影響水泥膠砂強(qiáng)度檢測(cè)結(jié)果的偏差因素分析

景步軍

（中設(shè)設(shè)計(jì)集團(tuán)股份有限公司，江蘇 南京 210014）

0 引言

水泥是基礎(chǔ)建設(shè)工程中應(yīng)用較為廣泛的結(jié)構(gòu)材料，水泥不但可以影響水泥混凝土的質(zhì)量，還會(huì)影響建筑物的使用壽命，所以應(yīng)該對(duì)水泥強(qiáng)度的各個(gè)影響因素進(jìn)行分析，判斷不同影響因素對(duì)水泥膠砂強(qiáng)度檢測(cè)結(jié)果的影響。文章中通過對(duì)人員、材料、設(shè)備、溫度以及方法這幾個(gè)變量的研究，討論了這些變量對(duì)水泥膠砂強(qiáng)度檢測(cè)結(jié)果的影響。

1 工程概況和試驗(yàn)材料

1.1 工程概況

本文的試驗(yàn)數(shù)據(jù)采集于某工程新建路段，整個(gè)施工路段長(zhǎng)為 5.6Km。在對(duì)工程進(jìn)行建設(shè)的過程中使用了大量的水泥，檢測(cè)中心為了保證施工的質(zhì)量，在工程為期兩年的建設(shè)過程中，對(duì)水泥進(jìn)行了 130多批次的質(zhì)量檢測(cè)，文章中挑選了幾個(gè)較為重要的影響因素進(jìn)行了分析。

1.2 試驗(yàn)材料

水泥的生產(chǎn)地為海螺水泥，其中水泥膠砂強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)值為：Rf28= 6.3 MPa，Rf3= 4.2 MPa，Rc28= 46.6 MPa，Rc3= 28.0 MPa，下文中統(tǒng)一稱為“標(biāo)準(zhǔn)值”。

2 試驗(yàn)影響因素的分析

2.1 人員的影響

人是水泥砂膠強(qiáng)度試驗(yàn)過程中不可或缺的一部分。試驗(yàn)人員的業(yè)務(wù)能力和技術(shù)水平會(huì)對(duì)試驗(yàn)的結(jié)果產(chǎn)生很大的影響。雖然在相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)試驗(yàn)的步驟進(jìn)行了規(guī)定，但是試驗(yàn)人員操作的差異還是會(huì)影響到試驗(yàn)的結(jié)果。表 1對(duì)不同試驗(yàn)人員與試驗(yàn)結(jié)果的關(guān)系進(jìn)行的統(tǒng)計(jì)，結(jié)果如下：

表1 水泥膠砂強(qiáng)度檢驗(yàn)比對(duì)結(jié)果

通過對(duì)表 1的結(jié)果分析可以看出，雖然四個(gè)試驗(yàn)人員的操作結(jié)果都符合試驗(yàn)誤差的要求，但是通過數(shù)據(jù)可以看出，不同試驗(yàn)人員的操作對(duì)試驗(yàn)結(jié)果還是有一定的差異的，對(duì)差異的原因分析主要如下：

（1）試驗(yàn)人員甲：在進(jìn)行試驗(yàn)之前，并沒有用濕布擦拭攪拌機(jī)的葉片和攪拌鍋。由于攪拌過程中部分水會(huì)附著在葉片和攪拌鍋上，如果不事先對(duì)器材進(jìn)行擦拭，就會(huì)拌和的時(shí)候記錄的用水量比實(shí)際的用水量小，從而使檢測(cè)出的水泥膠砂強(qiáng)度增大。

（2）試驗(yàn)人員乙：在對(duì)第3天的水泥膠砂試件的強(qiáng)度進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)，沒有嚴(yán)格遵守規(guī)范中的規(guī)定，對(duì)3d試件強(qiáng)度進(jìn)行檢測(cè)時(shí)間提前了6h，這就導(dǎo)致水泥的水化時(shí)間減少，從而使測(cè)出的3d水泥膠砂強(qiáng)度減小。

（3）試驗(yàn)人員丙：在對(duì)水泥膠砂試件進(jìn)行拆模的過程中，為了方便脫模將橡膠榔頭換成了鐵榔頭。水泥水化的初級(jí)階段如果遭受較大的荷載，就會(huì)導(dǎo)致水化物的結(jié)構(gòu)被破壞，從而使3d、28d的水泥膠砂強(qiáng)度減小。

