水泥企業與工地試驗室水泥強度偏差原因查找

賈兆義，李縣軍（堯柏特種水泥集團有限公司，陜西 西安710100）

0 前言

水泥企業與工地試驗室檢驗水泥抗壓強度數據往往存在異常偏差，尤其是工地試驗室持續檢測水泥強度嚴重偏低，如果沒有及時查清原因，問題得不到有效解決，不但影響工程施工進度，而且會對水泥企業聲譽、產品銷售造成負面影響。水泥質量性能檢測指標分為化學分析和物理檢測兩個方面，化學分析通過標準溶液、標準樣檢驗比對可快速地分析出數據的準確性和誤差值；但物理檢測要通過大量試驗比對才能確定試驗誤差或偏差值，尤其是水泥強度檢測受檢試塊成型操作手法、齡期、養護環境溫濕度、設備儀器等影響試驗偏差大、查找起來費時費力。而工地施工單位為趕工期，不可能長時間等待，如何根據工地試驗室現場實際，快速查找出不同試驗室水泥強度較大偏差的原因，協助工地試驗室規范化試驗檢測，達到雙方共同認可，是水泥及混凝土工程技術人員不可回避的現實問題。筆者結合兩起典型案例及工作實踐總結不同試驗室水泥強度較大偏差查找方法，供業內同行處理類似問題參考。

1 水泥強度偏差案例

1.1 案例一

LY鐵路施工時某標段工地試驗室反映P·O42.5水泥28d抗壓強度檢測結果比我公司出具的檢驗報告值低7.0 MPa（雙方試驗室實際誤差±14.0%～16.3%），平均值僅為43.0MPa左右，水泥28d富裕強度不足。為此我公司高度重視，委派專業技術人員及時前往工地試驗室，通過溝通交流、查閱檢測記錄等，發現該工地試驗室水泥28d抗壓強度檢測值比我公司普遍偏低6.5～8.0MPa，遠大于T/CBMF 17—2017《水泥生產企業質量管理規程》“試驗允許誤差表”D.1中不同試驗室抗壓強度誤差±7%范圍，屬于較大系統誤差，并非個別數據檢測差異。

現場對工地試驗室檢測設備設施、檢測環境及人員操作手等方面排查：一是水泥膠砂試塊成型的振實臺混凝土基座結構與國標要求不相符。振實臺的頭、尾部分別安裝在兩個不同高度的磚混砌體基座上。而國家標準GB/T17671 4.2.5規定：振實臺安裝在高度約400mm的混凝土基座上，混凝土體積約為體積0.25m3、重約600kg；二是膠砂試塊成型時振動不密實。現場查看試驗膠砂破型的抗折試塊斷面大氣孔較多，對試塊強度有一定影響；三是同一試驗室不同抗壓夾具對比誤差較大。使用我公司提供的國家建筑材料科研院標準抗壓夾具和工地試驗室抗壓夾具進行比對，以工地試驗室28d齡期試塊，兩臺夾具強度偏差5.5 MPa，屬于設備誤差（實際誤差±10.8%～12.1%，而同一試驗室不同抗壓夾具允許誤差在±5%）。四是雙方技術人員試塊強度檢測手法在誤差范圍。安排雙方技術人員在工地試驗室對同一批P·O42.5水泥膠砂成型試塊，使用我公司提供標準抗壓夾具進行對比試驗（經排查工地試驗室標準砂正常），工地試驗室與我公司技術人員水泥強度檢測3d偏差0.2MPa，28d偏差0.8MPa，滿足同一試驗室不同試驗人員的檢測誤差。

工地試驗室對振實臺混凝土基座按國家標準要求重新制作，新購買國家建筑材料科研院標準抗壓夾具，一個半月后對同幾個批次水泥比對檢測數據，雙方試驗室不同齡期水泥強度檢測偏差值降到1.0 MPa以內，符合T/CBMF 17—2017《水泥生產企業質量管理規程》不同試驗室的允許誤差要求。本次試驗室較大偏差問題有效解決，促進雙方試驗室技術人員交流學習，增強試驗檢測定期溝通機制，確保水泥在混凝土工程中正常使用，達到了預期效果。

