王　凱/甘肅路橋第三公路工程有限責(zé)任公司

公路工程中水泥的檢測(cè)技巧

王凱/甘肅路橋第三公路工程有限責(zé)任公司

分析公路工程中，水泥各項(xiàng)物理力學(xué)性能指標(biāo)的實(shí)際意義，檢測(cè)的技巧。

水泥檢測(cè)技巧

引言

水泥雖然是公路工程使用的大宗原材料，卻不是試驗(yàn)室檢測(cè)的重點(diǎn)。因?yàn)樵趪?guó)家大力調(diào)整產(chǎn)能過(guò)剩的形式下，廠商的實(shí)力都很強(qiáng)，不合格的水泥產(chǎn)品幾乎不見(jiàn)；并且，如何做檢測(cè)，試驗(yàn)規(guī)程中有詳細(xì)的步驟。既如此，為何還要撰文探討水泥的檢測(cè)？

原因有三：

其一，水泥的檢測(cè)專(zhuān)業(yè)性強(qiáng)，依慣例需要由專(zhuān)人負(fù)責(zé)，不經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的磨練，難以勝任。歷年來(lái)，質(zhì)量監(jiān)督部門(mén)都把瀝青和水泥的檢測(cè)作為比對(duì)試驗(yàn)項(xiàng)目來(lái)實(shí)施，以此來(lái)考核試驗(yàn)室的技術(shù)水平。

其二，具體到某個(gè)公路工程項(xiàng)目，施工中會(huì)同時(shí)用到多個(gè)品種、多個(gè)強(qiáng)度級(jí)別的水泥，客觀上要求迅速對(duì)水泥性能做出判斷。蹩腳的檢測(cè)員對(duì)試驗(yàn)規(guī)程生搬硬套，不知變通，效率低下。

其三，限于人員的知識(shí)結(jié)構(gòu)，對(duì)各項(xiàng)指標(biāo)的用途認(rèn)識(shí)不清，不能結(jié)合工程實(shí)際需要，區(qū)分檢測(cè)項(xiàng)目的重點(diǎn)，勞而少功。

筆者在深入把握水泥檢測(cè)試驗(yàn)規(guī)程的本質(zhì)的基礎(chǔ)上，結(jié)合反復(fù)地實(shí)踐印證，探索出一些技巧，供同行參考。

一、凝結(jié)時(shí)間

對(duì)水泥穩(wěn)定碎石基層，依據(jù)《公路路面基層施工技術(shù)細(xì)則》（JTG/T F20—2015）第3.2.2款：所用的水泥初凝時(shí)間應(yīng)大于3h，終凝時(shí)間應(yīng)大于6h且小于10h。這里對(duì)水泥提出了極高的要求，凝結(jié)時(shí)間不會(huì)這么長(zhǎng)。水泥廠商能夠提供少量滿(mǎn)足要求的樣品，無(wú)法大量生產(chǎn)用于工程建設(shè)。這是因?yàn)?，在?guó)家標(biāo)準(zhǔn)《通用硅酸鹽水泥》（GB175—2007）中，對(duì)凝結(jié)時(shí)間要求很寬泛，除硅酸鹽水泥凝結(jié)時(shí)間更短外，其它品種的通用硅酸鹽水泥只要求初凝時(shí)間大于45min，終凝時(shí)間小于10h。

所以，《公路路面基層施工技術(shù)細(xì)則》中對(duì)水泥的高要求，只是一個(gè)美好的愿景。真正用到工程上的水泥，如果初凝時(shí)間大于2.5h，終凝時(shí)間大于5h，已經(jīng)非常不錯(cuò)了。

試驗(yàn)步驟分三步：測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量，測(cè)定初凝時(shí)間，測(cè)定終凝時(shí)間。難點(diǎn)普遍認(rèn)為是在如何測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量上，這一過(guò)程太累人。需要拌制水泥凈漿，裝模，放到維卡儀上做試桿沉入試驗(yàn)，然后看出水加多了，清洗干凈，減少水量，重新拌制凈漿，裝模，放到維卡儀上做試桿沉入試驗(yàn)……如此反復(fù)，常需要5～7次重復(fù)過(guò)程才能完成，耗時(shí)3～4h。幾輪折騰下來(lái)，煩躁情緒油然而生。朋友們會(huì)想，要是有輕松方便、饒有趣味的辦法，該多好呀！好的，我們來(lái)分析一下試驗(yàn)規(guī)程。

《水泥標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量、凝結(jié)時(shí)間、安定性檢驗(yàn)方法》（GB/ T 1346—2011）第7.2款，水泥凈漿的拌制：“用水泥凈漿攪拌機(jī)攪拌，攪拌葉片先用濕布擦過(guò)，將拌和水倒入攪拌鍋內(nèi)，然后將500克水泥加入水中?！笨梢?jiàn)，拌和水是一次性加入的。再看第7.3款，標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量的測(cè)定步驟：“將試模和底板移到維卡儀上，突然放松試桿，試桿停止沉入或釋放試桿30s時(shí)，以試桿沉入凈漿并距底板6mm±1mm的水泥凈漿為標(biāo)準(zhǔn)稠度凈漿，其拌和水量為該水泥的標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量。”

