影响水泥胶砂强度检测结果的偏差因素分析

景步军

（中设设计集团股份有限公司，江苏 南京 210014）

0 引言

水泥是基础建设工程中应用较为广泛的结构材料，水泥不但可以影响水泥混凝土的质量，还会影响建筑物的使用寿命，所以应该对水泥强度的各个影响因素进行分析，判断不同影响因素对水泥胶砂强度检测结果的影响。文章中通过对人员、材料、设备、温度以及方法这几个变量的研究，讨论了这些变量对水泥胶砂强度检测结果的影响。

1 工程概况和试验材料

1.1 工程概况

本文的试验数据采集于某工程新建路段，整个施工路段长为 5.6Km。在对工程进行建设的过程中使用了大量的水泥，检测中心为了保证施工的质量，在工程为期两年的建设过程中，对水泥进行了 130多批次的质量检测，文章中挑选了几个较为重要的影响因素进行了分析。

1.2 试验材料

水泥的生产地为海螺水泥，其中水泥胶砂强度的标准值为：Rf28= 6.3 MPa，Rf3= 4.2 MPa，Rc28= 46.6 MPa，Rc3= 28.0 MPa，下文中统一称为“标准值”。

2 试验影响因素的分析

2.1 人员的影响

人是水泥砂胶强度试验过程中不可或缺的一部分。试验人员的业务能力和技术水平会对试验的结果产生很大的影响。虽然在相关的标准中对试验的步骤进行了规定，但是试验人员操作的差异还是会影响到试验的结果。表 1对不同试验人员与试验结果的关系进行的统计，结果如下：

表1 水泥胶砂强度检验比对结果

通过对表 1的结果分析可以看出，虽然四个试验人员的操作结果都符合试验误差的要求，但是通过数据可以看出，不同试验人员的操作对试验结果还是有一定的差异的，对差异的原因分析主要如下：

（1）试验人员甲：在进行试验之前，并没有用湿布擦拭搅拌机的叶片和搅拌锅。由于搅拌过程中部分水会附着在叶片和搅拌锅上，如果不事先对器材进行擦拭，就会拌和的时候记录的用水量比实际的用水量小，从而使检测出的水泥胶砂强度增大。

（2）试验人员乙：在对第3天的水泥胶砂试件的强度进行试验时，没有严格遵守规范中的规定，对3d试件强度进行检测时间提前了6h，这就导致水泥的水化时间减少，从而使测出的3d水泥胶砂强度减小。

（3）试验人员丙：在对水泥胶砂试件进行拆模的过程中，为了方便脱模将橡胶榔头换成了铁榔头。水泥水化的初级阶段如果遭受较大的荷载，就会导致水化物的结构被破坏，从而使3d、28d的水泥胶砂强度减小。

（4）试验人员丁：由于该人员试验经验丰富、操作过程规范，从而减小了试验中的误差，其测出的数据最接近水泥胶砂强度的标准值。

综上，操作人员的水平和技术的差异会对水泥胶砂强度的检测结果有不同程度的影响，为了减小试验中的误差，我们应该选择有经验的试验人员进行检测。

2.2 仪器的影响

制作水泥胶砂的工具主要有振实台、搅拌机和试模，试验仪器的参数对试验结果有直接的影响。如果搅拌机叶片和搅拌锅之间的间隙增大就会导致水泥胶砂搅拌的不够充分，对试验结果产生影响。因此在相关的规范中规定了各个器具的规范标准，便于试验的进行。但是，不同厂家生产出的器械还是存在着微小的差异，因此在对振实台和胶砂试模进行选择的时候应该保证两者能够相互匹配，避免对试验结果产生不利影响。控制胶砂搅拌机、振实台和水泥样品等因素不变，调整成型试模的重量，并对其进行试验，结果见表2。

