原材料進(jìn)場(chǎng)質(zhì)量控制用半坍落度試驗(yàn)方法

李彥昌（北京高強(qiáng)混凝土有限責(zé)任公司，總工）

0 前言

盡管原材料相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)非常齊全，有很多檢測(cè)方法，這些方法也非常必要，但是這些常規(guī)檢測(cè)方法檢測(cè)周期長(zhǎng)，多數(shù)不適用于進(jìn)場(chǎng)快速檢驗(yàn)要求，不利于在生產(chǎn)控制過程中應(yīng)用。為了解決這些問題，很多一線研究人員想了很多既實(shí)用又快速有效的辦法，當(dāng)然很多辦法都不是標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范中規(guī)定的辦法，但確確實(shí)實(shí)有實(shí)際效果。大家在一起交流討論完善，也有可能在某一天，它真的就成了標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的一部分。希望這樣能夠引導(dǎo)這個(gè)行業(yè)在場(chǎng)控方面得到一些切實(shí)可行、有效的做法。

在實(shí)際生產(chǎn)中，混凝土原材料的部分性能指標(biāo)與混凝土拌合物相關(guān)性不強(qiáng)，如水泥、摻合料、外加劑等，通過標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范檢測(cè)的一些指標(biāo)與拌合物的性能對(duì)應(yīng)性并不是特別好，即使知道原材料的某個(gè)指標(biāo)，也不一定能知道最終混凝土拌合物是什么狀態(tài)。目前大水泥廠生產(chǎn)的水泥在正規(guī)檢驗(yàn)中都能滿足要求，但有時(shí)使用起來會(huì)出現(xiàn)很多問題。并且，混凝土性能不僅與原材料自身的指標(biāo)有關(guān)，還與配合比中其他材料的相互作用有一定聯(lián)系，不同材料在不同配合比的表現(xiàn)也不一致。

個(gè)人認(rèn)為判斷某一種原材料對(duì)混凝土工作性能的影響最有效的辦法，是在確定配合比的前提下，保持其他材料不變，通過試拌來檢驗(yàn)。通過本報(bào)告所介紹的半坍落度試驗(yàn)方法得出的擴(kuò)展度及擴(kuò)展度損失的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，可以準(zhǔn)確地判斷不同原材料自身的質(zhì)量波動(dòng)，以及對(duì)混凝土工作性能的影響。

1 半坍落度試驗(yàn)方法來源

“原材料進(jìn)場(chǎng)質(zhì)量控制用半坍落度試驗(yàn)方法”來源于 GB 50119—2013《混凝土外加劑應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》“附錄 A 混凝土外加劑相容性快速試驗(yàn)方法”。原方法是用于檢測(cè)外加劑與水泥相容性的，只針對(duì)外加劑和水泥。擴(kuò)展后，能夠檢驗(yàn)除石子以外的其他原材料的進(jìn)場(chǎng)快速檢驗(yàn)。用于對(duì)原材料的進(jìn)場(chǎng)質(zhì)量控制，檢驗(yàn)其質(zhì)量波動(dòng)，取得了較好的效果。

2 半坍落度試驗(yàn)砂漿配合比確定

在很多試驗(yàn)中，會(huì)使用凈漿來做初步檢驗(yàn)，但是凈漿檢驗(yàn)與混凝土相關(guān)性差些，砂漿與混凝土的相關(guān)性相對(duì)好些，因此該方法利用砂漿與混凝土相關(guān)性較好的現(xiàn)象，選用自己攪拌站常用的一個(gè)混凝土配合比，去除石子后適當(dāng)調(diào)整單方用水量和外加劑摻量，確定試驗(yàn)用砂漿配合比，控制砂漿的擴(kuò)展度為 (350±20)mm（針對(duì)自己企業(yè)規(guī)定的數(shù)值），根據(jù)砂漿擴(kuò)展度及擴(kuò)展度經(jīng)時(shí)損失判斷原材料質(zhì)量的波動(dòng)情況和影響程度。

3 半坍落度試驗(yàn)方法適用范圍及特點(diǎn)

本試驗(yàn)方法主要用于膠凝材料和外加劑的進(jìn)場(chǎng)檢驗(yàn)。本試驗(yàn)方法也適用于砂的進(jìn)場(chǎng)檢驗(yàn)，但通常根據(jù)砂本身的物理指標(biāo)就可以判斷其對(duì)混凝土工作性的影響，因此一般情況下不采用這種方法進(jìn)行砂的進(jìn)場(chǎng)檢驗(yàn)。

