法， 因为操作手法的轻重习惯都会对 试验结果产生影响， 水泥净浆装模时用小刀插捣振动数 次后刮平； 注意刮平次数不要过多， 否则会有水分泌出， 影响水泥净浆 的稠度 ； 还要注意抹平面要水平 ， 不可一 边高， 一边低。测凝结时间时注意拧紧螺丝 l 2 s 后突 然放松 ， 试针垂直 自由地沉入水泥净浆 ， 标准是这样规 定的， 平时在试验过程中要反复练习， 不断提高手法的 规范性。 4 4 安定性( 标准法) ( 1 ) 雷 氏夹要定期校定 ， 将弹性增加值相近的雷氏夹 配成对 ， 对 同一样 品进行检测 ， 坚持这样做就不会 因弹 性值相差大造成 同一样 品的两个试件的煮后增D H T _ 离 相差超过 4 O m m 。 ( 2 ) 检查雷 氏夹的切 口是否重叠 ，重叠时用手扒开， 装料时手 向下压 固定， 不能握住雷氏夹。 ( 3 ) 应尽量选择重量接近 的两块玻璃用于同一样品 安定性的检测， 配重玻璃的作用是不进行纵向膨胀。 ( 4 ) 试件在湿气养护箱 中的养护 时间要控制在 ( 2 4 2 ) h ，因为大部分情况下同一天的样品是整批放入沸煮 箱 中进行煮沸的，脱模时间要选择一个适 中的时间， 使 得所有样品的养护时问在规定范围内。 4 5 胶砂强度 ( 1 ) 试模的重量、 尺寸、 材质、 组装要符合要求。为了 减少强度值之间的离散， 最好选择重量等技术参数尽量 接近的两只试模成型同一样品。 ( 2 ) 对 自动量水器的准确性进行确认， 如容量不满足 ( 2 2 5 1 ) m l要求则及 时更换，标准砂的用量也要严格 控制 ， 袋包装 的标准砂 的量在 ( 1 3 5 0 5 ) g ， 经过搅拌机 自动加砂装置后的砂子损失要1 g方 能满足要求 ， 水 泥要准确称量至 ( 4 5 0 1 ) g 。 ( 3 ) 胶砂装模时要分层并振实， 装第一层每个槽里放 约 3 0 0 g胶砂。 我们很难做到每次称量完胶砂再装入， 这 就需要我们积累经验 ，一开始要严格称量了解 3 0 0 g胶 砂有多少， 长期练习就无须每次都称 了。 ( 4 ) 刮平时沿横向锯割动作慢慢地向另一端移动， 用 力要均匀， 刮平过程须一次完成。 若刮平方法不适当， 会 使试体出现裂纹或缺陷， 扰动已成型好的胶砂。刮平后 移动试模时应保持水平， 养护箱内放置试模的隔板也应 保持水平， 否则胶砂会流动造成两头不一样高， 导致强 度离散变大。 一 3 4 一 ( 5 ) 控制好几个时间概念： 脱模 时间： 我们通常是 需要 3 d和 2 8 d龄期的试件，在成型后 2 0 2 4 h之间脱 模 ，特殊情况需要延长 2 4 h应说明。试体在试验前 1 5 m i n从水中取 出。要从水泥加水搅拌开始的 7 2 h 4 5 m i n 、 2 8 d 8 h内进行 3 d和 2 8 d龄期 的强度试验 。开 始搅拌要计时， 开始强度试验也要计时， 严格控制好龄 期。 ( 6 )