原材料進場質量控制用半坍落度試驗方法

李彥昌（北京高強混凝土有限責任公司，總工）

0 前言

盡管原材料相關標準非常齊全，有很多檢測方法，這些方法也非常必要，但是這些常規檢測方法檢測周期長，多數不適用于進場快速檢驗要求，不利于在生產控制過程中應用。為了解決這些問題，很多一線研究人員想了很多既實用又快速有效的辦法，當然很多辦法都不是標準規范中規定的辦法，但確確實實有實際效果。大家在一起交流討論完善，也有可能在某一天，它真的就成了標準規范的一部分。希望這樣能夠引導這個行業在場控方面得到一些切實可行、有效的做法。

在實際生產中，混凝土原材料的部分性能指標與混凝土拌合物相關性不強，如水泥、摻合料、外加劑等，通過標準規范檢測的一些指標與拌合物的性能對應性并不是特別好，即使知道原材料的某個指標，也不一定能知道最終混凝土拌合物是什么狀態。目前大水泥廠生產的水泥在正規檢驗中都能滿足要求，但有時使用起來會出現很多問題。并且，混凝土性能不僅與原材料自身的指標有關，還與配合比中其他材料的相互作用有一定聯系，不同材料在不同配合比的表現也不一致。

個人認為判斷某一種原材料對混凝土工作性能的影響最有效的辦法，是在確定配合比的前提下，保持其他材料不變，通過試拌來檢驗。通過本報告所介紹的半坍落度試驗方法得出的擴展度及擴展度損失的試驗數據，可以準確地判斷不同原材料自身的質量波動，以及對混凝土工作性能的影響。

1 半坍落度試驗方法來源

“原材料進場質量控制用半坍落度試驗方法”來源于 GB 50119—2013《混凝土外加劑應用技術規范》“附錄 A 混凝土外加劑相容性快速試驗方法”。原方法是用于檢測外加劑與水泥相容性的，只針對外加劑和水泥。擴展后，能夠檢驗除石子以外的其他原材料的進場快速檢驗。用于對原材料的進場質量控制，檢驗其質量波動，取得了較好的效果。

2 半坍落度試驗砂漿配合比確定

在很多試驗中，會使用凈漿來做初步檢驗，但是凈漿檢驗與混凝土相關性差些，砂漿與混凝土的相關性相對好些，因此該方法利用砂漿與混凝土相關性較好的現象，選用自己攪拌站常用的一個混凝土配合比，去除石子后適當調整單方用水量和外加劑摻量，確定試驗用砂漿配合比，控制砂漿的擴展度為 (350±20)mm（針對自己企業規定的數值），根據砂漿擴展度及擴展度經時損失判斷原材料質量的波動情況和影響程度。

3 半坍落度試驗方法適用范圍及特點

本試驗方法主要用于膠凝材料和外加劑的進場檢驗。本試驗方法也適用于砂的進場檢驗，但通常根據砂本身的物理指標就可以判斷其對混凝土工作性的影響，因此一般情況下不采用這種方法進行砂的進場檢驗。

本方法的特點可以概括為以下五個方面：

（1）在外加劑相容性試驗方法基礎上進行了擴展，不僅適用于外加劑，也可以適用于除石子之外的所有混凝土原材料的進場快速檢驗。

（2）使用實際生產用的材料和配合比，完全與生產實際相符，很好地指導了生產過程中的質量控制，是一種有效的預控措施。

（3）檢驗不同批次（車次）某一原材料對應的擴展度和擴展度經時損失，繪制波動曲線作為質量控制依據。

（4）通過該試驗可以使攪拌站隨時掌握原材料質量波動的準確數據，作為與原材料廠家溝通的依據，并檢驗溝通后采取措施的效果。

（5）試驗簡便，可以短時間出結果，更適用于原材料的進場快速檢驗。

4 半坍落度試驗步驟

試驗所用儀器設備→確定基準配合比、準備材料→試驗所用材料、試驗環境→試驗步驟（相當于做膠砂的步驟）→試驗結果評價

混凝土去掉石子后的砂漿太稀，不能用，需要調整后擴展度合適作為基準配合比。然后按照該配合比準備材料，比如做 100 次試驗應該準備多少材料，一次性備齊，這樣原材料的性能都是固定的，不會再變。試驗用砂漿總量不應小于 1.0L。試驗室溫度應保持在(20±2)℃，相對濕度不應低于 50%。