本方法的特點(diǎn)可以概括為以下五個(gè)方面：

（1）在外加劑相容性試驗(yàn)方法基礎(chǔ)上進(jìn)行了擴(kuò)展，不僅適用于外加劑，也可以適用于除石子之外的所有混凝土原材料的進(jìn)場(chǎng)快速檢驗(yàn)。

（2）使用實(shí)際生產(chǎn)用的材料和配合比，完全與生產(chǎn)實(shí)際相符，很好地指導(dǎo)了生產(chǎn)過程中的質(zhì)量控制，是一種有效的預(yù)控措施。

（3）檢驗(yàn)不同批次（車次）某一原材料對(duì)應(yīng)的擴(kuò)展度和擴(kuò)展度經(jīng)時(shí)損失，繪制波動(dòng)曲線作為質(zhì)量控制依據(jù)。

（4）通過該試驗(yàn)可以使攪拌站隨時(shí)掌握原材料質(zhì)量波動(dòng)的準(zhǔn)確數(shù)據(jù)，作為與原材料廠家溝通的依據(jù)，并檢驗(yàn)溝通后采取措施的效果。

（5）試驗(yàn)簡(jiǎn)便，可以短時(shí)間出結(jié)果，更適用于原材料的進(jìn)場(chǎng)快速檢驗(yàn)。

4 半坍落度試驗(yàn)步驟

試驗(yàn)所用儀器設(shè)備→確定基準(zhǔn)配合比、準(zhǔn)備材料→試驗(yàn)所用材料、試驗(yàn)環(huán)境→試驗(yàn)步驟（相當(dāng)于做膠砂的步驟）→試驗(yàn)結(jié)果評(píng)價(jià)

混凝土去掉石子后的砂漿太稀，不能用，需要調(diào)整后擴(kuò)展度合適作為基準(zhǔn)配合比。然后按照該配合比準(zhǔn)備材料，比如做 100 次試驗(yàn)應(yīng)該準(zhǔn)備多少材料，一次性備齊，這樣原材料的性能都是固定的，不會(huì)再變。試驗(yàn)用砂漿總量不應(yīng)小于 1.0L。試驗(yàn)室溫度應(yīng)保持在(20±2)℃，相對(duì)濕度不應(yīng)低于 50%。

感覺哪個(gè)原材料有問題，可以來一車做一次，半小時(shí)就可以出結(jié)果，檢測(cè)速度很快。

試驗(yàn)結(jié)果評(píng)價(jià)：

（1）原材料質(zhì)量波動(dòng)性評(píng)價(jià)

繪制不同試驗(yàn)批次的初始擴(kuò)展度（L0）曲線，直觀判斷其波動(dòng)性。

也可通過數(shù)據(jù)處理，計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)差等參數(shù)，結(jié)合企業(yè)自身管理需要來判斷。

（2）影響程度評(píng)價(jià)

繪制不同試驗(yàn)批次的擴(kuò)展度經(jīng)時(shí)損失（Lt）曲線，直觀判斷該材料對(duì)擴(kuò)展度經(jīng)時(shí)損失的影響程度。

（3）原材料處理原則

1）外加劑摻量與砂漿擴(kuò)展度損失波動(dòng)不大，判斷為該批次原材料質(zhì)量波動(dòng)較小，可以正常使用；

2）外加劑摻量有一定變化，但砂漿擴(kuò)展度損失波動(dòng)不大，判斷為該批次原材料質(zhì)量有一定的波動(dòng)，但通過外加劑用量調(diào)整后可以使用；

3）外加劑摻量變化大、砂漿擴(kuò)展度損失大時(shí)，判斷為該批次原材料質(zhì)量有較大波動(dòng)，須按實(shí)際混凝土配合比進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)證，如結(jié)果仍異常，應(yīng)退貨處理。當(dāng)必須使用時(shí)，應(yīng)重新試配。