表2 不同重量的胶砂试模对水泥胶砂强度检测结果的影响

对表2中的数据进行分析后可知，重6.08kg的试模由于自身重量较小，在胶砂的下落过程中产生的冲击力较小，导致振动不够紧实，使得试验结果3 d、28 d的水泥胶砂强度比标准值低。重为6.22kg的试模由于与振实台的匹配度良好，所以在3 d、28 d的水泥胶砂强度和标准值之间的差距最小。重为6.48kg的试模由于重量较大，在胶砂的下落过程中产生的冲击力较大，导致振动过于紧实，跟标准值相比3 d、28 d的水泥胶砂强度较高。

2.3 材料的影响

水泥颗粒和空气接触的部分容易吸收空气中的水分而产生水化结块。所以在对水泥进行试验之前，应该使用0.9mm的方孔筛对水泥进行过筛，从而保证水泥的颗粒稳定性，均匀的水泥颗粒结构是保证水泥胶砂强度检测结果精确的前提条件。我们对过筛的水泥和未过筛的水泥分别进行试验，得到表3的数据。

表3 样品过筛与未过筛的强度结果对比

从表 3的数据中可以看出，没有过筛的水泥样品因为在运输、存放以及取样的过程中与空气接触产生水化结块，导致样品的颗粒不够均匀。与此同时，水泥结块后活性也会相应的减小，使得3 d、28 d的水泥胶砂强度较低。

2.4 方法的影响

由于水泥胶砂强度试验的过程操作步骤较多且试验时间较长。所以相关的规定中对试验过程的操作方法进行了规范，但是由于方法的操作差异较大，试验的结果还是存在差异性。表 4对不同方法对水泥胶砂强度的影响情况进行了总结，具体如下：

表4 不同操作方法测定的水泥胶砂强度检测结果

从表 4中的数据可以看出，第一种方法，在刮平水泥胶砂试体的过程中因为没有根据规定中的近似90°的角度进行刮平，这就使得胶砂试体的高度比试模顶部高，所以在试验的过程中，试件的受压面积会相对增加，从而使3 d、28 d水泥胶砂试验强度结果增加。第二种方法，在对水泥胶砂试体进行抹平的过程中由于进行了多次的抹平，是试件的表面附着水泥浆，导致在终凝的过程中出现脱落的现象，使水泥的实际用量减小，所以3 d、28 d水泥胶砂的强度结果减小。

2.5 温度的影响

在对水泥胶砂强度进行试验的过程中，应该将试验室的温度保持20℃±2℃的范围内，且空气的相对湿度不应该小于 50%，与此同时，水泥样品、标准砂、拌和用水以及试验器具的温度都应该和试验室的温度保持一致。不同温度的拌合水对水泥胶砂试验强度结果的影响主要见表5。

表5 试体成型时不同的拌和水的温度对强度结果的影响

从表5的试验数据中可以看出，当拌和水的温度是15℃的时候，由于成型的温度较低，所以水泥的水化的过程会相应的减小，从表中可以看出，在3d时的水泥胶砂试件的强度值比标准值小，而在 28d时水泥胶砂试件的强度值与标准值的差距较小。当拌和水的温度为20℃的时候，从数据中可以看出，3d和28d的水泥胶砂试件的强度值和标准值较为接近。当拌和水的温度为25℃的时候，由于成型过程的温度较高，从表中可以看出，在3d时的水泥胶砂试件的强度值比标准值大，而在 28d时水泥胶砂试件的强度值与标准值的差距较小。由上述情况可以看出，拌和水的温度只会对3d水泥胶砂试件的温度产生相应的影响。所以，在进行水泥胶砂试验的过程中我们应该将室温控制在一个合理的范围内。

3 结语

水泥胶砂强度进行检验的过程中，因为各种因素的影响可能会使试验检测出的结果出现偏差。检测人员应该不断提高自身的素质，对试验中出现的偏差原因进行总结和分析，在检测的过程中试验人员应该严格控制各项影响因素，减小试验过程中的误差。本文只是对影响水泥胶砂强度的部分因素进行了描述，而真正的影响因素远远不止这些。所以试验人员应该一边探索一边进步，使水泥胶砂强度试验的检测结果更加的准确。