感覺哪個原材料有問題，可以來一車做一次，半小時就可以出結果，檢測速度很快。

試驗結果評價：

（1）原材料質量波動性評價

繪制不同試驗批次的初始擴展度（L0）曲線，直觀判斷其波動性。

也可通過數據處理，計算標準差等參數，結合企業自身管理需要來判斷。

（2）影響程度評價

繪制不同試驗批次的擴展度經時損失（Lt）曲線，直觀判斷該材料對擴展度經時損失的影響程度。

（3）原材料處理原則

1）外加劑摻量與砂漿擴展度損失波動不大，判斷為該批次原材料質量波動較小，可以正常使用；

2）外加劑摻量有一定變化，但砂漿擴展度損失波動不大，判斷為該批次原材料質量有一定的波動，但通過外加劑用量調整后可以使用；

3）外加劑摻量變化大、砂漿擴展度損失大時，判斷為該批次原材料質量有較大波動，須按實際混凝土配合比進行試驗驗證，如結果仍異常，應退貨處理。當必須使用時，應重新試配。

5 結語

目前原材料緊缺，原材料質量波動大，如果沒有好的控制手段，就可能出現一些問題，特別是看不見摸不著的。砂石如果含泥量多，我們抓一抓就知道了，做個細度都能直觀地看出來，但是像水泥這些粉料根本看不出來，出現問題甚至連廠家都說服不了，因此我們需要有些辦法來解決原材料進站質量控制的難題，這些能夠與生產質量控制直接掛鉤。一些標準的方法在一些責任、后期的質量追蹤和追溯上有一定的作用，而快速檢測辦法更能夠直接指導我們的生產質量控制工作。

相關探討

宋少民（北京建筑大學土木與交通工程學院 教授）

混凝土拌合物的和易性是混凝土生產的第一個門檻，其拌合物的狀態最能反映出原材料波動情況。懷疑哪個原材料有問題就變哪個原材料，而且使用的是常規儲備的原料，備料很充足，所以這個方法方便、易行。

劉晨（中國建筑材料科學研究總院水泥標委會 副秘書長）

針對目前水泥出現的問題解釋兩點：一是，現在提倡綠水青山，石灰石資源特別緊張，很多時候就是買的礦山都不讓開采。二是現在很多水泥廠都在處理廢物，我國處理廢物，在質量控制方面的水平較國外要差。因此目前面臨的就是原材料劣質化。做標準的時候是把材料指標往高提，要求材料的性能是越來越好的，但實際上材料的性能卻是越來越差，但還是不得不用，否則無料可用。

關于水泥質量穩定性的問題，個人感覺是整個管理模式上出了問題。在歐洲，檢測、認證和標準三位一體，三位一體的好處是標準可以用在實處，在對企業認證的過程當中可以獲得企業的一手數據，然后來評判產品的穩定性，這樣對企業有威懾力，但在我國標準、認證、檢測各自獨立，所以在管理上會存在一定的問題。

宋宏偉（大連不凡科技發展有限公司 總工）

個人認為這個方法修正一下完全可以做為一個好的標準來用。

提兩點建議：

1. 首先要保證砂子（無論機制砂還是河砂）質量的穩定，然后確定一個合理的空間，不管將來配砂漿還是混凝土，都有個基準，這個砂子是個基準，相當于一個廉價的 ISO 標準砂。

2. 這幾年水泥因為利用硫化床粉煤灰、窯灰、或者其他一些代替的混合材，尤其還有各種助磨劑，現階段部分廠家的水泥比以前可能差不少，也出現一些質量波動現象。水泥檢測最主要是先檢測其標準稠度用水量的變化。因為水泥的標準稠度用水量從 24.5%～28% 波動都是正常的，但在實際生產中，一方混凝土里能差 10 多公斤的水，水泥不僅要測即時的標準稠度用水量，最好還要測一下 15～20 分鐘后的標準稠度用水量。因為水泥中的混合材或者摻合料摻量對其需水量的變化影響非常大，這一點若控制不好，最后硬化混凝土能差一兩個強度等級。而粉煤灰一定要測即時和 15～20 分鐘后的需水量比，避免把流化床粉煤灰或者脫硫灰誤當做正常的粉煤灰使用。

水泥質量的波動，終會通過后期的混凝土拌合物以及硬化混凝土的強度來驗證。個人建議可以通過看視頻，或者通過其他的方式，判斷出拌合現場混凝土拌合物黏度的大小。因為前面所做的砂漿是初步驗證，到混凝土生產，摻加了骨料以后，到現場拌合時的檢驗是二級控制，建議可以培養有經驗的助手，隨時通過視頻來進行監控，對每個批號或者每個強度等級的混凝土，前三盤或前三車一定要加強控制。這樣能有效地控制好混凝土的強度，也能夠判斷水泥的變化給前面檢測帶來的影響。

