水泥化學(xué)成分人員比對(duì)結(jié)果分析

陳慧萍

（溧陽(yáng)市市場(chǎng)綜合檢驗(yàn)檢測(cè)中心，江蘇 溧陽(yáng) 213300）

1 引言

水泥產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)主要依據(jù)國(guó)家強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)——《通用硅酸鹽水泥》（GB 175-2007）標(biāo)準(zhǔn)，適用于硅酸鹽水泥品種范圍內(nèi)的產(chǎn)品，其技術(shù)要求有：化學(xué)指標(biāo)、物理指標(biāo)和選擇性指標(biāo)，主要檢驗(yàn)項(xiàng)目均為強(qiáng)制性條款。本文主要針對(duì)水泥化學(xué)成分進(jìn)行比對(duì)結(jié)果分析。

2 水泥化學(xué)成分人員比對(duì)試驗(yàn)準(zhǔn)備

本次設(shè)計(jì)從有證單位定制實(shí)物標(biāo)樣，一個(gè)真實(shí)樣品、一個(gè)干擾樣品，選取了統(tǒng)一樣品，用真空密封包裝將每份20g的樣品分批組織人員集中到指定實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行檢測(cè)，目的是保證所用試驗(yàn)消耗性材料一致、試驗(yàn)條件相對(duì)一致、減少人員操作以外的其他不確定因素。為了保證試驗(yàn)結(jié)果具備可比對(duì)的條件，每個(gè)人員需按照《水泥化學(xué)分析方法》（GB/T 176-2017）對(duì)水泥的化學(xué)成分進(jìn)行測(cè)定，在這一次組織的實(shí)驗(yàn)室間比對(duì)分析中，主要針對(duì)水泥中的三氧化硫、氧化鎂、燒失量、不溶物等參數(shù)進(jìn)行檢測(cè)。這次試驗(yàn)設(shè)計(jì)邀請(qǐng)了28個(gè)人到指定實(shí)驗(yàn)室參加檢驗(yàn)，這些實(shí)驗(yàn)室在對(duì)水泥成分測(cè)定中也對(duì)以上4個(gè)參數(shù)給出具體的數(shù)據(jù)。為了便于統(tǒng)計(jì)，對(duì)所有參與試驗(yàn)檢測(cè)的實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行了編號(hào)，并以實(shí)驗(yàn)室編號(hào)來說明本次各實(shí)驗(yàn)室所給出的實(shí)驗(yàn)結(jié)果和相關(guān)評(píng)價(jià)。

3 人員比對(duì)結(jié)果統(tǒng)計(jì)分析設(shè)計(jì)和相關(guān)評(píng)價(jià)原則

依據(jù)《能力驗(yàn)證結(jié)果的統(tǒng)計(jì)處理和能力評(píng)價(jià)指南》（CNAS-GL 002：2008），在這一次的水泥化學(xué)成分檢測(cè)中，人員比對(duì)結(jié)果的統(tǒng)計(jì)評(píng)價(jià)方式主要運(yùn)用了穩(wěn)健統(tǒng)計(jì)法，這種統(tǒng)計(jì)法涉及7個(gè)綜合統(tǒng)計(jì)量，具體是結(jié)果數(shù)、中位值、穩(wěn)健變異系數(shù)（CV）、標(biāo)準(zhǔn)四分位數(shù)間距（NIQR）、最大值、最小值和極差。用Z比分?jǐn)?shù)來表示，當(dāng)Z的絕對(duì)值≤2時(shí)，測(cè)量的結(jié)果為滿意；當(dāng)這一絕對(duì)值位于2～3之間時(shí)，則表示檢測(cè)結(jié)果可疑，為有問題結(jié)果；若Z值的絕對(duì)值≥3，則表示檢測(cè)結(jié)果不滿意，為離群值。

4 統(tǒng)計(jì)結(jié)果的處理及評(píng)價(jià)

4.1 統(tǒng)計(jì)量匯總工作

本次水泥化學(xué)成分比對(duì)結(jié)果試驗(yàn)選擇了28個(gè)人員的檢驗(yàn)結(jié)果，為了便于對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，對(duì)各實(shí)驗(yàn)人員所得到的檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)和匯總。具體統(tǒng)計(jì)量結(jié)果見表1。