5 結(jié)語

目前原材料緊缺，原材料質(zhì)量波動(dòng)大，如果沒有好的控制手段，就可能出現(xiàn)一些問題，特別是看不見摸不著的。砂石如果含泥量多，我們抓一抓就知道了，做個(gè)細(xì)度都能直觀地看出來，但是像水泥這些粉料根本看不出來，出現(xiàn)問題甚至連廠家都說服不了，因此我們需要有些辦法來解決原材料進(jìn)站質(zhì)量控制的難題，這些能夠與生產(chǎn)質(zhì)量控制直接掛鉤。一些標(biāo)準(zhǔn)的方法在一些責(zé)任、后期的質(zhì)量追蹤和追溯上有一定的作用，而快速檢測(cè)辦法更能夠直接指導(dǎo)我們的生產(chǎn)質(zhì)量控制工作。

相關(guān)探討

宋少民（北京建筑大學(xué)土木與交通工程學(xué)院 教授）

混凝土拌合物的和易性是混凝土生產(chǎn)的第一個(gè)門檻，其拌合物的狀態(tài)最能反映出原材料波動(dòng)情況。懷疑哪個(gè)原材料有問題就變哪個(gè)原材料，而且使用的是常規(guī)儲(chǔ)備的原料，備料很充足，所以這個(gè)方法方便、易行。

劉晨（中國建筑材料科學(xué)研究總院水泥標(biāo)委會(huì) 副秘書長(zhǎng)）

針對(duì)目前水泥出現(xiàn)的問題解釋兩點(diǎn)：一是，現(xiàn)在提倡綠水青山，石灰石資源特別緊張，很多時(shí)候就是買的礦山都不讓開采。二是現(xiàn)在很多水泥廠都在處理廢物，我國處理廢物，在質(zhì)量控制方面的水平較國外要差。因此目前面臨的就是原材料劣質(zhì)化。做標(biāo)準(zhǔn)的時(shí)候是把材料指標(biāo)往高提，要求材料的性能是越來越好的，但實(shí)際上材料的性能卻是越來越差，但還是不得不用，否則無料可用。

關(guān)于水泥質(zhì)量穩(wěn)定性的問題，個(gè)人感覺是整個(gè)管理模式上出了問題。在歐洲，檢測(cè)、認(rèn)證和標(biāo)準(zhǔn)三位一體，三位一體的好處是標(biāo)準(zhǔn)可以用在實(shí)處，在對(duì)企業(yè)認(rèn)證的過程當(dāng)中可以獲得企業(yè)的一手?jǐn)?shù)據(jù)，然后來評(píng)判產(chǎn)品的穩(wěn)定性，這樣對(duì)企業(yè)有威懾力，但在我國標(biāo)準(zhǔn)、認(rèn)證、檢測(cè)各自獨(dú)立，所以在管理上會(huì)存在一定的問題。

宋宏偉（大連不凡科技發(fā)展有限公司 總工）

個(gè)人認(rèn)為這個(gè)方法修正一下完全可以做為一個(gè)好的標(biāo)準(zhǔn)來用。

提兩點(diǎn)建議：

1. 首先要保證砂子（無論機(jī)制砂還是河砂）質(zhì)量的穩(wěn)定，然后確定一個(gè)合理的空間，不管將來配砂漿還是混凝土，都有個(gè)基準(zhǔn)，這個(gè)砂子是個(gè)基準(zhǔn)，相當(dāng)于一個(gè)廉價(jià)的 ISO 標(biāo)準(zhǔn)砂。

2. 這幾年水泥因?yàn)槔昧蚧卜勖夯?、窯灰、或者其他一些代替的混合材，尤其還有各種助磨劑，現(xiàn)階段部分廠家的水泥比以前可能差不少，也出現(xiàn)一些質(zhì)量波動(dòng)現(xiàn)象。水泥檢測(cè)最主要是先檢測(cè)其標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量的變化。因?yàn)樗嗟臉?biāo)準(zhǔn)稠度用水量從 24.5%～28% 波動(dòng)都是正常的，但在實(shí)際生產(chǎn)中，一方混凝土里能差 10 多公斤的水，水泥不僅要測(cè)即時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量，最好還要測(cè)一下 15～20 分鐘后的標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量。因?yàn)樗嘀械幕旌喜幕蛘邠胶狭蠐搅繉?duì)其需水量的變化影響非常大，這一點(diǎn)若控制不好，最后硬化混凝土能差一兩個(gè)強(qiáng)度等級(jí)。而粉煤灰一定要測(cè)即時(shí)和 15～20 分鐘后的需水量比，避免把流化床粉煤灰或者脫硫灰誤當(dāng)做正常的粉煤灰使用。

