试验室测定水泥强度的要素控制

2012-08-15李春苗

河北建筑工程学院学报 2012年1期

李春苗

（张家口市建设工程质量检测中心，河北张家口075000）

1 引言

试验室是向社会出具具有证明作用的数据和结果的检测机构，应保证其出具的数据和结果公正，准确，稳定，可靠.水泥作为试验室的一项常规试验项目，通过这一具体的工作反映整个试验室的技术能力和管理水平.从开始检测前的准备工作到检测完毕出具报告，对整个质量活动影响的因素是很多的，包括人员，设备，环境条件，检测方法，抽样及样品的处置等.检测结果准确与否，是质量体系运行中对各种因素控制好坏的综合反映.

2 仪器设备

试验室所用的设备的技术指标和功能应满足要求，量程和精度应符合标准规定.试验室应对仪器设备进行维护与保养，使在用仪器设备始终处于完好状态.

影响水泥强度试验的主要仪器设备有胶砂搅拌机，水泥胶砂振实台，抗折试验机，抗压试验机，抗压夹具等.

2.1 行星式水泥胶砂搅拌机

搅拌叶片与搅拌锅底、锅壁的工作间隙为3 mm±1 mm，间隙偏大，锅底粘住的水泥胶砂得不到充分搅拌；间隙偏小，搅拌叶容易碰锅或打碎砂粒，影响检验结果的准确性.在使用一定时间后应按照标准规定进行必要的调整.

2.2 振实台

振实台用地脚螺丝固定在基座上，安装后用水平仪测量确保仪器水平.振实台振幅为15 mm±0.3 mm若太大会使强度结果偏高，太小强度结果偏低.台盘装上空试模后包括臂杆，模套和卡具总质量为20±5 kg，若重量超重会使胶砂下落时冲击增大，使其振动过密实，使强度偏高，反之会使强度结果偏低.

为达到良好的振实效果.应定期用标准块检定振实台的振幅.当凸轮能通过，证明下落的高度增大，此时检验结果就会偏大.

2.3 抗折机

可能出现的问题：两个支撑圆柱不在同一水平面上，与试体长度方向不垂直或加荷圆柱未处于两支撑圆柱中央，与其平行.支撑圆柱不活动要比活动支撑圆柱的试验结果有偏离.

2.4 全自动压力机

加荷速度以2400±200 N／S的速度保持恒定，直至破坏.应使用恒应力抗压试验机，以保持加荷速度稳定.在操作时要注意观察加荷速率的指令范围是否满足需要.

2.5 抗压夹具

要经常检查球座是否灵活，是否能够自由转动，特别是在试验加荷时不能使上压板发生移动.有条件的试验室最好配置一个经过仔细检验而又不常用的对比抗压夹具，隔一定时间用它来与常用的抗压夹具进行对比，以发现常用夹具存在的问题.

要定期对仪器设备进行计量检定或自检，以保证仪器设备性能指标始终处于技术标准要求范围.若仪器设备出现任何偏离或异常，应立即停止使用该仪器设备，直至修复后，经检定，校准等方式证明功能指标已恢复方可投入使用.

3 标准物质

水泥试验用的标准砂作为标准物质，应做好验收工作，并建立供货验收记录，注意正确地处置，存储和使用，防止设备和标准物质的任何缺陷对检测结果准确性的影响.GB17671规定用的标准砂每盘用量为1350±5 g，有时砂袋包装不严密有漏砂现象，因此每次使用之前都要进行称量并符合要求后再使用，不能使用质量不在标准范围的标准砂.另外，砂的湿含量标准里也有要求，不能超过0.2%.因此要防止标准砂受潮，否则的话湿砂会卡在加砂漏斗里下不去，造成砂量不够，影响水泥强度.

4 环境条件

试验室环境温度和湿度对水泥强度影响很大.GB17671规定试验室环境温度为20±2℃，湿度应大于50%；养护箱温度20±1℃，湿度大于90%；养护水温20±1℃.

1）温度的影响：温度是决定水泥水化作用速度快慢的重要条件.养护温度高，水泥早期水化速度快，早期强度就高，而后期强度增长率会低.相反，在较低温度养护下水泥水化缓慢，早期强度低，但因后期水化产物较致密均匀，从而可获得较高的后期强度.

2）湿度的影响：试验室环境湿度适宜，水泥水化反应能顺利进行，水泥强度得以充分发展.若环境湿度较低，水泥不能正常进行水化作用，就会严重影响水泥强度的形成.试验室应具备相应的设备设施，监测和控制环境条件，使环境条件始终保持在标准规范要求的范围内，避免影响检测结果的质量和准确性.对环境条件的监控应及时予以记录，并保证记录的真实有效.

