淺析水泥強(qiáng)度試驗(yàn)誤差產(chǎn)生的原因及控制措施

肖翠鳳

【摘要】本文基于試驗(yàn)室對(duì)同一品牌同一型號(hào)水泥經(jīng)驗(yàn)總結(jié)分析統(tǒng)計(jì)水泥試驗(yàn)強(qiáng)度試驗(yàn)數(shù)據(jù)誤差產(chǎn)生的原因和提出實(shí)際檢驗(yàn)時(shí)應(yīng)注意的關(guān)鍵環(huán)節(jié)并分析改正方法，達(dá)到盡量避免水泥試驗(yàn)產(chǎn)生誤差的目的。

【關(guān)鍵詞】水泥強(qiáng)度試驗(yàn) 誤差 控制措施

1.引言

水泥是工程施工的重要施工原材料，而水泥的強(qiáng)度是評(píng)價(jià)水泥質(zhì)量的重要指標(biāo)，是劃分水泥強(qiáng)度等級(jí)的依據(jù)。水泥的強(qiáng)度是指水泥膠砂硬化試體所能承受外力破壞的能力，用MPa（兆帕）表示。它是水泥重要的物理力學(xué)性能之一，水泥的檢測(cè)和評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)會(huì)被更加關(guān)注。下面基于試驗(yàn)室對(duì)同一品牌同一型號(hào)水泥經(jīng)驗(yàn)總結(jié)分析統(tǒng)計(jì)水泥試驗(yàn)強(qiáng)度試驗(yàn)數(shù)據(jù)誤差產(chǎn)生的原因，提出實(shí)際檢驗(yàn)時(shí)應(yīng)注意的關(guān)鍵環(huán)節(jié)、控制方法。

2.水泥強(qiáng)度試驗(yàn)誤差產(chǎn)生的原因與控制方法

2.1水的稱(chēng)量。稱(chēng)量水的過(guò)程中要對(duì)以下三點(diǎn)尤其重視：確保使用225±1（g）范圍內(nèi)的量筒稱(chēng)量水，必須標(biāo)定量筒，在稱(chēng)量量筒之前，要用水將量筒浸濕，否則，試驗(yàn)的用水量會(huì)因?yàn)槲皆诟稍锏牧客脖谏系乃a(chǎn)生誤差。水泥強(qiáng)度試驗(yàn)的水灰比例會(huì)受到水泥和水稱(chēng)量準(zhǔn)確與否的影響，對(duì)確定強(qiáng)度等級(jí)造成偏差。

2.2試驗(yàn)人員：在水泥試驗(yàn)中，某一項(xiàng)單獨(dú)的試驗(yàn)應(yīng)由經(jīng)常負(fù)責(zé)此項(xiàng)試驗(yàn)的專(zhuān)門(mén)試驗(yàn)人員操作，避免因類(lèi)似攪拌鍋沾濕不一，振實(shí)前上料不均，操作時(shí)間間隔不一，試模刷油量不同，倒水時(shí)間長(zhǎng)短殘留杯壁水量不同甚至到刮料幅度和稱(chēng)料精確性等一系列容易忽略又可能對(duì)數(shù)據(jù)產(chǎn)生影響的行為發(fā)生。

2.3水泥膠砂振實(shí)臺(tái)的要求：試驗(yàn)室的水泥膠砂振實(shí)臺(tái)安裝不符合要求，也是產(chǎn)生誤差的原因之一。一般振實(shí)臺(tái)的問(wèn)題常常會(huì)出現(xiàn)在振實(shí)臺(tái)的頻率處。由控制器來(lái)控制它的振動(dòng)次數(shù)，在實(shí)際的試驗(yàn)過(guò)程中，讀數(shù)器多讀或少讀時(shí)有發(fā)生，直接導(dǎo)致過(guò)振或少振的發(fā)生，過(guò)振水泥試塊會(huì)出現(xiàn)離析現(xiàn)象，少振則有密實(shí)度不夠的現(xiàn)象形成。

2.4水泥試驗(yàn)儀器的要求：試驗(yàn)室在設(shè)備安裝后，必須經(jīng)過(guò)國(guó)家權(quán)威機(jī)構(gòu)對(duì)儀器設(shè)備進(jìn)行檢定或校準(zhǔn)并出示鑒定證明，明確檢定結(jié)果和使用期限后方可使用，確保設(shè)備安裝后的技術(shù)參數(shù)仍符合相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，從最根本處杜絕試驗(yàn)誤差的出現(xiàn)。

