水泥企業(yè)與工地試驗室水泥強(qiáng)度偏差原因查找

賈兆義，李縣軍（堯柏特種水泥集團(tuán)有限公司，陜西 西安710100）

0 前言

水泥企業(yè)與工地試驗室檢驗水泥抗壓強(qiáng)度數(shù)據(jù)往往存在異常偏差，尤其是工地試驗室持續(xù)檢測水泥強(qiáng)度嚴(yán)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(jìn)度，而且會對水泥企業(yè)聲譽(yù)、產(chǎn)品銷售造成負(fù)面影響。水泥質(zhì)量性能檢測指標(biāo)分為化學(xué)分析和物理檢測兩個方面，化學(xué)分析通過標(biāo)準(zhǔn)溶液、標(biāo)準(zhǔn)樣檢驗比對可快速地分析出數(shù)據(jù)的準(zhǔn)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(qiáng)度檢測受檢試塊成型操作手法、齡期、養(yǎng)護(hù)環(huán)境溫濕度、設(shè)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(jù)工地試驗室現(xiàn)場實際，快速查找出不同試驗室水泥強(qiáng)度較大偏差的原因，協(xié)助工地試驗室規(guī)范化試驗檢測，達(dá)到雙方共同認(rèn)可，是水泥及混凝土工程技術(shù)人員不可回避的現(xiàn)實問題。筆者結(jié)合兩起典型案例及工作實踐總結(jié)不同試驗室水泥強(qiáng)度較大偏差查找方法，供業(yè)內(nèi)同行處理類似問題參考。

1 水泥強(qiáng)度偏差案例

1.1 案例一

LY鐵路施工時某標(biāo)段工地試驗室反映P·O42.5水泥28d抗壓強(qiáng)度檢測結(jié)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(qiáng)度不足。為此我公司高度重視，委派專業(yè)技術(shù)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(fā)現(xiàn)該工地試驗室水泥28d抗壓強(qiáng)度檢測值比我公司普遍偏低6.5～8.0MPa，遠(yuǎn)大于T/CBMF 17—2017《水泥生產(chǎn)企業(yè)質(zhì)量管理規(guī)程》“試驗允許誤差表”D.1中不同試驗室抗壓強(qiáng)度誤差±7%范圍，屬于較大系統(tǒng)誤差，并非個別數(shù)據(jù)檢測差異。

現(xiàn)場對工地試驗室檢測設(shè)備設(shè)施、檢測環(huán)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(jié)構(gòu)與國標(biāo)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(biāo)準(zhǔn)GB/T17671 4.2.5規(guī)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?，F(xiàn)場查看試驗?zāi)z砂破型的抗折試塊斷面大氣孔較多，對試塊強(qiáng)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(biāo)準(zhǔn)抗壓夾具和工地試驗室抗壓夾具進(jìn)行比對，以工地試驗室28d齡期試塊，兩臺夾具強(qiáng)度偏差5.5 MPa，屬于設(shè)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(shù)人員試塊強(qiáng)度檢測手法在誤差范圍。安排雙方技術(shù)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(biāo)準(zhǔn)抗壓夾具進(jìn)行對比試驗（經(jīng)排查工地試驗室標(biāo)準(zhǔn)砂正常），工地試驗室與我公司技術(shù)人員水泥強(qiáng)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(biāo)準(zhǔn)要求重新制作，新購買國家建筑材料科研院標(biāo)準(zhǔn)抗壓夾具，一個半月后對同幾個批次水泥比對檢測數(shù)據(jù)，雙方試驗室不同齡期水泥強(qiáng)度檢測偏差值降到1.0 MPa以內(nèi)，符合T/CBMF 17—2017《水泥生產(chǎn)企業(yè)質(zhì)量管理規(guī)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(jìn)雙方試驗室技術(shù)人員交流學(xué)習(xí)，增強(qiáng)試驗檢測定期溝通機(jī)制，確保水泥在混凝土工程中正常使用，達(dá)到了預(yù)期效果。