5 抽样及样品的处置

用于水泥强度试验的样品应按照抽样原则进行抽样.抽样要有代表性，可以连续取，也可以从20个以上不同部位取等量样品.抽取的样品应搅拌均匀后分成两份.一份作为试验样，一份作留样备用，样品应储存在密闭干燥的容器中，防止接触空气受潮结块.水泥样品的保存不要超过三个月，超过三个月的水泥强度会随着时间的推移而下降.

6 检验方法

检验人员应严格按照标准要求，操作规程进行操作.在水泥试验过程中，一些细节性的操作对结果质量存在影响.

6.1 成型过程

检验水泥强度等级时，各种不规范的操作方法对水泥强度等级的检验结果均有一定的影响，其中搅拌锅升不到位，搅拌叶片与搅拌锅间隙过大对水泥强度检验的结果影响较大.搅拌机使用一段时间后，由于机械部分的磨损，使搅拌锅常常升不到位，搅拌机叶片与搅拌锅间隙逐渐变大，在振实成型的过程中未被搅起的胶砂料往往装在试模第2层上表面，最终被刮抹掉，实际装入试模中的胶砂料中用水量增大，水泥量减小，导致强度降低；或锅底未搅起的胶砂料不均匀地装入三联试模中，使试体强度离散性变大，导致数据无效.

水泥胶砂试样振实后，用一金属直尺以横向锯割动作慢慢将高出试模胶砂刮去，并以近乎水平的情况下一次将试体表面抹平.若在此操作过程中多次抹平会在试样表面施加了力的作用，对试块强度将产生影响.刮平时，若在此时用力不均，可能使试体中出现裂纹或缺损，导致强度偏低.当钢尺斜刮水泥胶砂试体时，钢尺变形向上鼓起，导致试体尺寸偏大，钢尺斜刮试体测得强度偏高.

6.2 养护过程

应严格控制试验温度及湿度，温湿度对试验数据的准确性影响非常大.养护箱内放置试模的篦板要保持水平，可用水平仪进行测量，若有倾斜会造成试块分布不均匀现象，从而影响试块的强度值及其均匀性.试体在养护水槽中彼此应保持一定间距，试体上表面水深不得小于5 mm.同时要保持一定水位，并随时添加水量.用恒温水保持恒定水位，不允许在养护期间全部换水.当水泥胶砂试体从养护池中取出，不用湿抹布覆盖，又未及时破型，干燥收缩使其产生微裂纹，导致抗折强度下降.

6.3 破型过程

脱模时一定要小心，不可用锤敲打试模侧壁，以防振动对试体造成损坏.胶砂试体1 d强度较低，用榔头脱模时若用力过大，就会造成试体产生裂纹，导致抗折强度严重下降.所以拆模最好采用脱模器.抗折时应抹去试体表面附着的水分和砂粒，根据水泥强度等级来抬高杠杆.加荷应平稳，均匀无冲击颤动；丝杆运转灵活，无卡住现象，使试体折断时杠杆应尽量接近触点.经常检查抗折机夹具是否符合标准要求，检查杠杆的灵敏度，杠杆灵敏感度越高，越能正确反映抗折强度.

折断后的试块抗压时，先将水泥夹具放在抗压机中心座上，试块侧面紧靠夹具的定位销，棱柱体露在压板外的部分约有10 mm.保证在2400±200 N／S速率均匀的加荷直至破坏.在进行抗压试验时，每压完一块应先用毛刷把抗压夹具里上下压板清理干净，试块用湿毛巾擦拭清洁后，再放入抗压夹具中，避免砂粒等残留于压板上的物质影响下一块抗压结果的准确性.

7 检测人员及试验室管理

在影响水泥胶砂强度检验的诸多因素中，检验人员的操作技能及知识技能对检测结果的影响很重要，所以必须进行重点控制.要想使检验结果具有公正性，水泥检验室人员应相对固定，以老带新，树立起严格执行现行标准的观念，精读标准，熟练掌握每一项操作要领，熟悉所用仪器设备性能，了解仪器设备易常出现的故障，养成在使用仪器之前应当先检查仪器正常与否，发现问题及时处理.发现异常数据应立即停止试验，分析原因，及时解决.水泥检验室温度、材料温度、养护温湿度等，应保证每天至少记录1次，确保能及时发现温湿度异常现象.

试验室应对从事抽样，检测和标准签发报告以及操作设备等工作人员，进行相应的教育，培训，要求技术人员持证上岗，培训内容应与其所承担的任务相适应.对使用正在培训中及新上岗的人员，应对其进行监督，确保其不会对检测结果质量造成不利影响.