楊輝，潘雋杰，蔣睿，陳強，陸濤，田原

（上海建科檢驗有限公司，上海 201108）

水泥快速試驗方法的研究實踐

楊輝，潘雋杰，蔣睿，陳強，陸濤，田原

（上海建科檢驗有限公司，上海 201108）

為了滿足水泥檢驗合格后再使用的要求，實現(xiàn)工程質(zhì)量事前控制，故本試驗研究了采用蒸汽養(yǎng)護代替標準養(yǎng)護的水泥強度快速試驗方法。在大量試驗數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上，對快速試驗方法得到的 1d 強度與標準試驗方法得到的 28d 強度進行線性回歸，得出快速試驗方法的 28d 強度推定公式。相關(guān)性計算表明，快速試驗方法具有較好的準確性及可行性。

水泥；快速試驗；蒸汽養(yǎng)護

1 研究背景

水泥是一種極其重要的建筑材料，水泥質(zhì)量的好壞關(guān)系到建設(shè)工程安全性和長久性。我國是水泥生產(chǎn)大國，水泥產(chǎn)量已連續(xù) 20 多年位居世界第一，為國家的經(jīng)濟發(fā)展做出了巨大貢獻[1-2]。近些年，隨著我國國民經(jīng)濟的飛速發(fā)展和對高能耗、高污染等小水泥生產(chǎn)企業(yè)的關(guān)、停、并、轉(zhuǎn)，使得在水泥產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、技術(shù)結(jié)構(gòu)和規(guī)模結(jié)構(gòu)等方面都取得了很大的成果。全國現(xiàn)有各類水泥生產(chǎn)企業(yè) 5 千余家，其中新型干法水泥生產(chǎn)線已占八成以上[3]。因此，水泥的產(chǎn)品質(zhì)量總體來說還是比較穩(wěn)定的。

由于水泥的特殊性質(zhì)，檢驗結(jié)果需待 28d 齡期。因此若發(fā)生結(jié)果不合格，會給工程帶來諸多麻煩或損失。為了滿足水泥合格后再使用的要求，實現(xiàn)工程質(zhì)量事前控制，我們通過對 JC/T738—2004 《水泥強度快速檢驗方法》的驗證，確立 1d 快速試驗方法和 28d 標準養(yǎng)護方法的關(guān)系式，達到通過1d 的強度試驗來推斷出 28d 強度的目的，為建設(shè)工程上水泥質(zhì)量控制和管理部門有效監(jiān)管起到輔助的作用。

2 文獻綜述

水泥是一種水硬性膠凝材料，其具有良好的粘結(jié)性和可塑性，有較高的抗壓強度，可以與砂、石、水等配合而成混凝土。

GB/T17671—1999《水泥膠砂強度檢驗方法（IOS法）》中將齡期為 28d 的抗壓強度數(shù)值定性為水泥強度等級。由于GB175—2007《通用硅酸鹽水泥》標準規(guī)定，當所有試驗項目全部通過，才能判定為合格。所以一個檢驗周期起碼需要28d。如果要看到一份完整的檢驗報告，就需要等待 28d。這就大大影響了施工進度，

而對于混凝土攪拌站來說，28d 強度不但要達到國家標準規(guī)定的指標，還要達到設(shè)計強度的要求。因此水泥強度的快速測定是目前國內(nèi)混凝土現(xiàn)代化施工實行全面質(zhì)量管理必須解決的課題之一。

2.1 目前國內(nèi)快速測定水泥強度的方法

化學法：根據(jù)水泥中礦物的組成，測定 C3A、C2A、C3S、C2S、C4AF 等含量，推測水泥 28d 的強度。

物理法：把水泥、ISO 標準砂和水按一定比例制成試塊，測定其強度。

數(shù)學法：把物理法和化學法結(jié)合起來，用數(shù)據(jù)處理回歸計算推測出強度值。

2.2 幾種水泥強度快速測定的物理方法

JC/T738—2004《水泥強度快速檢驗方法》；促凝壓蒸法；熱烘養(yǎng)法；JC/T738—2004 《水泥強度快速檢驗方法》。

本方法是按 GB/T17671—1999《水泥膠砂強度檢驗方法（IOS法）》有關(guān)要求制備 (40×40×160)mm 膠砂試體，采用 55℃ 濕熱養(yǎng)護加速水泥水化 24h 后進行抗壓強度試驗，從而獲得水泥快速強度。通過水泥快速強度，推定標準養(yǎng)護條件下水泥 28d 抗壓強度。

試驗所需使用的儀器有：水泥膠砂攪拌機、振實臺、試模、恒溫恒濕養(yǎng)護箱、濕熱養(yǎng)護箱、壓力試驗機以及抗壓夾具等，均需符合 GB/T17671—1999《水泥膠砂強度檢驗方法（IOS法）》的規(guī)定。濕熱養(yǎng)護箱，溫度精度應(yīng)不大于±20℃，相對濕度大于 90% 。