1.2 案例二

AN高速公路某標(biāo)段工地實驗室檢測P·O42.5水泥、P·O52.5水泥3d、28d抗壓強(qiáng)度檢測結(jié)果比我公司偏低4.0～5.0MPa，28d抗壓強(qiáng)度檢測結(jié)果比我公司檢測偏低8.5～10.5MPa，甚至個別批次水泥280d強(qiáng)度值低于GB—2007國標(biāo)。對此我公司安排專業(yè)技術(shù)人員現(xiàn)場試驗室排查發(fā)現(xiàn)存在以下幾方面：一是膠砂攪拌機(jī)葉片與攪拌鍋鍋底間隙偏大，不符合T/CBMF 17—2017《水泥生產(chǎn)企業(yè)質(zhì)量管理規(guī)程》表A.1對化驗室儀器設(shè)備技術(shù)及精度要求?，F(xiàn)場量測葉片與鍋底間隙4.7mm，超出3±1mm范圍，從而導(dǎo)致攪拌水泥膠砂漿體不均勻，這是檢測數(shù)據(jù)不均勻和結(jié)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(xiàn)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(shù)據(jù)不均勻及結(jié)果偏低又一重要因素。

表1 化驗室儀器設(shè)備技術(shù)要求及精度和實際量測值

工地試驗室認(rèn)可上述存在問題，并及時聯(lián)系有資質(zhì)的計量檢定機(jī)構(gòu)對水泥膠砂攪拌機(jī)檢定，對葉片與攪拌鍋鍋底間隙校準(zhǔn)，經(jīng)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(xù)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(qiáng)度檢測誤差1.5～2.0MPa，該標(biāo)段工地實驗室檢測水泥3d、28d抗壓強(qiáng)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(qiáng)度數(shù)據(jù)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(guān)技術(shù)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(qiáng)度檢測數(shù)據(jù)偏差的因素

2.1 檢測設(shè)備

（1）抗折及抗壓機(jī)。定期邀請有資質(zhì)的設(shè)備儀器檢定單位對試驗室設(shè)備儀器現(xiàn)場進(jìn)行鑒定，必須計量鑒定合格，符合相關(guān)計量規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)要求。

（2）振實臺。水泥膠砂試塊成型振實臺，要求基座按規(guī)定用足夠強(qiáng)度的混凝土澆注，體積及尺寸滿足國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T17671 4.2.5規(guī)定要求。振實臺安裝要穩(wěn)固，不能加墊各種緩沖材料，底座和混凝土接觸密實；機(jī)座六個螺絲最好是預(yù)埋施工，穩(wěn)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(biāo)準(zhǔn)要求。

（3）膠砂攪拌機(jī)。行星式攪拌機(jī)葉片與攪拌鍋鍋底間隙，葉片與鍋壁工作間隙3±1mm標(biāo)準(zhǔn)要求，攪拌葉片的轉(zhuǎn)速低速擋、高速擋的自傳、公轉(zhuǎn)符合要求，且運行平穩(wěn)，設(shè)備完好。

（4）養(yǎng)護(hù)箱。養(yǎng)護(hù)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(shù)據(jù)準(zhǔn)確，經(jīng)常檢查加濕器、水箱，干濕盒內(nèi)不要斷水，盒內(nèi)紗布要定期更換，避免養(yǎng)護(hù)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(guān)規(guī)范及GB/T1346及GB/T17671標(biāo)準(zhǔn)要求。

2.3 標(biāo)準(zhǔn)物（器具）

（1）標(biāo)準(zhǔn)砂。標(biāo)準(zhǔn)砂由粗、中、細(xì)三級配成，其主要技術(shù)指標(biāo)，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(biāo)準(zhǔn)砂為福建平潭，通稱平潭標(biāo)準(zhǔn)砂。國家發(fā)改委制定發(fā)布《水泥強(qiáng)度檢驗用標(biāo)準(zhǔn)砂管理辦法》明確“廈門艾思?xì)W標(biāo)準(zhǔn)砂有限公司為國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)砂的唯一定點企業(yè)”；“標(biāo)準(zhǔn)砂實行統(tǒng)一定點經(jīng)銷制度，各省級定點經(jīng)銷單位負(fù)責(zé)本轄區(qū)的標(biāo)準(zhǔn)砂經(jīng)銷工作?！蔽沂?biāo)準(zhǔn)砂的唯一一家標(biāo)準(zhǔn)砂定點銷售單位設(shè)在省級質(zhì)檢中心，除此之地外購買標(biāo)準(zhǔn)砂質(zhì)量很難保證。

（2）抗折及抗壓夾具。要求動件靈活、尺寸準(zhǔn)確、磨損小、材質(zhì)硬度達(dá)標(biāo)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(lián)試模模腔長度、寬度、高度等尺寸以及試模重量等達(dá)標(biāo)，外觀符合規(guī)范要求不變形。

