公路工程中水泥的檢測技巧

王　凱/甘肅路橋第三公路工程有限責任公司

公路工程中水泥的檢測技巧

王凱/甘肅路橋第三公路工程有限責任公司

分析公路工程中，水泥各項物理力學性能指標的實際意義，檢測的技巧。

水泥檢測技巧

引言

水泥雖然是公路工程使用的大宗原材料，卻不是試驗室檢測的重點。因為在國家大力調整產能過剩的形式下，廠商的實力都很強，不合格的水泥產品幾乎不見；并且，如何做檢測，試驗規程中有詳細的步驟。既如此，為何還要撰文探討水泥的檢測？

原因有三：

其一，水泥的檢測專業性強，依慣例需要由專人負責，不經過長期的磨練，難以勝任。歷年來，質量監督部門都把瀝青和水泥的檢測作為比對試驗項目來實施，以此來考核試驗室的技術水平。

其二，具體到某個公路工程項目，施工中會同時用到多個品種、多個強度級別的水泥，客觀上要求迅速對水泥性能做出判斷。蹩腳的檢測員對試驗規程生搬硬套，不知變通，效率低下。

其三，限于人員的知識結構，對各項指標的用途認識不清，不能結合工程實際需要，區分檢測項目的重點，勞而少功。

筆者在深入把握水泥檢測試驗規程的本質的基礎上，結合反復地實踐印證，探索出一些技巧，供同行參考。

一、凝結時間

對水泥穩定碎石基層，依據《公路路面基層施工技術細則》（JTG/T F20—2015）第3.2.2款：所用的水泥初凝時間應大于3h，終凝時間應大于6h且小于10h。這里對水泥提出了極高的要求，凝結時間不會這么長。水泥廠商能夠提供少量滿足要求的樣品，無法大量生產用于工程建設。這是因為，在國家標準《通用硅酸鹽水泥》（GB175—2007）中，對凝結時間要求很寬泛，除硅酸鹽水泥凝結時間更短外，其它品種的通用硅酸鹽水泥只要求初凝時間大于45min，終凝時間小于10h。

所以，《公路路面基層施工技術細則》中對水泥的高要求，只是一個美好的愿景。真正用到工程上的水泥，如果初凝時間大于2.5h，終凝時間大于5h，已經非常不錯了。

試驗步驟分三步：測定標準稠度用水量，測定初凝時間，測定終凝時間。難點普遍認為是在如何測定標準稠度用水量上，這一過程太累人。需要拌制水泥凈漿，裝模，放到維卡儀上做試桿沉入試驗，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……如此反復，常需要5～7次重復過程才能完成，耗時3～4h。幾輪折騰下來，煩躁情緒油然而生。朋友們會想，要是有輕松方便、饒有趣味的辦法，該多好呀！好的，我們來分析一下試驗規程。

《水泥標準稠度用水量、凝結時間、安定性檢驗方法》（GB/ T 1346—2011）第7.2款，水泥凈漿的拌制：“用水泥凈漿攪拌機攪拌，攪拌葉片先用濕布擦過，將拌和水倒入攪拌鍋內，然后將500克水泥加入水中。”可見，拌和水是一次性加入的。再看第7.3款，標準稠度用水量的測定步驟：“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，以試桿沉入凈漿并距底板6mm±1mm的水泥凈漿為標準稠度凈漿，其拌和水量為該水泥的標準稠度用水量。”

從上述定義可見，所謂標準稠度凈漿，只是水泥漿所處的一種特定粘稠狀態。在該狀態下，試桿克服阻力，恰好沉入到距底板5～7mm的位置時停止；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，試桿受到阻力過大，沉入到距底板超出7mm的位置就已經停止。

搞清了標準稠度的實質，對它的操作過程就可以靈活處置了。規程中拌和水是在開動攪拌機前一次性加入，現在將其調整為大部分水在攪拌前加入，在攪拌過程中持續觀測水泥漿，分多次補充少量水，直到漿體達到理想的粘稠狀態時，停止補水。加入的所有水量的和，就是標準稠度用水量。這樣一來，只要經過1～2次試拌，水泥漿就能達到試驗要求的粘稠狀態。

《水泥標準稠度用水量、凝結時間、安定性檢驗方法》（GB/ T 1346—2011）對原2001年版本進行了修改，將“拌和結束后，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，輕輕振動數次，刮去多余凈漿。”改為“拌和結束后，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。”

操作手法有改變，目的未變，無非為了使水泥漿體密實，排除孔隙。筆者以為，采用新規程的“用寬約25mm的直邊刀輕輕拍打超出試模部分的漿體5次”，水泥漿會粘附在直邊刀上，不好處置，更難達到試驗的時間限制條件“整個操作過程應在攪拌后1.5min內完成”。而原2001年版本“用小刀插搗，輕輕振動數次”，運用起來會得心應手。