表1 水泥化學(xué)成分統(tǒng)計(jì)量匯總表

值得注意的是，在對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總時(shí)切記要保證數(shù)據(jù)的真實(shí)性。同時(shí)，本次涉及的實(shí)驗(yàn)人員較多，提供的數(shù)據(jù)也相對(duì)較多，因此，在對(duì)試驗(yàn)結(jié)果登記統(tǒng)計(jì)時(shí)，要保證每一次數(shù)據(jù)的對(duì)應(yīng)性，避免給數(shù)據(jù)分析工作帶來困擾。

4.2 統(tǒng)計(jì)結(jié)果說明

按照《能力驗(yàn)證結(jié)果的統(tǒng)計(jì)處理和能力評(píng)價(jià)指南》用中位值和標(biāo)準(zhǔn)化四分位距法進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，我們收集到28個(gè)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)匯總后按遞增順序排列。

中位數(shù)=最中間兩位數(shù)的平均值。

四分位距=該組數(shù)據(jù)的高四分位數(shù)－低四分位數(shù)的差值。

標(biāo)準(zhǔn)化四分位距=四分位距×0.741 3。

穩(wěn)健值=標(biāo)準(zhǔn)化四分位距÷中位值的百分比。

利用評(píng)價(jià)指南公式對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行評(píng)價(jià)。在對(duì)各組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析時(shí)，我們進(jìn)行了數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，并將數(shù)據(jù)匯總，見表2。

表2 各實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)結(jié)果Z比分?jǐn)?shù)評(píng)價(jià)表

按照《能力驗(yàn)證結(jié)果的統(tǒng)計(jì)處理和能力評(píng)價(jià)指南》給出的能力評(píng)定，當(dāng)Z的絕對(duì)值≥3時(shí)，表示對(duì)試驗(yàn)結(jié)果不滿意。從表2中的數(shù)據(jù)可以看出，對(duì)于每項(xiàng)都為28個(gè)試驗(yàn)結(jié)果的數(shù)據(jù)，其在有問題與不滿意的數(shù)據(jù)中都有一定的占比，如三氧化硫的28個(gè)檢測(cè)結(jié)果中，有1個(gè)實(shí)驗(yàn)室提供的數(shù)據(jù)有問題，4個(gè)實(shí)驗(yàn)室提供的數(shù)據(jù)為不滿意。通過對(duì)28個(gè)實(shí)驗(yàn)人員提供的4個(gè)參數(shù)的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，我們還會(huì)發(fā)現(xiàn)在同一實(shí)驗(yàn)室對(duì)同一種樣品檢測(cè)時(shí)，其所測(cè)量的參數(shù)值之間存在一定的差異。但就上述表中數(shù)據(jù)的分析可以看出，各個(gè)實(shí)驗(yàn)室在對(duì)水泥中的氧化鎂進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，其結(jié)果的滿意程度在實(shí)驗(yàn)室中的占比相對(duì)較高，而對(duì)于燒失量和三氧化硫這兩個(gè)參數(shù)來說，各實(shí)驗(yàn)人員給出的結(jié)果滿意度占比較低。因此，在質(zhì)量控制時(shí)，對(duì)于滿意度較低的項(xiàng)目應(yīng)加強(qiáng)控制，以保障結(jié)果分析工作能夠更加全面、更具有可靠性。

5 技術(shù)分析

在進(jìn)行化學(xué)試驗(yàn)操作時(shí)，檢測(cè)環(huán)境、試驗(yàn)設(shè)備、具體的實(shí)驗(yàn)人員和實(shí)驗(yàn)環(huán)境都會(huì)對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生一定的影響。而本次試驗(yàn)涉及的28個(gè)實(shí)驗(yàn)人員提供的數(shù)據(jù)無完全相同的結(jié)果，就各個(gè)測(cè)試項(xiàng)目的結(jié)果情況以及在試驗(yàn)中可能會(huì)導(dǎo)致試驗(yàn)結(jié)果出現(xiàn)較大偏差的原因進(jìn)行了分析。