水泥質(zhì)量的波動(dòng)，終會(huì)通過后期的混凝土拌合物以及硬化混凝土的強(qiáng)度來驗(yàn)證。個(gè)人建議可以通過看視頻，或者通過其他的方式，判斷出拌合現(xiàn)場(chǎng)混凝土拌合物黏度的大小。因?yàn)榍懊嫠龅纳皾{是初步驗(yàn)證，到混凝土生產(chǎn)，摻加了骨料以后，到現(xiàn)場(chǎng)拌合時(shí)的檢驗(yàn)是二級(jí)控制，建議可以培養(yǎng)有經(jīng)驗(yàn)的助手，隨時(shí)通過視頻來進(jìn)行監(jiān)控，對(duì)每個(gè)批號(hào)或者每個(gè)強(qiáng)度等級(jí)的混凝土，前三盤或前三車一定要加強(qiáng)控制。這樣能有效地控制好混凝土的強(qiáng)度，也能夠判斷水泥的變化給前面檢測(cè)帶來的影響。

張勇（北京榆構(gòu)有限公司預(yù)拌混凝土事業(yè)部 副站長(zhǎng)）

榆樹莊構(gòu)件集團(tuán)攪拌站也在做此方法。如果做常規(guī)的混凝土試配，至少要打 20L 混凝土，需要三個(gè)人以上合作完成，如果將繁重的混凝土試配工作簡(jiǎn)化成易操作的砂漿小試驗(yàn)，方便易行。而且當(dāng)這些砂漿試驗(yàn)數(shù)據(jù)積累到一定量，形成一種體系以后，就能對(duì)所有原材料質(zhì)量波動(dòng)情況進(jìn)行分析。

馬永勝（北京砼享未來工程技術(shù)研究院 總工程師）

水泥溫度對(duì)該快速檢測(cè)方法影響有多大？個(gè)人認(rèn)為該方法可行，希望大家能夠完善該方法，有望申報(bào)標(biāo)準(zhǔn)。

齊文麗（北京混凝土協(xié)會(huì) 秘書長(zhǎng)）

現(xiàn)在資源匱乏，給實(shí)際工作帶來了一系列無法規(guī)避的具體問題。原來大家可能關(guān)注更多的是砂石料、摻合料或外加劑，對(duì)水泥的關(guān)注情況相對(duì)弱些，但是最近由于水泥質(zhì)量波動(dòng)，大家對(duì)水泥也越來越關(guān)注了?；炷疗髽I(yè)肯定會(huì)想去解決具體的問題?！霸牧线M(jìn)場(chǎng)質(zhì)量控制用半坍落度試驗(yàn)方法”其實(shí)已經(jīng)上升到了理論的程度，個(gè)人覺得有必要在標(biāo)準(zhǔn)的層面去提高。國標(biāo)畢竟是站在全國的范圍內(nèi)，方方面面都需要考慮，但實(shí)際上各區(qū)域的情況不完全一樣，所以國標(biāo)不能將所有的問題都完全覆蓋到?？梢酝ㄟ^其他標(biāo)準(zhǔn)，比如團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)或者企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，去推動(dòng)和完善這件事，不僅解決自己企業(yè)的問題、北京市的問題，還可以上升到全國的高度，這不管是從技術(shù)工作者還是行業(yè)管理角度來說都很有意義。這項(xiàng)工作可以由一些有影響力、有實(shí)力、有經(jīng)驗(yàn)的企業(yè)共同來參與和推動(dòng)。