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，安定性占據最高地位，該項指標不合格，可判定水泥為廢品。修訂以后，取消了廢品的規定，對該指標的認識更加客觀合理。

安定性是通過標準稠度水泥凈漿在雷氏夾中沸煮后，測量它的體積膨脹程度來體現。對于水泥穩定碎石基層這種材料，由于摻加的水泥很少，通常為混合料總質量的3％～4％，含水量6％～8％。這時水泥粘附在砂石表面，不能以漿體形式存在，那么安定性指標在這里不具備任何實際意義。有些工程技術人員不清楚這一點，在水穩基層發生干縮裂縫時，將水泥的安定性作為原因之一進行分析，這是明顯的誤解。

三、強度

水泥的強度不是單一水泥漿的強度，而是水泥與一定比例的標準砂拌制成的膠砂試件的強度。它包括抗壓強度和抗折強度，試件有3d齡期的和28d齡期的。3d齡期試件的指標要求低，實測值會遠遠高于標準值，28d齡期強度富余量不大。

同一組試模成型的3條試體，放到試驗機上加荷，測得的數值離散性很大。《水泥膠砂強度檢驗方法（ISO法）》（GB/T 17671—1999）第8.1款：二個齡期以上的試體，在編號時應將同一試模中的三條試體分在二個以上齡期內。如此，數值的離散性勢必更大。無論試件制作過程多么精細，都無法減小數值的離散，使檢測結果客觀準確。對此，沒有更好的解決辦法，唯一能想到的就是加大試件數量，28d齡期的試件至少成型兩組，參照分析。

不同的試驗人員制作試件雖然手法不同，實踐中并不影響檢測結果，對檢測結果有決定性影響的是試件的養護環節。膠砂試件的養護，要求連模一起在濕氣中養護24h，然后脫模在水中養護至強度試驗。現今試驗室都配置豪華的水泥標準養護箱，養護條件不是問題，需要注意的是脫模的時間點。脫模一旦遲了，強度增長不上去，數值畸小。

四、比表面積

比表面積與細度是同一類指標，都用來反映水泥的粗細程度。該項指標作用不明確，因為尚無統計數據表明水泥是加工的粗了好，還是細了好。有人提出，水泥越細，耗水量越大，反應產生的水化熱越多，凝結硬化速度越快。聽起來似乎有點兒道理，然而只是主觀臆測，沒有科研數據做支撐。

所以該指標對工程不具備指導意義，日常檢驗也就不必做這一項。國家標準《通用硅酸鹽水泥》（GB175—2007）第7.3.4款，將其作為選擇性指標，只起參照作用，不作為判斷水泥質量的依據，殆為此爾。

如果要檢測，步驟會很長，每一步又必須格外精細，因此它經常被用于考核試驗室技術能力，作為關鍵的比對試驗項目開展。

《水泥比表面積測定方法 勃氏法》（GB/T 8074—2008）第5.10款：試驗室條件，相對濕度不大于50％。水泥的其它試驗項目均要求相對濕度大于50％，這樣一來，比表面積試驗就無法在水泥檢測室完成，去另找空間吧，又很不方便。其實大可不必如此，比表面積要求較低的環境濕度，只是防止水泥長時間存放，吸收空氣中的水分，從而影響檢測精度。我們只要不拖延，試驗過程不超過半天，濕度就算是80％也無妨。

五、結束語

為了達到快速檢驗、輕松工作的目的，筆者對試驗規程中的操作步驟、試驗條件均作了一定調整，因此常常引起爭議。

從工作中總結經驗，用更快捷、更優秀的辦法解決問題，豈非美事？然而，蹩腳的檢測員，總會對著書，“你沒有依規程，規程上是這樣講的，規程是有道理的……”嗬，如果說一本規程能解決試驗的所有問題，那么讀大學、讀研究生豈不無用，小學文化足矣呀！

表面上看，此人工作教條；究其根源，其實是人的知識的匱乏。當兵出身，沒有專業背景，能顧此失彼地完成一項試驗已屬不易，哪還有能力去做變通？

這正是檢測行業最棘手的問題，魚龍混雜，受過正規教育、懂工程技術的青年被分配到施工技術員崗位，而頗具專業性質的檢測工作總是一些莫名其妙的人在干。在人社部大力減少職業資格許可和認定，降低就業門檻的大背景下，這種狀況還將惡化，余誠憂之。

王凱（1977-），男，漢族，工程師，專科畢業，吉林大安人，研究方向為公路工程施工過程。

U416.03

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