水泥快速试验方法的研究实践

杨辉，潘隽杰，蒋睿，陈强，陆涛，田原

（上海建科检验有限公司，上海 201108）

水泥快速试验方法的研究实践

杨辉，潘隽杰，蒋睿，陈强，陆涛，田原

（上海建科检验有限公司，上海 201108）

为了满足水泥检验合格后再使用的要求，实现工程质量事前控制，故本试验研究了采用蒸汽养护代替标准养护的水泥强度快速试验方法。在大量试验数据基础上，对快速试验方法得到的 1d 强度与标准试验方法得到的 28d 强度进行线性回归，得出快速试验方法的 28d 强度推定公式。相关性计算表明，快速试验方法具有较好的准确性及可行性。

水泥；快速试验；蒸汽养护

1 研究背景

水泥是一种极其重要的建筑材料，水泥质量的好坏关系到建设工程安全性和长久性。我国是水泥生产大国，水泥产量已连续 20 多年位居世界第一，为国家的经济发展做出了巨大贡献[1-2]。近些年，随着我国国民经济的飞速发展和对高能耗、高污染等小水泥生产企业的关、停、并、转，使得在水泥产业结构、产品结构、技术结构和规模结构等方面都取得了很大的成果。全国现有各类水泥生产企业 5 千余家，其中新型干法水泥生产线已占八成以上[3]。因此，水泥的产品质量总体来说还是比较稳定的。

由于水泥的特殊性质，检验结果需待 28d 龄期。因此若发生结果不合格，会给工程带来诸多麻烦或损失。为了满足水泥合格后再使用的要求，实现工程质量事前控制，我们通过对 JC/T738—2004 《水泥强度快速检验方法》的验证，确立 1d 快速试验方法和 28d 标准养护方法的关系式，达到通过1d 的强度试验来推断出 28d 强度的目的，为建设工程上水泥质量控制和管理部门有效监管起到辅助的作用。

2 文献综述

水泥是一种水硬性胶凝材料，其具有良好的粘结性和可塑性，有较高的抗压强度，可以与砂、石、水等配合而成混凝土。

GB/T17671—1999《水泥胶砂强度检验方法（IOS法）》中将龄期为 28d 的抗压强度数值定性为水泥强度等级。由于GB175—2007《通用硅酸盐水泥》标准规定，当所有试验项目全部通过，才能判定为合格。所以一个检验周期起码需要28d。如果要看到一份完整的检验报告，就需要等待 28d。这就大大影响了施工进度，

而对于混凝土搅拌站来说，28d 强度不但要达到国家标准规定的指标，还要达到设计强度的要求。因此水泥强度的快速测定是目前国内混凝土现代化施工实行全面质量管理必须解决的课题之一。

2.1 目前国内快速测定水泥强度的方法

化学法：根据水泥中矿物的组成，测定 C3A、C2A、C3S、C2S、C4AF 等含量，推测水泥 28d 的强度。

物理法：把水泥、ISO 标准砂和水按一定比例制成试块，测定其强度。

数学法：把物理法和化学法结合起来，用数据处理回归计算推测出强度值。

2.2 几种水泥强度快速测定的物理方法

JC/T738—2004《水泥强度快速检验方法》；促凝压蒸法；热烘养法；JC/T738—2004 《水泥强度快速检验方法》。

本方法是按 GB/T17671—1999《水泥胶砂强度检验方法（IOS法）》有关要求制备 (40×40×160)mm 胶砂试体，采用 55℃ 湿热养护加速水泥水化 24h 后进行抗压强度试验，从而获得水泥快速强度。通过水泥快速强度，推定标准养护条件下水泥 28d 抗压强度。

试验所需使用的仪器有：水泥胶砂搅拌机、振实台、试模、恒温恒湿养护箱、湿热养护箱、压力试验机以及抗压夹具等，均需符合 GB/T17671—1999《水泥胶砂强度检验方法（IOS法）》的规定。湿热养护箱，温度精度应不大于±20℃，相对湿度大于 90% 。

试件成型应完全按照 GB/T17671—1999 的相关规定进行，包括试验室温湿度的控制。在试件成型后，应立即连同试模放入恒温恒湿养护箱内预养 4h±15min；然后将带模试体放入湿热养护箱内的试体架上，盖好箱盖，并在1.5h±10min内等速升温至 55℃，并在 （550±20）℃ 下恒温 18h±10min 后停止加热；取出试模，在试验室中冷却(50±100)min 后脱模；每次试验从试体养护到脱模的总体时间相差不宜超过 ±30min。