從上述定義可見(jiàn)，所謂標(biāo)準(zhǔn)稠度凈漿，只是水泥漿所處的一種特定粘稠狀態(tài)。在該狀態(tài)下，試桿克服阻力，恰好沉入到距底板5～7mm的位置時(shí)停止；要是水泥漿稀了，試桿受到的阻力很小，沉入到距底板小于5mm方停止；要是水泥漿干了，試桿受到阻力過(guò)大，沉入到距底板超出7mm的位置就已經(jīng)停止。

搞清了標(biāo)準(zhǔn)稠度的實(shí)質(zhì)，對(duì)它的操作過(guò)程就可以靈活處置了。規(guī)程中拌和水是在開(kāi)動(dòng)攪拌機(jī)前一次性加入，現(xiàn)在將其調(diào)整為大部分水在攪拌前加入，在攪拌過(guò)程中持續(xù)觀測(cè)水泥漿，分多次補(bǔ)充少量水，直到漿體達(dá)到理想的粘稠狀態(tài)時(shí)，停止補(bǔ)水。加入的所有水量的和，就是標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量。這樣一來(lái)，只要經(jīng)過(guò)1～2次試拌，水泥漿就能達(dá)到試驗(yàn)要求的粘稠狀態(tài)。

《水泥標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量、凝結(jié)時(shí)間、安定性檢驗(yàn)方法》（GB/ T 1346—2011）對(duì)原2001年版本進(jìn)行了修改，將“拌和結(jié)束后，立即將拌制好的水泥凈漿裝入已置于玻璃底板上的試模中，用小刀插搗，輕輕振動(dòng)數(shù)次，刮去多余凈漿。”改為“拌和結(jié)束后，立即取適量水泥漿一次性將其裝入已置于玻璃底板上的試模中，用寬約25mm的直邊刀輕輕拍打超出試模部分的漿體5次以排除漿體中的孔隙，鋸掉多余凈漿?！?/p>

操作手法有改變，目的未變，無(wú)非為了使水泥漿體密實(shí)，排除孔隙。筆者以為，采用新規(guī)程的“用寬約25mm的直邊刀輕輕拍打超出試模部分的漿體5次”，水泥漿會(huì)粘附在直邊刀上，不好處置，更難達(dá)到試驗(yàn)的時(shí)間限制條件“整個(gè)操作過(guò)程應(yīng)在攪拌后1.5min內(nèi)完成”。而原2001年版本“用小刀插搗，輕輕振動(dòng)數(shù)次”，運(yùn)用起來(lái)會(huì)得心應(yīng)手。

二、安定性

《通用硅酸鹽水泥》（GB175—2007）第9.4.2款，安定性不合格，可判定水泥不合格。此前的版本中，安定性占據(jù)最高地位，該項(xiàng)指標(biāo)不合格，可判定水泥為廢品。修訂以后，取消了廢品的規(guī)定，對(duì)該指標(biāo)的認(rèn)識(shí)更加客觀合理。

安定性是通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)稠度水泥凈漿在雷氏夾中沸煮后，測(cè)量它的體積膨脹程度來(lái)體現(xiàn)。對(duì)于水泥穩(wěn)定碎石基層這種材料，由于摻加的水泥很少，通常為混合料總質(zhì)量的3％～4％，含水量6％～8％。這時(shí)水泥粘附在砂石表面，不能以漿體形式存在，那么安定性指標(biāo)在這里不具備任何實(shí)際意義。有些工程技術(shù)人員不清楚這一點(diǎn)，在水穩(wěn)基層發(fā)生干縮裂縫時(shí)，將水泥的安定性作為原因之一進(jìn)行分析，這是明顯的誤解。

三、強(qiáng)度

水泥的強(qiáng)度不是單一水泥漿的強(qiáng)度，而是水泥與一定比例的標(biāo)準(zhǔn)砂拌制成的膠砂試件的強(qiáng)度。它包括抗壓強(qiáng)度和抗折強(qiáng)度，試件有3d齡期的和28d齡期的。3d齡期試件的指標(biāo)要求低，實(shí)測(cè)值會(huì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于標(biāo)準(zhǔn)值，28d齡期強(qiáng)度富余量不大。

同一組試模成型的3條試體，放到試驗(yàn)機(jī)上加荷，測(cè)得的數(shù)值離散性很大。《水泥膠砂強(qiáng)度檢驗(yàn)方法（ISO法）》（GB/T 17671—1999）第8.1款：二個(gè)齡期以上的試體，在編號(hào)時(shí)應(yīng)將同一試模中的三條試體分在二個(gè)以上齡期內(nèi)。如此，數(shù)值的離散性勢(shì)必更大。無(wú)論試件制作過(guò)程多么精細(xì)，都無(wú)法減小數(shù)值的離散，使檢測(cè)結(jié)果客觀準(zhǔn)確。對(duì)此，沒(méi)有更好的解決辦法，唯一能想到的就是加大試件數(shù)量，28d齡期的試件至少成型兩組，參照分析。