5.1 三氧化硫

28個(gè)實(shí)驗(yàn)室提供的三氧化硫Z比分?jǐn)?shù)中，有5組數(shù)據(jù)的Z的絕對(duì)值＞2，導(dǎo)致這一結(jié)果的原因有多種：

（1）對(duì)于三氧化硫測(cè)試結(jié)果偏低，也就是說檢測(cè)結(jié)果的Z比分?jǐn)?shù)值＜-2時(shí)，影響因素有多種：一是在用鹽酸1∶1溶液對(duì)水泥樣品進(jìn)行溶解時(shí)，樣品溶解不完全，一些水泥樣品仍是以塊狀形式存在，導(dǎo)致這些樣品在后續(xù)試驗(yàn)中不能完全參與其中而造成了一定的損失，影響了試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性。二是在檢測(cè)水泥中的三氧化硫成分時(shí)涉及了沉淀試驗(yàn)，即通過鋇的可溶性鹽溶液來檢測(cè)三氧化硫，在具體的試驗(yàn)中向水泥的濾液中加入氯化鋇溶液，然后進(jìn)行煮沸和靜置，在這一過程中，若煮沸操作時(shí)間過短或是靜置時(shí)間低于試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)提出的要求，也會(huì)導(dǎo)致這一反應(yīng)進(jìn)行得不徹底，使試驗(yàn)達(dá)不到預(yù)期的沉淀效果，進(jìn)而影響試驗(yàn)結(jié)果。三是上述試驗(yàn)步驟結(jié)束后會(huì)進(jìn)行硫酸鋇沉淀過濾實(shí)驗(yàn)，由于目前實(shí)驗(yàn)室的濾紙型號(hào)較多，在選擇濾紙時(shí)也要按照試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)完成，為了保證試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性，應(yīng)嚴(yán)格選擇慢速濾紙完成相關(guān)操作，一旦選取中速或快速的濾紙則會(huì)導(dǎo)致三氧化硫的檢測(cè)結(jié)果低于實(shí)際結(jié)果。四是當(dāng)沉淀及濾紙的灰化過程所給予的溫度過高時(shí)，會(huì)導(dǎo)致濾紙著火或形成紅色的火花，這些現(xiàn)象會(huì)造成氣流的強(qiáng)烈震動(dòng)，從而使沉淀飛失，進(jìn)而導(dǎo)致試驗(yàn)結(jié)果與實(shí)際之間存在差距。

（2）當(dāng)三氧化硫的檢測(cè)結(jié)果Z值＞2時(shí)，其影響因素一般為：在對(duì)水泥中的三氧化硫進(jìn)行沉淀試驗(yàn)后，需對(duì)沉淀物質(zhì)進(jìn)行充分洗滌，否則會(huì)導(dǎo)致試驗(yàn)結(jié)果高于理論值；若三氧化硫含量試驗(yàn)檢測(cè)中的灼燒工作不完善，也就是說高溫爐的溫度過低或灼燒時(shí)間不足，則會(huì)導(dǎo)致試驗(yàn)結(jié)果與理論值之間出現(xiàn)差異。

5.2 燒失量

水泥化學(xué)成分分析中燒失量的檢測(cè)主要涉及灼燒時(shí)間和高溫爐的溫度。在具體操作中，為了進(jìn)一步使數(shù)據(jù)試驗(yàn)結(jié)果與理論值更貼近，需要實(shí)驗(yàn)人員嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)要求操作，但通過對(duì)表2中的數(shù)據(jù)進(jìn)行具體分析后，我們發(fā)現(xiàn)在28個(gè)參與試驗(yàn)檢測(cè)的實(shí)驗(yàn)室中有8個(gè)實(shí)驗(yàn)室提供的數(shù)據(jù)Z的絕對(duì)值＞2，這也導(dǎo)致了這一含量檢測(cè)值的結(jié)果滿意實(shí)驗(yàn)室占比僅為71.43%，主要原因是水泥樣品的灼燒時(shí)間不足，且高溫爐的溫度升溫過程不符合要求。