（4）試驗(yàn)人員?。河捎谠撊藛T試驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)豐富、操作過程規(guī)范，從而減小了試驗(yàn)中的誤差，其測(cè)出的數(shù)據(jù)最接近水泥膠砂強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)值。

綜上，操作人員的水平和技術(shù)的差異會(huì)對(duì)水泥膠砂強(qiáng)度的檢測(cè)結(jié)果有不同程度的影響，為了減小試驗(yàn)中的誤差，我們應(yīng)該選擇有經(jīng)驗(yàn)的試驗(yàn)人員進(jìn)行檢測(cè)。

2.2 儀器的影響

制作水泥膠砂的工具主要有振實(shí)臺(tái)、攪拌機(jī)和試模，試驗(yàn)儀器的參數(shù)對(duì)試驗(yàn)結(jié)果有直接的影響。如果攪拌機(jī)葉片和攪拌鍋之間的間隙增大就會(huì)導(dǎo)致水泥膠砂攪拌的不夠充分，對(duì)試驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生影響。因此在相關(guān)的規(guī)范中規(guī)定了各個(gè)器具的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，便于試驗(yàn)的進(jìn)行。但是，不同廠家生產(chǎn)出的器械還是存在著微小的差異，因此在對(duì)振實(shí)臺(tái)和膠砂試模進(jìn)行選擇的時(shí)候應(yīng)該保證兩者能夠相互匹配，避免對(duì)試驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生不利影響。控制膠砂攪拌機(jī)、振實(shí)臺(tái)和水泥樣品等因素不變，調(diào)整成型試模的重量，并對(duì)其進(jìn)行試驗(yàn)，結(jié)果見表2。

表2 不同重量的膠砂試模對(duì)水泥膠砂強(qiáng)度檢測(cè)結(jié)果的影響

對(duì)表2中的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析后可知，重6.08kg的試模由于自身重量較小，在膠砂的下落過程中產(chǎn)生的沖擊力較小，導(dǎo)致振動(dòng)不夠緊實(shí)，使得試驗(yàn)結(jié)果3 d、28 d的水泥膠砂強(qiáng)度比標(biāo)準(zhǔn)值低。重為6.22kg的試模由于與振實(shí)臺(tái)的匹配度良好，所以在3 d、28 d的水泥膠砂強(qiáng)度和標(biāo)準(zhǔn)值之間的差距最小。重為6.48kg的試模由于重量較大，在膠砂的下落過程中產(chǎn)生的沖擊力較大，導(dǎo)致振動(dòng)過于緊實(shí)，跟標(biāo)準(zhǔn)值相比3 d、28 d的水泥膠砂強(qiáng)度較高。

2.3 材料的影響

水泥顆粒和空氣接觸的部分容易吸收空氣中的水分而產(chǎn)生水化結(jié)塊。所以在對(duì)水泥進(jìn)行試驗(yàn)之前，應(yīng)該使用0.9mm的方孔篩對(duì)水泥進(jìn)行過篩，從而保證水泥的顆粒穩(wěn)定性，均勻的水泥顆粒結(jié)構(gòu)是保證水泥膠砂強(qiáng)度檢測(cè)結(jié)果精確的前提條件。我們對(duì)過篩的水泥和未過篩的水泥分別進(jìn)行試驗(yàn)，得到表3的數(shù)據(jù)。

表3 樣品過篩與未過篩的強(qiáng)度結(jié)果對(duì)比

從表 3的數(shù)據(jù)中可以看出，沒有過篩的水泥樣品因?yàn)樵谶\(yùn)輸、存放以及取樣的過程中與空氣接觸產(chǎn)生水化結(jié)塊，導(dǎo)致樣品的顆粒不夠均勻。與此同時(shí)，水泥結(jié)塊后活性也會(huì)相應(yīng)的減小，使得3 d、28 d的水泥膠砂強(qiáng)度較低。

2.4 方法的影響

由于水泥膠砂強(qiáng)度試驗(yàn)的過程操作步驟較多且試驗(yàn)時(shí)間較長(zhǎng)。所以相關(guān)的規(guī)定中對(duì)試驗(yàn)過程的操作方法進(jìn)行了規(guī)范，但是由于方法的操作差異較大，試驗(yàn)的結(jié)果還是存在差異性。表 4對(duì)不同方法對(duì)水泥膠砂強(qiáng)度的影響情況進(jìn)行了總結(jié)，具體如下：