試件成型應(yīng)完全按照 GB/T17671—1999 的相關(guān)規(guī)定進行，包括試驗室溫濕度的控制。在試件成型后，應(yīng)立即連同試模放入恒溫恒濕養(yǎng)護箱內(nèi)預(yù)養(yǎng) 4h±15min；然后將帶模試體放入濕熱養(yǎng)護箱內(nèi)的試體架上，蓋好箱蓋，并在1.5h±10min內(nèi)等速升溫至 55℃，并在 （550±20）℃ 下恒溫 18h±10min 后停止加熱；取出試模，在試驗室中冷卻(50±100)min 后脫模；每次試驗從試體養(yǎng)護到脫模的總體時間相差不宜超過 ±30min。

脫模后應(yīng)立即按 GB/T17671—1999 的有關(guān)規(guī)定進行抗壓強度試驗，得到水泥快速強度 R快，再通過一系列的理論計算得到 R28預(yù)。

3 實驗結(jié)果與分析

我們采用的方法是：JC/T738—2004 《水泥強度快速檢驗方法》。

我們通過一系列的實驗，得到大量的實驗數(shù)據(jù)，再代入下列的公式中來推定水泥 28d 抗壓強度和比較分析推定結(jié)果的準確性。

3.1 水泥 28d 抗壓強度的推定

（1）28d 抗壓強度的推定公式為：

R28預(yù)＝a×R快＋b

式中：

R28預(yù)－－水泥 28d 抗壓強度的推定值，MPa；

R快－－水泥快速抗壓強度，MPa；

a、b－－待定系數(shù)。

（2）a、b 推定待定系數(shù)的確立：

3.2 推定公式的可靠性

為了確保水泥快速強度方法的精確性，需要同一試驗室得出的水泥快速強度值滿足變異系數(shù)應(yīng)不大于 3% 的要求。

式中：

r——推定公式相關(guān)系數(shù)；

S——標準偏差。

3.3 推定結(jié)果的精度 Sx

我們通過實驗得到實驗參數(shù)：R快和 R28實。然后通過計算得到的 R28預(yù)與 R28實進行比較分析來判斷方法的準確性。實驗數(shù)據(jù)與理論計算得到的數(shù)據(jù)見表1。

通過表1 所示的數(shù)據(jù)，建立了下面的數(shù)據(jù)模型。

（1）根據(jù)標準給出公式計算推定公式待定系數(shù)a＝1.05，b＝21.20

（2）建立推定方程R28預(yù)=a×R快＋b = 1.05R快+ 21.20

（3）方法可靠性評定

1）推定方程相關(guān)系數(shù) r 的計算值

2）剩余標準偏差 S 的計算值

由于相關(guān)系數(shù) r 為 0.83，且剩余標準偏差 S 與強度平均值的相對百分數(shù)為 6.9%（小于7.0%），故所建推定方程可以使用。

3.4 結(jié)果推定的精度

設(shè)某樣品測定快速強度 R快0= 28MPa，代入推定公式可得 R28預(yù)= 50.6 MPa。代入試驗精度公式中計算 Sx=3.7MPa。即 28d 水泥強度推定結(jié)果有 95% 的概率在[50.6-2×3.7， 50.6+2×3.7] 內(nèi)。從而可以看出，快速水泥推定方法對大部份水泥是具有可行性的，通過一天快速水泥的強度能基本準確推定出 28d 的水泥強度值。

4 結(jié)論

我們采用的方法是 JC/T738—2004 《水泥強度快速檢驗方法》。通過整個實驗研究過程，對水泥強度快速檢驗方法有了深入的了解。

（1）標準中要求試驗組數(shù)應(yīng)不小于 30 組，我們做的實驗數(shù)據(jù)大于 30 組，能夠很好地說明實驗符合JC/T738—2004《水泥強度快速檢驗方法》標準的要求，實驗得到數(shù)據(jù)的準確性得到保證。

（2）剩余標準偏差 S=3.61MPa。S 與強度平均值的相對百分數(shù)為 6.9%＜7.0%，說明了我們建立的數(shù)據(jù)模型是準確的。Sx=3.7 MPa 表明推定結(jié)果有 95% 的概率在[50.6-2×3.7，50.6+2×3.7] 內(nèi)，說明了本方法的準確性。

（3）通過一定數(shù)量的實測數(shù)據(jù)與理論數(shù)據(jù)可以看出，JC/T738—2004《水泥強度快速檢驗方法》對大部份水泥是具有可行性的，通過一天快速水泥強度能基本準確推定出 28d的水泥強度值。

隨著數(shù)據(jù)的逐步豐富，可以進一步修正公式，推定值也將更加接近 28d 實測值。通過快速水泥強度檢測來判定水泥是否合格，完全可以實現(xiàn)水泥檢驗后再使用的要求。對于工程質(zhì)量控制能夠起到有效的輔助作用，并能完全避免因不合格帶來的損失。

表1 快速試驗結(jié)果匯總

[1] 孔祥忠．中國水泥工業(yè)轉(zhuǎn)變發(fā)展方式的思路探討[J]．中國水泥，2012(1)：15-18．

[2] 周鴻錦．2012 年中國水泥行業(yè)運行狀況探討分析[J]．中國水泥，2013(1)：14-16．

[3] 顧阿倫，史宵鳴，汪瀾，等．中國水泥行業(yè)節(jié)能減排的潛力與成本分析[J]．中國人口·資源與環(huán)境，2012,22(8)：16-21.

［通訊地址］上海市閔行區(qū)申旺路 519 號 13 號樓中門（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

楊輝 ，男，工程師，上海建科檢驗有限公司。