2.5試驗(yàn)用水的要求：在水泥試驗(yàn)中，水泥試驗(yàn)用水不統(tǒng)一，經(jīng)常更換，容易產(chǎn)生誤差。為此，規(guī)范試驗(yàn)用水，確保試驗(yàn)常態(tài)化統(tǒng)一化，從而減少誤差。其次，對(duì)水溫的要求很多試驗(yàn)員不以為然，冷的熱的即來(lái)即用即配即倒，造成多次試驗(yàn)數(shù)據(jù)產(chǎn)生不同的變化。對(duì)加水器具的標(biāo)定也非常重要，確保加水量的準(zhǔn)確無(wú)誤，從而避免因加水量的不準(zhǔn)產(chǎn)生不必要誤差。

2.6水泥試驗(yàn)壓力機(jī)：在水泥試驗(yàn)中，標(biāo)準(zhǔn)要求壓力機(jī)的加荷速率為2400±200N/s，這個(gè)要求其實(shí)對(duì)儀器還是比較高的。目前產(chǎn)生誤差主要是少數(shù)企業(yè)生產(chǎn)的全自動(dòng)壓力機(jī)實(shí)際精度不達(dá)標(biāo)，傳感器不敏感，造成試驗(yàn)結(jié)果誤差較大；其次，壓力機(jī)的加荷速率和靈敏度差別較大。特別3天抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)產(chǎn)生誤差相對(duì)大，在使用的壓力機(jī)中，真正能保證加荷速率的較少，應(yīng)認(rèn)真驗(yàn)證壓力機(jī)是否適應(yīng)新標(biāo)準(zhǔn)的要求，這是提高新標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)準(zhǔn)確性的重要途徑。

2.7水泥試體標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)箱：養(yǎng)護(hù)箱必須符合以下幾點(diǎn)要求才為合格：a.養(yǎng)護(hù)空間在0℃—35℃的環(huán)境下可以自動(dòng)控制在20℃±1℃范圍的溫度，且相對(duì)濕度≥90%。b.同一層左右兩側(cè)內(nèi)壁50mm處的溫度在一定控溫工作周期內(nèi)差別必須低于0.5℃，最上層和最下層空間的溫度極差要比0.8℃低。c.溫度顯示值與溫度傳感器固定位置的實(shí)測(cè)溫度相差必須低于0.5℃。d.應(yīng)在-3%RH～5%RH范圍內(nèi)控制好濕度顯示值與箱內(nèi)實(shí)測(cè)值的誤差。試件間的間距和試體上表面的水深要大于5mm；在同一養(yǎng)護(hù)池內(nèi)養(yǎng)護(hù)只能存在同一種水泥試件；在養(yǎng)護(hù)期間不能全部換水；在試件進(jìn)行強(qiáng)度試驗(yàn)的時(shí)候必須使用濕麻布覆蓋試件等。

2.8水泥試驗(yàn)環(huán)境條件方面：在水泥試驗(yàn)中試驗(yàn)室溫度應(yīng)保持20℃ 2℃，相對(duì)濕度≥50%的要求。水泥試驗(yàn)間的環(huán)境條件是誤差產(chǎn)生的多發(fā)地，溫度或濕度在養(yǎng)護(hù)過(guò)程中波動(dòng)較大，也會(huì)使試驗(yàn)的誤差較大。