表4 不同操作方法測(cè)定的水泥膠砂強(qiáng)度檢測(cè)結(jié)果

從表 4中的數(shù)據(jù)可以看出，第一種方法，在刮平水泥膠砂試體的過程中因?yàn)闆]有根據(jù)規(guī)定中的近似90°的角度進(jìn)行刮平，這就使得膠砂試體的高度比試模頂部高，所以在試驗(yàn)的過程中，試件的受壓面積會(huì)相對(duì)增加，從而使3 d、28 d水泥膠砂試驗(yàn)強(qiáng)度結(jié)果增加。第二種方法，在對(duì)水泥膠砂試體進(jìn)行抹平的過程中由于進(jìn)行了多次的抹平，是試件的表面附著水泥漿，導(dǎo)致在終凝的過程中出現(xiàn)脫落的現(xiàn)象，使水泥的實(shí)際用量減小，所以3 d、28 d水泥膠砂的強(qiáng)度結(jié)果減小。

2.5 溫度的影響

在對(duì)水泥膠砂強(qiáng)度進(jìn)行試驗(yàn)的過程中，應(yīng)該將試驗(yàn)室的溫度保持20℃±2℃的范圍內(nèi)，且空氣的相對(duì)濕度不應(yīng)該小于 50%，與此同時(shí)，水泥樣品、標(biāo)準(zhǔn)砂、拌和用水以及試驗(yàn)器具的溫度都應(yīng)該和試驗(yàn)室的溫度保持一致。不同溫度的拌合水對(duì)水泥膠砂試驗(yàn)強(qiáng)度結(jié)果的影響主要見表5。

表5 試體成型時(shí)不同的拌和水的溫度對(duì)強(qiáng)度結(jié)果的影響

從表5的試驗(yàn)數(shù)據(jù)中可以看出，當(dāng)拌和水的溫度是15℃的時(shí)候，由于成型的溫度較低，所以水泥的水化的過程會(huì)相應(yīng)的減小，從表中可以看出，在3d時(shí)的水泥膠砂試件的強(qiáng)度值比標(biāo)準(zhǔn)值小，而在 28d時(shí)水泥膠砂試件的強(qiáng)度值與標(biāo)準(zhǔn)值的差距較小。當(dāng)拌和水的溫度為20℃的時(shí)候，從數(shù)據(jù)中可以看出，3d和28d的水泥膠砂試件的強(qiáng)度值和標(biāo)準(zhǔn)值較為接近。當(dāng)拌和水的溫度為25℃的時(shí)候，由于成型過程的溫度較高，從表中可以看出，在3d時(shí)的水泥膠砂試件的強(qiáng)度值比標(biāo)準(zhǔn)值大，而在 28d時(shí)水泥膠砂試件的強(qiáng)度值與標(biāo)準(zhǔn)值的差距較小。由上述情況可以看出，拌和水的溫度只會(huì)對(duì)3d水泥膠砂試件的溫度產(chǎn)生相應(yīng)的影響。所以，在進(jìn)行水泥膠砂試驗(yàn)的過程中我們應(yīng)該將室溫控制在一個(gè)合理的范圍內(nèi)。

3 結(jié)語(yǔ)

水泥膠砂強(qiáng)度進(jìn)行檢驗(yàn)的過程中，因?yàn)楦鞣N因素的影響可能會(huì)使試驗(yàn)檢測(cè)出的結(jié)果出現(xiàn)偏差。檢測(cè)人員應(yīng)該不斷提高自身的素質(zhì)，對(duì)試驗(yàn)中出現(xiàn)的偏差原因進(jìn)行總結(jié)和分析，在檢測(cè)的過程中試驗(yàn)人員應(yīng)該嚴(yán)格控制各項(xiàng)影響因素，減小試驗(yàn)過程中的誤差。本文只是對(duì)影響水泥膠砂強(qiáng)度的部分因素進(jìn)行了描述，而真正的影響因素遠(yuǎn)遠(yuǎn)不止這些。所以試驗(yàn)人員應(yīng)該一邊探索一邊進(jìn)步，使水泥膠砂強(qiáng)度試驗(yàn)的檢測(cè)結(jié)果更加的準(zhǔn)確。