張勇（北京榆構有限公司預拌混凝土事業部 副站長）

榆樹莊構件集團攪拌站也在做此方法。如果做常規的混凝土試配，至少要打 20L 混凝土，需要三個人以上合作完成，如果將繁重的混凝土試配工作簡化成易操作的砂漿小試驗，方便易行。而且當這些砂漿試驗數據積累到一定量，形成一種體系以后，就能對所有原材料質量波動情況進行分析。

馬永勝（北京砼享未來工程技術研究院 總工程師）

水泥溫度對該快速檢測方法影響有多大？個人認為該方法可行，希望大家能夠完善該方法，有望申報標準。

齊文麗（北京混凝土協會 秘書長）

現在資源匱乏，給實際工作帶來了一系列無法規避的具體問題。原來大家可能關注更多的是砂石料、摻合料或外加劑，對水泥的關注情況相對弱些，但是最近由于水泥質量波動，大家對水泥也越來越關注了。混凝土企業肯定會想去解決具體的問題。“原材料進場質量控制用半坍落度試驗方法”其實已經上升到了理論的程度，個人覺得有必要在標準的層面去提高。國標畢竟是站在全國的范圍內，方方面面都需要考慮，但實際上各區域的情況不完全一樣，所以國標不能將所有的問題都完全覆蓋到。可以通過其他標準，比如團體標準或者企業標準，去推動和完善這件事，不僅解決自己企業的問題、北京市的問題，還可以上升到全國的高度，這不管是從技術工作者還是行業管理角度來說都很有意義。這項工作可以由一些有影響力、有實力、有經驗的企業共同來參與和推動。

陳家全（廣東新業混凝土有限公司 總工）

快檢法是所有預拌混凝土行業一線從業人員最期望的工具。第一點，針對混凝土產品最關注的兩個問題，一個是混凝土拌合物的工作性，一個是混凝土強度，分別具有生產即時關注要求和性能結果后滯的特點；可將其具體分解為漿體材料的流動性及影響強度的各項指標兩個重點。第二點，技術人員面臨的問題是，現行標準規范體系所規定的原材料的各項指標與實際生產的混凝土（半）成品之間的相關性有多大的問題，這是一線技術員工亟待需要了解的重點。第三點，做快檢的目的是要精簡快捷，即快速解決生產中遇到的 80% 的問題，如果過于精細化，還不如參考現行技術標準，那就無所謂快檢了。第四點，什么時候采用快檢什么時候采用現行技術規范，兩者對指導我們實際生產的側重點分別在哪里，技術人員也一定要把這個問題搞清楚。個人認為，快檢法不僅要使用方便，也應該是現行規范的一個有益補充，根本上希望能夠逐漸由目前的“地下”狀態走到“前臺”，形成一定的規范條款，讓上一級原材料生產單位能夠與應用單位融入到一起，從而形成更加切合實際應用的技術約束。

劉洪波（北京市住建委散裝水泥辦公室 主任）

目前水泥變化比較大，在實際應用中會遇到很多問題。目前的國家標準都是對水泥出廠性能的要求，今年我們要在使用環節做一個建設工程的預拌混凝土應用水泥的一個應用規程，從使用方面考慮哪些關鍵的指標是要把控的。今年先從團體標準著手做起來。

鄧翀（中交二航武漢港灣新材料有限公司 副總工）

目前標準對水泥的檢測指標規定范圍比較寬泛。攪拌站在試驗室做的一些常規物理檢測，按照水泥標準的要求，檢測出的水泥基本都合格，所以應用中遇到問題再去和水泥廠溝通就很難。我們做跨海大橋經常用到海工混凝土，海工混凝土對耐久性要求比較高，在對水泥的質量控制中，重點關注幾個方面：水泥級配、C3A 含量、堿含量、SO3含量、摻合料等，這些指標對水泥的適應性影響也很大，希望大家能從這幾方面考慮，找到檢測這些指標的快速檢測方法（水泥熟料的成分控制），找到合理的規范值。

于新亞（北京宇誠建達混凝土有限公司 總工）

提兩個問題：（1）這個半坍落度法最終的評價標準需要數理統計，那么數理統計中的標準差值設為多少才能判定水泥是合適的，或是不合適的，其質量才算波動大或波動小？（2）以坍落度 (350±20)mm 作為衡量的基準，在操作過程中，攪拌站的調整權限是多少，才能與生產中的線性規律是匹配的？

李彥昌（北京高強混凝土有限責任公司 總工）

具體評價指標，要根據自己企業的實際情況來確定，起碼要保證在生產過程中混凝土的質量能控制得住。坍落度值定不能過大或過小，一定要適中，否則會掩蓋很多問題，(350±20)mm 這個數值是自己摸索出來的，每個企業都會有些變化，不過不可能有太大的差別。具體到多大，企業之間有多大區別還沒有調查過。