1.2 案例二

AN高速公路某標段工地實驗室檢測P·O42.5水泥、P·O52.5水泥3d、28d抗壓強度檢測結果比我公司偏低4.0～5.0MPa，28d抗壓強度檢測結果比我公司檢測偏低8.5～10.5MPa，甚至個別批次水泥280d強度值低于GB—2007國標。對此我公司安排專業技術人員現場試驗室排查發現存在以下幾方面：一是膠砂攪拌機葉片與攪拌鍋鍋底間隙偏大，不符合T/CBMF 17—2017《水泥生產企業質量管理規程》表A.1對化驗室儀器設備技術及精度要求。現場量測葉片與鍋底間隙4.7mm，超出3±1mm范圍，從而導致攪拌水泥膠砂漿體不均勻，這是檢測數據不均勻和結果偏低的主要原因之一（見表1）。二是試模尺寸偏差偏較大，現場量測試模模腔的寬度尺寸39.77～40.29 cm，超過40±0.2 cm，致使受壓面不一致和偏心受壓，這是影響檢測數據不均勻及結果偏低又一重要因素。

表1 化驗室儀器設備技術要求及精度和實際量測值

工地試驗室認可上述存在問題，并及時聯系有資質的計量檢定機構對水泥膠砂攪拌機檢定，對葉片與攪拌鍋鍋底間隙校準，經量測葉片與鍋底間隙2.1mm，更換購置新的膠砂試模，測量試模模腔寬度尺寸偏差滿足40±0.2cm要求。后續回訪了解到，工地實驗室與我公司檢測3d抗壓誤差1.0MPa左右，28d抗壓強度檢測誤差1.5～2.0MPa，該標段工地實驗室檢測水泥3d、28d抗壓強度與我公司檢測誤差大問題得到解決。

通過上述兩起典型案例，通過梳理不同試驗室水泥強度數據較大偏差諸多因素，筆者歸納工作實踐處理該類問題方法供相關技術人員參考，期望類似問題要能夠快速有效解決。

2 影響水泥強度檢測數據偏差的因素

2.1 檢測設備

（1）抗折及抗壓機。定期邀請有資質的設備儀器檢定單位對試驗室設備儀器現場進行鑒定，必須計量鑒定合格，符合相關計量規范、標準要求。

（2）振實臺。水泥膠砂試塊成型振實臺，要求基座按規定用足夠強度的混凝土澆注，體積及尺寸滿足國家標準GB/T17671 4.2.5規定要求。振實臺安裝要穩固，不能加墊各種緩沖材料，底座和混凝土接觸密實；機座六個螺絲最好是預埋施工，穩固牢靠；用膨脹螺絲固定時確保緊固，以免影響水泥膠砂振動密實效果；振實臺的振動頻率60次/60±2）s和振幅（15.0±0.3）mm標準要求。

（3）膠砂攪拌機。行星式攪拌機葉片與攪拌鍋鍋底間隙，葉片與鍋壁工作間隙3±1mm標準要求，攪拌葉片的轉速低速擋、高速擋的自傳、公轉符合要求，且運行平穩，設備完好。

（4）養護箱。養護箱溫濕度控制有效，溫度控制值為20.0±1.0℃,濕度控制值為95%±1.5%，儀表顯示數據準確，經常檢查加濕器、水箱，干濕盒內不要斷水，盒內紗布要定期更換，避免養護箱頂層霧化水珠滴落影響試塊表面。

2.2 計量器具

稱量天平、量水器等精確度符合相關規范及GB/T1346及GB/T17671標準要求。

2.3 標準物（器具）

（1）標準砂。標準砂由粗、中、細三級配成，其主要技術指標，二氧化硅（SiO2）含量大于96.0%。燒失量不得超過0.40%。含泥量（包括可溶性鹽類）不得超過0.20%。我國標準砂為福建平潭，通稱平潭標準砂。國家發改委制定發布《水泥強度檢驗用標準砂管理辦法》明確“廈門艾思歐標準砂有限公司為國內標準砂的唯一定點企業”；“標準砂實行統一定點經銷制度，各省級定點經銷單位負責本轄區的標準砂經銷工作。”我省標準砂的唯一一家標準砂定點銷售單位設在省級質檢中心，除此之地外購買標準砂質量很難保證。