不同的試驗(yàn)人員制作試件雖然手法不同，實(shí)踐中并不影響檢測(cè)結(jié)果，對(duì)檢測(cè)結(jié)果有決定性影響的是試件的養(yǎng)護(hù)環(huán)節(jié)。膠砂試件的養(yǎng)護(hù)，要求連模一起在濕氣中養(yǎng)護(hù)24h，然后脫模在水中養(yǎng)護(hù)至強(qiáng)度試驗(yàn)。現(xiàn)今試驗(yàn)室都配置豪華的水泥標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)箱，養(yǎng)護(hù)條件不是問(wèn)題，需要注意的是脫模的時(shí)間點(diǎn)。脫模一旦遲了，強(qiáng)度增長(zhǎng)不上去，數(shù)值畸小。

四、比表面積

比表面積與細(xì)度是同一類(lèi)指標(biāo)，都用來(lái)反映水泥的粗細(xì)程度。該項(xiàng)指標(biāo)作用不明確，因?yàn)樯袩o(wú)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明水泥是加工的粗了好，還是細(xì)了好。有人提出，水泥越細(xì)，耗水量越大，反應(yīng)產(chǎn)生的水化熱越多，凝結(jié)硬化速度越快。聽(tīng)起來(lái)似乎有點(diǎn)兒道理，然而只是主觀臆測(cè)，沒(méi)有科研數(shù)據(jù)做支撐。

所以該指標(biāo)對(duì)工程不具備指導(dǎo)意義，日常檢驗(yàn)也就不必做這一項(xiàng)。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《通用硅酸鹽水泥》（GB175—2007）第7.3.4款，將其作為選擇性指標(biāo)，只起參照作用，不作為判斷水泥質(zhì)量的依據(jù)，殆為此爾。

如果要檢測(cè)，步驟會(huì)很長(zhǎng)，每一步又必須格外精細(xì)，因此它經(jīng)常被用于考核試驗(yàn)室技術(shù)能力，作為關(guān)鍵的比對(duì)試驗(yàn)項(xiàng)目開(kāi)展。

《水泥比表面積測(cè)定方法 勃氏法》（GB/T 8074—2008）第5.10款：試驗(yàn)室條件，相對(duì)濕度不大于50％。水泥的其它試驗(yàn)項(xiàng)目均要求相對(duì)濕度大于50％，這樣一來(lái)，比表面積試驗(yàn)就無(wú)法在水泥檢測(cè)室完成，去另找空間吧，又很不方便。其實(shí)大可不必如此，比表面積要求較低的環(huán)境濕度，只是防止水泥長(zhǎng)時(shí)間存放，吸收空氣中的水分，從而影響檢測(cè)精度。我們只要不拖延，試驗(yàn)過(guò)程不超過(guò)半天，濕度就算是80％也無(wú)妨。

五、結(jié)束語(yǔ)

為了達(dá)到快速檢驗(yàn)、輕松工作的目的，筆者對(duì)試驗(yàn)規(guī)程中的操作步驟、試驗(yàn)條件均作了一定調(diào)整，因此常常引起爭(zhēng)議。

從工作中總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，用更快捷、更優(yōu)秀的辦法解決問(wèn)題，豈非美事？然而，蹩腳的檢測(cè)員，總會(huì)對(duì)著書(shū)，“你沒(méi)有依規(guī)程，規(guī)程上是這樣講的，規(guī)程是有道理的……”嗬，如果說(shuō)一本規(guī)程能解決試驗(yàn)的所有問(wèn)題，那么讀大學(xué)、讀研究生豈不無(wú)用，小學(xué)文化足矣呀！

表面上看，此人工作教條；究其根源，其實(shí)是人的知識(shí)的匱乏。當(dāng)兵出身，沒(méi)有專(zhuān)業(yè)背景，能顧此失彼地完成一項(xiàng)試驗(yàn)已屬不易，哪還有能力去做變通？

這正是檢測(cè)行業(yè)最棘手的問(wèn)題，魚(yú)龍混雜，受過(guò)正規(guī)教育、懂工程技術(shù)的青年被分配到施工技術(shù)員崗位，而頗具專(zhuān)業(yè)性質(zhì)的檢測(cè)工作總是一些莫名其妙的人在干。在人社部大力減少職業(yè)資格許可和認(rèn)定，降低就業(yè)門(mén)檻的大背景下，這種狀況還將惡化，余誠(chéng)憂之。

王凱（1977-），男，漢族，工程師，專(zhuān)科畢業(yè)，吉林大安人，研究方向?yàn)楣饭こ淌┕み^(guò)程。

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