（4）養(yǎng)護(hù)條件。成型后對試模做標(biāo)記，帶模水平放置在養(yǎng)護(hù)箱或養(yǎng)護(hù)室中養(yǎng)護(hù)，直到規(guī)定脫模時間（大多為24h）脫模。成型室為20±2℃，濕度大于50%，養(yǎng)護(hù)箱溫度20±1℃，濕度≥90%，養(yǎng)護(hù)室內(nèi)養(yǎng)護(hù)水溫度20±1℃，試件間隔至少為10～20mm，需要時及時補(bǔ)充水量，但不允許養(yǎng)護(hù)期間換水。

（5）水質(zhì)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(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》GB5749國家標(biāo)準(zhǔn)。

2.4 操作手法

試驗室操作人員經(jīng)專業(yè)培訓(xùn)上崗，試驗操作要按標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，手法熟練穩(wěn)定，水泥膠砂試驗成型的撥料片和刮平尺符合標(biāo)準(zhǔn)要求，試驗壓力機(jī)加荷速率符合2 400±200 N/s規(guī)范。

3 水泥強(qiáng)度偏差查找方法

一旦試驗室檢測強(qiáng)度存在較大偏差，應(yīng)及時派有經(jīng)驗的企業(yè)物檢人員前往工地試驗室，帶上國家建材研究院生產(chǎn)并校驗合格的標(biāo)準(zhǔn)夾具、正品標(biāo)準(zhǔn)砂、標(biāo)準(zhǔn)溫度計、測鍋壁間隙的工具、測量振實臺振幅的器具。根據(jù)不同試驗室水泥強(qiáng)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(fā)現(xiàn)問題并及時糾正，獲得對方試驗室認(rèn)可，及時解決水泥強(qiáng)度檢測數(shù)據(jù)的偏差大問題。

（1）現(xiàn)場查檢驗臺帳，分析判斷數(shù)據(jù)偏差是系統(tǒng)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(tǒng)誤差，則要進(jìn)一步進(jìn)行核實。

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

（3）進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)物（件）比較比對。先用企業(yè)和工地試驗室不同的抗折抗壓夾具對養(yǎng)護(hù)3d、28d兩個大致齡期的試塊進(jìn)行測試，即可判斷工地試驗室抗折抗壓夾具是否合格。標(biāo)準(zhǔn)砂的判定可在操作過程中進(jìn)行。

（4）操作手法比對可讓企業(yè)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(fā)現(xiàn)操作差異，并用標(biāo)準(zhǔn)方法進(jìn)行糾正，此過程也可同時比較出標(biāo)準(zhǔn)砂的差異。具體做法是讓企業(yè)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(jié)果發(fā)現(xiàn)手法和砂子的偏差，為進(jìn)一步判別檢測誤差關(guān)鍵點創(chuàng)造條件。一般通過1d的強(qiáng)度差異，就可分析出手法和標(biāo)準(zhǔn)砂的差異大小，3d和28d強(qiáng)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(jī)不同壓力顯示段計量鑒定結(jié)果差異，可用同一組試塊不同試驗室進(jìn)行抗壓強(qiáng)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(shè)備再進(jìn)行一次計量鑒定，當(dāng)然這種情況一般很少出現(xiàn)。

4 結(jié)語

水泥企業(yè)化驗室長期進(jìn)行水泥質(zhì)量性能檢測，經(jīng)常參加國家、地方各級質(zhì)檢部門組織的水泥檢測能力驗證比對，水泥強(qiáng)度檢測數(shù)據(jù)一般是準(zhǔn)確、可靠。工地試驗室由于工程特點，設(shè)備儀器、試驗環(huán)境、檢測人員流動變化大，水泥強(qiáng)度檢測數(shù)據(jù)相對偏差較大。因此，水泥企業(yè)與工地試驗室檢驗水泥強(qiáng)度數(shù)據(jù)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(qiáng)度偏差就屬于系統(tǒng)誤差。只要雙方能夠及時溝通，快速找到雙方檢測數(shù)據(jù)異常原因，確保試驗室檢測強(qiáng)度數(shù)據(jù)客觀、準(zhǔn)確、可靠，從而為項目工地水泥混凝土生產(chǎn)應(yīng)用及質(zhì)量管控起到保駕護(hù)航作用。