水泥检测质量监控方法应用和分析

（深圳市龙岗区建设工程质量检测中心，广东 深圳 518172）

水泥是建筑与土木工程中广泛使用的材料。目前，我国建筑与土木工程领域的检测检验机构基本都开展了水泥物理性能的检验工作，水泥实验室的检测工作为我国工程建设中使用的水泥质量控制提供了重要保障。但是，受地域、人员、设备设施、环境条件等各因素的影响，我国的水泥检测实验室存在检测能力、技术水平参差不齐的情况[1]。有效制定和开展质量监控活动，有助于实验室识别出检测工作中存在的问题或者与同行之间的差距，并寻求有效的改进对策，从而不断完善和提高自身的检测技术水平[3]。而开展实验室内部的试验比对和参加能力验证（实验室外部比对），是水泥检测实验室进行质量监控的有效手段。

1 常用质量监控方法

检测实验室应建立和保持质量控制程序，用以监控检测活动的有效性和结果质量[5]。水泥检测实验室常用的质量监控方法有以下几种。

1.1 同一样品留样再检比对

采用相同的标准方法在不同的时间段对同一水泥样品进行重复性检测，对前后两次检测结果数据进行比对分析。可由不同人员或同一人员对水泥留样进行重复性检测。

1.2 使用有证标准样品比对

定期使用有效期内且贮存得当的水泥标准样品进行试验，并将得到检测值与标准参考值进行比对分析。由于水泥有证标准样品的量值已经过确定，且可以溯源，采用该类试验比对分析可为实验室获得较好的质量监控效果。

1.3 参加实验室间的比对

定期参加实验室间的水泥检测比对试验，如省或全国范围实验室之间的水泥检测能力验证计划。该类比对试验是质量监控中效果最好的方法，检测比对结果可以及时反映实验室的检测水平。

2 质量监控计划的制定与实施

1）水泥实验室根据检测检验机构资质认定认可的要求和自身质量管理体系的要求，制定年度质量监控计划和方案，内容至少应包括质量监控的检测参数项目、质量监控方法、检测方法、参加人员、实施时间、结果记录方式和评价准则等。

2）按照制定的水泥质量监控方案在计划时间内有效开展质量监控活动；通过对试验结果数据的分析，验证水泥实验室检测系统的稳定性、可靠性及出具的检测数据结果的准确性。

3 质量监控的应用分析与评价

水泥检测实验室应按照制定的质量监控计划开展质量监控活动，并对监控结果进行分析。当质量监控结果评价为“满意”时，实验室不需要采取措施；当监控结果评价为“有问题”时，即出现了警戒信号，实验室需要从影响结果的单个或多个因素进行原因分析，必要时可采取相应的预防措施，以防“不满意”结果的发生；当监控结果评价为“不满意”时，实验室应全面查找原因并采取相应的纠正措施，以消除“不满意”结果的再次发生，同时还要对纠正措施的有效性进行验证[3]。

3.1 质量监控的应用分析

3.1.1 同一样品重复性检测

A实验室随机抽取一组普通硅酸盐水泥（P·O42.5R），拌匀后分成三份样品，按照相同的标准方法进行水泥物理性能项目的实验室内部和外部比对试验。其中，A实验室两份水泥样品内部比对试验的编号为SC1、SC2；另一份水泥样品由B实验室进行检测，试验编号为SC3。检测结果见表1、表2所示。

表1 A实验室内部同一水泥样品内部试验比对结果

从表1可见，A实验室内部同一水泥样品留样再检试验比对的各检测项目结果偏差符合允差要求，试验比对结果评价为“满意”，A实验室的内部试验比对未发现问题。

从表2可见，A实验室与B实验室相同水泥样品比对的各检测项目结果偏差符合允差要求，比对试验结果评价为“满意”，两个实验室间的比对未发现问题。

表2 同一地区A实验室与B实验室相同水泥样品试验比对结果

从以上结果分析来看，A实验室此次的质量监控试验比对结果满意，未发现异常情况，A实验室无需采取措施。

3.1.2 能力验证

A实验室参加了某次水泥物理性能检验能力验证计划，其检测结果及能力验证结果分析评价如表3所示。

表3 CTC PT-01水泥物理性能检验能力验证计划检测结果及分析评价

从表3可见，A实验室此次水泥物理性能检验能力验证计划检测结果中的“28d抗压强度”结果评价为“有问题”，“3d抗压强度”的评价结果虽评为“满意”，但其“Z比分数”的绝对值偏大，表明该检测结果与稳健平均值偏差较大，抗压强度检测结果偏低，由此说明，A实验室的水泥抗压强度结果检测存在“问题”，需要对影响抗压强度检测结果的单个或多个因素进行原因分析，并采取相应的预防措施。

3.2 水泥抗压强度的影响因素核查和试验分析

3.2.1 影响因素的核查和分析

由于水泥胶砂强度检验结果的影响因素很多，针对“28天抗压强度结果有问题”及抗压强度结果偏低的问题，A实验室从人、机、料、法、环等方面进行分析及查找原因。

3.2.1.1 人员

水泥检测人员均取得省级检测员上岗证资格，熟练掌握GB/T17671-1999《水泥胶砂强度检验方法（ISO法）》中的检验方法，熟悉在检测过程中应注意的操作细节，试验设备操作熟练。

3.2.1.2 环境条件

核查水泥实验室的环境条件。标准养护箱温度能保持在20±1℃，相对湿度90%以上；水泥实验室的温度为22±2℃，相对湿度50%以上；养护水箱温度在20±1℃范围内；水泥实验室的环境条件符合标准要求。