3.水泥強(qiáng)度試驗(yàn)分析

基于試驗(yàn)室對(duì)20份同一品牌P.0 42.5水泥進(jìn)行水泥強(qiáng)度試驗(yàn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，水泥膠砂強(qiáng)度配合比設(shè)計(jì)采用GB/T2419-2005進(jìn)行摻配，即水泥450g+標(biāo)準(zhǔn)砂1350±5g+水225ml，水泥膠砂強(qiáng)度試驗(yàn)采用GB/T17671-1999中規(guī)定的試驗(yàn)方法試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果評(píng)定采用GB175-2007。本次主要統(tǒng)計(jì)分析的是3d和28d的水泥膠砂抗折分別（5.8，9.0）MPa，抗壓強(qiáng)度分別為（27.9，48.9）MPa。3d的抗折和抗壓強(qiáng)度變異系數(shù)超過(guò)6%，可認(rèn)為產(chǎn)品的質(zhì)量波動(dòng)性較大，或取樣不均勻性，或人員、儀器設(shè)備控制問(wèn)題，而28d的抗折和抗壓強(qiáng)度變異系數(shù)都控制在6%以?xún)?nèi)，說(shuō)明從標(biāo)準(zhǔn)角度而言試驗(yàn)的精確度滿(mǎn)足要求。在GB/T17671-1999（10.5條）檢驗(yàn)方法的精確性通過(guò)其重復(fù)性和再現(xiàn)性來(lái)測(cè)量，用變異系數(shù)表示，可要求不超過(guò)6%，單純的統(tǒng)計(jì)無(wú)法分析到操作人員和檢驗(yàn)儀器產(chǎn)生誤差的因素，但若從方差分析來(lái)看，我們用同一組檢測(cè)，通過(guò)分析確定組內(nèi)誤差結(jié)果可以看出試驗(yàn)人員或儀器設(shè)備誤差水平。重復(fù)性試驗(yàn)每組6個(gè)，20組的抗壓強(qiáng)度值 分別為（52.5，47.6，46.8，51.6，46.0，49.2，46.1，44.4，50.1，52.5，51.1，47.3，53.4，49.6，47.2，47.8，51.2，51.5，46.7，47.8） MPa，由計(jì)算可知20組的平均值 =48.9MPa，標(biāo)準(zhǔn)差 =2.544 ；20組 、 、 的平均值為分別為5866.4、1725129.54、13723.74。由計(jì)算可得總變差的平方和 為1035.099，總自由度 ：為119，計(jì)算條件（因素）變差的平方和 為732.849和自由度 ：100，計(jì)算得出試驗(yàn)誤差的平方和 為302.250，自由度 為100，計(jì)算得出均方 為38.571； 為3.022

從上面的計(jì)算結(jié)果我們可以從兩方面找出方差來(lái)源統(tǒng)計(jì)，其中組間偏差A(yù)，計(jì)算平方和為732.849，自由度為19，均方為302.250，組內(nèi)偏差e計(jì)算平方和為302.250，自由度為100，均方和為3.022，所以其標(biāo)準(zhǔn)差為1.739MPa，組內(nèi)變異系數(shù)為1.735/48.9=3.56%，變異系數(shù)在3%～5%之間，表明檢測(cè)人員的操作水平一般，試驗(yàn)儀器設(shè)備尚能滿(mǎn)足試驗(yàn)要求。如果提高試驗(yàn)人員的試驗(yàn)水平，或使用更精準(zhǔn)的試驗(yàn)儀器，力求試驗(yàn)變異系數(shù)控制在2%以?xún)?nèi)，結(jié)果更好。

4.結(jié)語(yǔ)

水泥試驗(yàn)的誤差有很多在試驗(yàn)過(guò)程中不知不覺(jué)的發(fā)生，水泥28d抗壓強(qiáng)度檢驗(yàn)值是評(píng)判水泥強(qiáng)度等級(jí)的一個(gè)主要指標(biāo)，影響28d抗壓強(qiáng)度檢驗(yàn)結(jié)果的因素主要有上文提出的8點(diǎn)要求。其中對(duì)檢驗(yàn)儀器設(shè)備、試驗(yàn)人員的質(zhì)量控制，可以使用組內(nèi)數(shù)據(jù)方差分析的方法測(cè)得其誤差估計(jì)值，用此估計(jì)值對(duì)檢驗(yàn)儀器、試驗(yàn)人員的工作質(zhì)量進(jìn)行評(píng)判和控制。試驗(yàn)環(huán)境、養(yǎng)護(hù)環(huán)境的質(zhì)量控制可以通過(guò)比對(duì)試驗(yàn)結(jié)果的方差分析，確定差異是否顯著。總之，對(duì)試驗(yàn)人員的操作水平規(guī)范管理、對(duì)試驗(yàn)儀器進(jìn)行嚴(yán)格的校準(zhǔn)和對(duì)試驗(yàn)環(huán)境進(jìn)行嚴(yán)格監(jiān)測(cè)，達(dá)到控制水泥試驗(yàn)誤差的良好效果。

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