脱模后应立即按 GB/T17671—1999 的有关规定进行抗压强度试验，得到水泥快速强度 R快，再通过一系列的理论计算得到 R28预。

3 实验结果与分析

我们采用的方法是：JC/T738—2004 《水泥强度快速检验方法》。

我们通过一系列的实验，得到大量的实验数据，再代入下列的公式中来推定水泥 28d 抗压强度和比较分析推定结果的准确性。

3.1 水泥 28d 抗压强度的推定

（1）28d 抗压强度的推定公式为：

R28预＝a×R快＋b

式中：

R28预－－水泥 28d 抗压强度的推定值，MPa；

R快－－水泥快速抗压强度，MPa；

a、b－－待定系数。

（2）a、b 推定待定系数的确立：

3.2 推定公式的可靠性

为了确保水泥快速强度方法的精确性，需要同一试验室得出的水泥快速强度值满足变异系数应不大于 3% 的要求。

式中：

r——推定公式相关系数；

S——标准偏差。

3.3 推定结果的精度 Sx

我们通过实验得到实验参数：R快和 R28实。然后通过计算得到的 R28预与 R28实进行比较分析来判断方法的准确性。实验数据与理论计算得到的数据见表1。

通过表1 所示的数据，建立了下面的数据模型。

（1）根据标准给出公式计算推定公式待定系数a＝1.05，b＝21.20

（2）建立推定方程R28预=a×R快＋b = 1.05R快+ 21.20

（3）方法可靠性评定

1）推定方程相关系数 r 的计算值

2）剩余标准偏差 S 的计算值

由于相关系数 r 为 0.83，且剩余标准偏差 S 与强度平均值的相对百分数为 6.9%（小于7.0%），故所建推定方程可以使用。

3.4 结果推定的精度

设某样品测定快速强度 R快0= 28MPa，代入推定公式可得 R28预= 50.6 MPa。代入试验精度公式中计算 Sx=3.7MPa。即 28d 水泥强度推定结果有 95% 的概率在[50.6-2×3.7， 50.6+2×3.7] 内。从而可以看出，快速水泥推定方法对大部份水泥是具有可行性的，通过一天快速水泥的强度能基本准确推定出 28d 的水泥强度值。

4 结论

我们采用的方法是 JC/T738—2004 《水泥强度快速检验方法》。通过整个实验研究过程，对水泥强度快速检验方法有了深入的了解。

（1）标准中要求试验组数应不小于 30 组，我们做的实验数据大于 30 组，能够很好地说明实验符合JC/T738—2004《水泥强度快速检验方法》标准的要求，实验得到数据的准确性得到保证。

（2）剩余标准偏差 S=3.61MPa。S 与强度平均值的相对百分数为 6.9%＜7.0%，说明了我们建立的数据模型是准确的。Sx=3.7 MPa 表明推定结果有 95% 的概率在[50.6-2×3.7，50.6+2×3.7] 内，说明了本方法的准确性。

（3）通过一定数量的实测数据与理论数据可以看出，JC/T738—2004《水泥强度快速检验方法》对大部份水泥是具有可行性的，通过一天快速水泥强度能基本准确推定出 28d的水泥强度值。

随着数据的逐步丰富，可以进一步修正公式，推定值也将更加接近 28d 实测值。通过快速水泥强度检测来判定水泥是否合格，完全可以实现水泥检验后再使用的要求。对于工程质量控制能够起到有效的辅助作用，并能完全避免因不合格带来的损失。

表1 快速试验结果汇总

[1] 孔祥忠．中国水泥工业转变发展方式的思路探讨[J]．中国水泥，2012(1)：15-18．

[2] 周鸿锦．2012 年中国水泥行业运行状况探讨分析[J]．中国水泥，2013(1)：14-16．

[3] 顾阿伦，史宵鸣，汪澜，等．中国水泥行业节能减排的潜力与成本分析[J]．中国人口·资源与环境，2012,22(8)：16-21.

［通讯地址］上海市闵行区申旺路 519 号 13 号楼中门（201108）

Research practice on quick cement strength test

Yang Hui, Pan Junjie, Jiang Rui,Chen Qiang, Lu Tao, Tian Yuan
(Shanghai Jianke Technical Assessment of Construction Co., Ltd. Shanghai 201108)

In order to satisfy the requirement of using qualified cement and realize the management of the project quality, quick cement strength test which adopting steam curing instead of standard curing was studied. Based on a large number of experimental data, linear regression of 1d compressive strength derived from quick test and 28d compressive strength derived from standard test was done. A constructive formula of 28d strength was obtained and the correlation coefficient showed the quick test has better accuracy and feasibility.

cement; quick test; steam curing

杨辉 ，男，工程师，上海建科检验有限公司。