3.2.1.3 标准砂和水

试验使用的“中国ISO标准沙”，重量符合GB/T17671-1999《水泥胶砂强度检验方法（ISO法）》中规定的1350g±5g的要求；水泥胶砂拌合用水为自来水。

3.2.1.4 试验设备

①水泥胶砂成型试模的尺寸经核查符合标准要求。②水泥胶砂搅拌机经检定符合标准要求。③水泥胶砂振实台经检定符合标准要求。④压力试验机经检定符合标准要求；加荷速度的设定符合标准规定。⑤水泥抗压夹具经检查发现，由于使用年限较长，下压板抗压面磨损、不平整，平面度不合格。有研究表明[2,4]，水泥抗压夹具对水泥胶砂试件的抗压强度结果有直接影响。

通过核查和分析推断，可能由于水泥抗压夹具的长期使用，下压板表面磨损不平整，导致水泥抗压强度结果偏低。

3.2.2 试验分析

为进一步验证水泥抗压夹具对试验结果的影响程度，A实验室采用两种不同品牌的普通硅酸盐水泥P·O42.5R，按标准方法制成胶砂试件进行抗压试验，以对比分析新、旧抗压夹具对水泥抗压强度结果的影响。

试验原材料：自来水、a水泥、b水泥、中国ISO标准砂；抗压夹具：X夹具（新）、Y夹具（旧）。

试验按照GB/T17671-1999《水泥胶砂强度检验方法（ISO法）》标准方法进行胶砂试块的成型、养护、脱模、破型等。两种水泥分别成型两组水泥胶砂试件，标准养护3d、28d后进行抗压强度试验。两组水泥样品胶砂试件使用不同抗压夹具的抗压强度试验结果见表4。

表4 两组水泥样品的新旧夹具抗压强度比对试验结果

从表4可见，使用X夹具（新）进行试验的抗压强度结果明显要高于Y夹具（旧）；与Y夹具相比，a水泥中X夹具的28d抗压强度结果高10.2%，b水泥中X夹具的28d抗压强度结果高11.2%。由此可见，抗压夹具对水泥胶砂抗压强度检测结果有较大的影响。

抗压夹具长期使用后因磨损变形而导致上下压板抗压面不平整，平面度降低，直接影响水泥胶砂试件的受压面积，从而最终导致抗压强度结果的偏低。因此，水泥试验室应定期检查或更换抗压夹具。

3.3 预防措施及效果验证

针对此次能力验证“28d抗压强度有问题”的结果，A实验室采取了以下预防措施并进行了效果验证。

1）预防措施。①加强水泥检测全过程的质量监督及环境条件的监控；②加强检测人员业务培训，提高试验操作过程的规范性，最大限度地避免偶然因素对检测结果的影响；③日常增加对试验设备、器具、模具等状态的检查频次；④更换水泥抗压夹具，并定期做好抗压夹具的核查，确保抗压夹具符合要求，且不定期地使用新抗压夹具进行试验比对。

2）预防措施的有效性验证。更换抗压夹具后A实验室再一次参加水泥物理性能检验能力验证计划，检验项目结果见表5所示。

表5 CTC PT-03水泥物理性能检验能力验证计划检测结果及分析评价

从表5中可见，A实验室再次参加水泥能力验证计划的检测结果评价均为“满意”，且检测结果与稳健平均值非常接近，由此说明，A实验室对此前对水泥检测抗压强度结果偏低的影响因素分析是准确的，且采取的预防措施是有效的。

3.4 定期使用新抗压夹具进行比对试验

更换了新的抗压夹具后，为跟踪验证更新的抗压夹具在使用一段时间后对水泥抗压强度的影响，A实验室使用相同厂家的核查合格的一个新W夹具与使用一年半后仍在用的X夹具进行抗压试验比对。随机取10个不同品牌、不同强度等级的水泥胶砂试件于中间折断成两节后在相同的条件下分别用两个夹具进行抗压试验，抗压试验对比结果见表6所示。

由表6可知，X夹具（在用）的抗压强度结果均低于W夹具（新）；与W夹具相比，X夹具在频繁使用一年半之后，水泥胶砂试件抗压强度检测结果明显偏低，偏低值在1.0～4.9MPa，最大相对偏低12.9%。经检查发现，X夹具在频繁使用后因磨损和变形而导致夹具的下压板抗压面有轻微的不平整，平面度降低。由此可见，抗压夹具长期频繁使用后对水泥胶砂试件的抗压强度检测结果有较大的影响，实验室应定期检查或更换抗压夹具。

表6 新夹具与使用一年半后的仍在用夹具抗压试验对比结果

4 结论

1）试验比对表明，抗压夹具对水泥胶砂试件的抗压强度检测结果有较大影响，夹具长期频繁使用后磨损变形会导致水泥抗压强度检测结果偏低；水泥试验室应定期检查抗压夹具，并用合格的不常用的夹具与在用夹具不定期进行抗压试验比对，不符合要求的抗压夹具应予以淘汰。

2）水泥实验室定期参加能力验证或实验室间的外部试验比对，可获得较好的质量监控效果。同时，可根据自身的实际情况开展如留样再检、标准样品测定比对、不同人员或设备比对等多样化的内部质量监控活动。通过对质量监控活动中的结果数据进行分析与评价，找出自身的偏差，针对发现的问题采取相应的改进措施，从而不断提高实验室的管理和检测技术水平，确保水泥检测结果的准确性。