陳家全（廣東新業(yè)混凝土有限公司 總工）

快檢法是所有預(yù)拌混凝土行業(yè)一線從業(yè)人員最期望的工具。第一點(diǎn)，針對(duì)混凝土產(chǎn)品最關(guān)注的兩個(gè)問題，一個(gè)是混凝土拌合物的工作性，一個(gè)是混凝土強(qiáng)度，分別具有生產(chǎn)即時(shí)關(guān)注要求和性能結(jié)果后滯的特點(diǎn)；可將其具體分解為漿體材料的流動(dòng)性及影響強(qiáng)度的各項(xiàng)指標(biāo)兩個(gè)重點(diǎn)。第二點(diǎn)，技術(shù)人員面臨的問題是，現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范體系所規(guī)定的原材料的各項(xiàng)指標(biāo)與實(shí)際生產(chǎn)的混凝土（半）成品之間的相關(guān)性有多大的問題，這是一線技術(shù)員工亟待需要了解的重點(diǎn)。第三點(diǎn)，做快檢的目的是要精簡(jiǎn)快捷，即快速解決生產(chǎn)中遇到的 80% 的問題，如果過于精細(xì)化，還不如參考現(xiàn)行技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，那就無所謂快檢了。第四點(diǎn)，什么時(shí)候采用快檢什么時(shí)候采用現(xiàn)行技術(shù)規(guī)范，兩者對(duì)指導(dǎo)我們實(shí)際生產(chǎn)的側(cè)重點(diǎn)分別在哪里，技術(shù)人員也一定要把這個(gè)問題搞清楚。個(gè)人認(rèn)為，快檢法不僅要使用方便，也應(yīng)該是現(xiàn)行規(guī)范的一個(gè)有益補(bǔ)充，根本上希望能夠逐漸由目前的“地下”狀態(tài)走到“前臺(tái)”，形成一定的規(guī)范條款，讓上一級(jí)原材料生產(chǎn)單位能夠與應(yīng)用單位融入到一起，從而形成更加切合實(shí)際應(yīng)用的技術(shù)約束。

劉洪波（北京市住建委散裝水泥辦公室 主任）

目前水泥變化比較大，在實(shí)際應(yīng)用中會(huì)遇到很多問題。目前的國家標(biāo)準(zhǔn)都是對(duì)水泥出廠性能的要求，今年我們要在使用環(huán)節(jié)做一個(gè)建設(shè)工程的預(yù)拌混凝土應(yīng)用水泥的一個(gè)應(yīng)用規(guī)程，從使用方面考慮哪些關(guān)鍵的指標(biāo)是要把控的。今年先從團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)著手做起來。

鄧翀（中交二航武漢港灣新材料有限公司 副總工）

目前標(biāo)準(zhǔn)對(duì)水泥的檢測(cè)指標(biāo)規(guī)定范圍比較寬泛。攪拌站在試驗(yàn)室做的一些常規(guī)物理檢測(cè)，按照水泥標(biāo)準(zhǔn)的要求，檢測(cè)出的水泥基本都合格，所以應(yīng)用中遇到問題再去和水泥廠溝通就很難。我們做跨海大橋經(jīng)常用到海工混凝土，海工混凝土對(duì)耐久性要求比較高，在對(duì)水泥的質(zhì)量控制中，重點(diǎn)關(guān)注幾個(gè)方面：水泥級(jí)配、C3A 含量、堿含量、SO3含量、摻合料等，這些指標(biāo)對(duì)水泥的適應(yīng)性影響也很大，希望大家能從這幾方面考慮，找到檢測(cè)這些指標(biāo)的快速檢測(cè)方法（水泥熟料的成分控制），找到合理的規(guī)范值。

于新亞（北京宇誠建達(dá)混凝土有限公司 總工）

提兩個(gè)問題：（1）這個(gè)半坍落度法最終的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)需要數(shù)理統(tǒng)計(jì)，那么數(shù)理統(tǒng)計(jì)中的標(biāo)準(zhǔn)差值設(shè)為多少才能判定水泥是合適的，或是不合適的，其質(zhì)量才算波動(dòng)大或波動(dòng)??？（2）以坍落度 (350±20)mm 作為衡量的基準(zhǔn)，在操作過程中，攪拌站的調(diào)整權(quán)限是多少，才能與生產(chǎn)中的線性規(guī)律是匹配的？

李彥昌（北京高強(qiáng)混凝土有限責(zé)任公司 總工）

具體評(píng)價(jià)指標(biāo)，要根據(jù)自己企業(yè)的實(shí)際情況來確定，起碼要保證在生產(chǎn)過程中混凝土的質(zhì)量能控制得住。坍落度值定不能過大或過小，一定要適中，否則會(huì)掩蓋很多問題，(350±20)mm 這個(gè)數(shù)值是自己摸索出來的，每個(gè)企業(yè)都會(huì)有些變化，不過不可能有太大的差別。具體到多大，企業(yè)之間有多大區(qū)別還沒有調(diào)查過。