5.3 不溶物

上述28個(gè)試驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)水泥中不溶物的檢測(cè)結(jié)果的滿意數(shù)據(jù)占比為89.29%，在4個(gè)參數(shù)的檢測(cè)滿意度中相對(duì)較高，但依然存在3個(gè)實(shí)驗(yàn)室提供的試驗(yàn)結(jié)果滿意度較低，主要原因是在對(duì)樣品進(jìn)行試驗(yàn)分析時(shí)，需要將樣品進(jìn)行全部溶解，否則將影響試驗(yàn)結(jié)果。而在試驗(yàn)中也會(huì)涉及蒸汽水浴加熱操作，對(duì)此，需按照要求控制好樣品的水浴時(shí)間，避免因水浴時(shí)間不足或過多而影響試驗(yàn)結(jié)果。在檢測(cè)不溶物時(shí)還涉及沉淀的洗滌、灼燒、高溫爐操作等，需嚴(yán)格按照試驗(yàn)要求進(jìn)行操作，任何一個(gè)操作步驟出現(xiàn)問題都會(huì)影響試驗(yàn)結(jié)果。

5.4 氧化鎂

氧化鎂項(xiàng)目統(tǒng)計(jì)分析得知，28個(gè)試驗(yàn)數(shù)據(jù)中有1個(gè)結(jié)果不滿意、1個(gè)結(jié)果為可疑，滿意結(jié)果占比為92.56%，是4個(gè)參數(shù)中滿意率最高的項(xiàng)目。1個(gè)不滿意和1個(gè)可疑結(jié)果的原因分析主要是人員試驗(yàn)操作可能存在經(jīng)驗(yàn)不足的問題，水泥樣品中氧化鎂含量的檢測(cè)需要進(jìn)行滴定，而滴定試驗(yàn)對(duì)于試驗(yàn)結(jié)果準(zhǔn)確性影響最大的是操作步驟是否嚴(yán)格、實(shí)驗(yàn)人員的操作技巧是否熟練。另外，為了保證試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性，還需對(duì)滴定管和移液管進(jìn)行清理，避免雜質(zhì)干擾試驗(yàn)結(jié)果。在滴定試驗(yàn)中還會(huì)涉及指示劑的應(yīng)用，需要控制好指示劑的用量和所用試劑的純度。

5.5 試驗(yàn)注意事項(xiàng)

在對(duì)水泥樣品中化學(xué)成分進(jìn)行測(cè)量分析時(shí)，始終要堅(jiān)持試驗(yàn)操作步驟的嚴(yán)謹(jǐn)性，降低實(shí)驗(yàn)結(jié)果的差異。在檢測(cè)水泥成分時(shí)，人工操作的步驟較多，這也是影響試驗(yàn)結(jié)果的最主要因素，因此，保持嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度可以減少這一問題的發(fā)生。另外，本次試驗(yàn)過程中在同一試驗(yàn)條件下操作，涉及儀器設(shè)備、試驗(yàn)用器材、試驗(yàn)消耗性材料基本一致，因此，本次試驗(yàn)存在不滿意結(jié)果主要還需在人員能力方面進(jìn)行分析。

6 結(jié)語(yǔ)

不同人員比對(duì)是結(jié)果質(zhì)量控制的手段之一，可以幫助驗(yàn)證和評(píng)價(jià)試驗(yàn)結(jié)果的可靠性和正確性。不定期組織不同實(shí)驗(yàn)室人員比對(duì)或組織實(shí)驗(yàn)室間比對(duì)，采用《能力驗(yàn)證結(jié)果的統(tǒng)計(jì)處理和能力評(píng)價(jià)指南》（CNAS-GL 002：2008）的統(tǒng)計(jì)方法進(jìn)行檢驗(yàn)結(jié)果評(píng)價(jià)分析，可以幫助實(shí)驗(yàn)室判斷檢驗(yàn)數(shù)據(jù)的可靠程度、及時(shí)發(fā)現(xiàn)各參與比對(duì)者在檢測(cè)工作中存在的問題、結(jié)果是負(fù)偏差還是正偏差，能幫助檢驗(yàn)人員準(zhǔn)確找到問題并針對(duì)問題加以整改。通過這種人員比對(duì)，還可以有效提高實(shí)驗(yàn)室內(nèi)部的管理水平，提升檢驗(yàn)人員的能力，有助于提升客戶對(duì)實(shí)驗(yàn)室所出具數(shù)據(jù)的信任度，提升其市場(chǎng)影響力。