（2）抗折及抗壓夾具。要求動件靈活、尺寸準確、磨損小、材質硬度達標合格。上、下壓板長度>40 mm，寬度 40±0.01 mm，厚度>10 mm，平面度0.010mm，上、下壓板自由距離>45mm。

（3）水泥膠砂試模。水泥膠砂三聯試模模腔長度、寬度、高度等尺寸以及試模重量等達標，外觀符合規范要求不變形。

（4）養護條件。成型后對試模做標記，帶模水平放置在養護箱或養護室中養護，直到規定脫模時間（大多為24h）脫模。成型室為20±2℃，濕度大于50%，養護箱溫度20±1℃，濕度≥90%，養護室內養護水溫度20±1℃，試件間隔至少為10～20mm，需要時及時補充水量，但不允許養護期間換水。

（5）水質條件。通常試驗室水泥膠砂拌合用水，要求符合《生活飲用水衛生標準》GB5749國家標準。

2.4 操作手法

試驗室操作人員經專業培訓上崗，試驗操作要按標準規范，手法熟練穩定，水泥膠砂試驗成型的撥料片和刮平尺符合標準要求，試驗壓力機加荷速率符合2 400±200 N/s規范。

3 水泥強度偏差查找方法

一旦試驗室檢測強度存在較大偏差，應及時派有經驗的企業物檢人員前往工地試驗室，帶上國家建材研究院生產并校驗合格的標準夾具、正品標準砂、標準溫度計、測鍋壁間隙的工具、測量振實臺振幅的器具。根據不同試驗室水泥強度較大偏差，分析問題查找方法，具體可歸納為“一查、二看、三比較、四操作”四個步驟（以下簡稱四步法），有效落實四步法，可迅速發現問題并及時糾正，獲得對方試驗室認可，及時解決水泥強度檢測數據的偏差大問題。

（1）現場查檢驗臺帳，分析判斷數據偏差是系統偏差還是個別差異，并針對性地分析判斷。如果是個別偏差屬于偶然誤差，則按上述諸多因素去分析排查，找出問題并解決；如果是普遍較大偏差，則屬于系統誤差，則要進一步進行核實。

（2）通過察看工地試驗室設備情況、環境條件、計量器具，并通過所帶合格工器具進行測量判斷是否達標。如有問題可與工地實驗室進行溝通。

（3）進行標準物（件）比較比對。先用企業和工地試驗室不同的抗折抗壓夾具對養護3d、28d兩個大致齡期的試塊進行測試，即可判斷工地試驗室抗折抗壓夾具是否合格。標準砂的判定可在操作過程中進行。

（4）操作手法比對可讓企業物檢員同工地試驗人員用同一水泥樣品共同做樣，在做樣過程中發現操作差異，并用標準方法進行糾正，此過程也可同時比較出標準砂的差異。具體做法是讓企業物檢員同工地試驗員分別用不同砂子各做兩組樣，即可通過做樣過程和檢測結果發現手法和砂子的偏差，為進一步判別檢測誤差關鍵點創造條件。一般通過1d的強度差異，就可分析出手法和標準砂的差異大小，3d和28d強度出來只是核實一下。若差異都不大，并且通過以上各種比對都找不出問題所在，最后再分析壓力機不同壓力顯示段計量鑒定結果差異，可用同一組試塊不同試驗室進行抗壓強度檢測，確有較大偏差時，考慮是否讓計量鑒定部門對工地試驗室壓力設備再進行一次計量鑒定，當然這種情況一般很少出現。

4 結語

水泥企業化驗室長期進行水泥質量性能檢測，經常參加國家、地方各級質檢部門組織的水泥檢測能力驗證比對，水泥強度檢測數據一般是準確、可靠。工地試驗室由于工程特點，設備儀器、試驗環境、檢測人員流動變化大，水泥強度檢測數據相對偏差較大。因此，水泥企業與工地試驗室檢驗水泥強度數據存在個別偏差或較小誤差時是正常的，但是長時間存在普遍性較大強度偏差就屬于系統誤差。只要雙方能夠及時溝通，快速找到雙方檢測數據異常原因，確保試驗室檢測強度數據客觀、準確、可靠，從而為項目工地水泥混凝土生產應用及質量管控起到保駕護航作用。