原材料进场质量控制用半坍落度试验方法

李彦昌（北京高强混凝土有限责任公司，总工）

0 前言

尽管原材料相关标准非常齐全，有很多检测方法，这些方法也非常必要，但是这些常规检测方法检测周期长，多数不适用于进场快速检验要求，不利于在生产控制过程中应用。为了解决这些问题，很多一线研究人员想了很多既实用又快速有效的办法，当然很多办法都不是标准规范中规定的办法，但确确实实有实际效果。大家在一起交流讨论完善，也有可能在某一天，它真的就成了标准规范的一部分。希望这样能够引导这个行业在场控方面得到一些切实可行、有效的做法。

在实际生产中，混凝土原材料的部分性能指标与混凝土拌合物相关性不强，如水泥、掺合料、外加剂等，通过标准规范检测的一些指标与拌合物的性能对应性并不是特别好，即使知道原材料的某个指标，也不一定能知道最终混凝土拌合物是什么状态。目前大水泥厂生产的水泥在正规检验中都能满足要求，但有时使用起来会出现很多问题。并且，混凝土性能不仅与原材料自身的指标有关，还与配合比中其他材料的相互作用有一定联系，不同材料在不同配合比的表现也不一致。

个人认为判断某一种原材料对混凝土工作性能的影响最有效的办法，是在确定配合比的前提下，保持其他材料不变，通过试拌来检验。通过本报告所介绍的半坍落度试验方法得出的扩展度及扩展度损失的试验数据，可以准确地判断不同原材料自身的质量波动，以及对混凝土工作性能的影响。

1 半坍落度试验方法来源

“原材料进场质量控制用半坍落度试验方法”来源于 GB 50119—2013《混凝土外加剂应用技术规范》“附录 A 混凝土外加剂相容性快速试验方法”。原方法是用于检测外加剂与水泥相容性的，只针对外加剂和水泥。扩展后，能够检验除石子以外的其他原材料的进场快速检验。用于对原材料的进场质量控制，检验其质量波动，取得了较好的效果。

2 半坍落度试验砂浆配合比确定

在很多试验中，会使用净浆来做初步检验，但是净浆检验与混凝土相关性差些，砂浆与混凝土的相关性相对好些，因此该方法利用砂浆与混凝土相关性较好的现象，选用自己搅拌站常用的一个混凝土配合比，去除石子后适当调整单方用水量和外加剂掺量，确定试验用砂浆配合比，控制砂浆的扩展度为 (350±20)mm（针对自己企业规定的数值），根据砂浆扩展度及扩展度经时损失判断原材料质量的波动情况和影响程度。

3 半坍落度试验方法适用范围及特点

本试验方法主要用于胶凝材料和外加剂的进场检验。本试验方法也适用于砂的进场检验，但通常根据砂本身的物理指标就可以判断其对混凝土工作性的影响，因此一般情况下不采用这种方法进行砂的进场检验。

本方法的特点可以概括为以下五个方面：

（1）在外加剂相容性试验方法基础上进行了扩展，不仅适用于外加剂，也可以适用于除石子之外的所有混凝土原材料的进场快速检验。

（2）使用实际生产用的材料和配合比，完全与生产实际相符，很好地指导了生产过程中的质量控制，是一种有效的预控措施。

（3）检验不同批次（车次）某一原材料对应的扩展度和扩展度经时损失，绘制波动曲线作为质量控制依据。

（4）通过该试验可以使搅拌站随时掌握原材料质量波动的准确数据，作为与原材料厂家沟通的依据，并检验沟通后采取措施的效果。

（5）试验简便，可以短时间出结果，更适用于原材料的进场快速检验。

4 半坍落度试验步骤

试验所用仪器设备→确定基准配合比、准备材料→试验所用材料、试验环境→试验步骤（相当于做胶砂的步骤）→试验结果评价

混凝土去掉石子后的砂浆太稀，不能用，需要调整后扩展度合适作为基准配合比。然后按照该配合比准备材料，比如做 100 次试验应该准备多少材料，一次性备齐，这样原材料的性能都是固定的，不会再变。试验用砂浆总量不应小于 1.0L。试验室温度应保持在(20±2)℃，相对湿度不应低于 50%。

感觉哪个原材料有问题，可以来一车做一次，半小时就可以出结果，检测速度很快。

试验结果评价：

（1）原材料质量波动性评价

绘制不同试验批次的初始扩展度（L0）曲线，直观判断其波动性。

也可通过数据处理，计算标准差等参数，结合企业自身管理需要来判断。

（2）影响程度评价

绘制不同试验批次的扩展度经时损失（Lt）曲线，直观判断该材料对扩展度经时损失的影响程度。

（3）原材料处理原则

1）外加剂掺量与砂浆扩展度损失波动不大，判断为该批次原材料质量波动较小，可以正常使用；

2）外加剂掺量有一定变化，但砂浆扩展度损失波动不大，判断为该批次原材料质量有一定的波动，但通过外加剂用量调整后可以使用；

3）外加剂掺量变化大、砂浆扩展度损失大时，判断为该批次原材料质量有较大波动，须按实际混凝土配合比进行试验验证，如结果仍异常，应退货处理。当必须使用时，应重新试配。

5 结语

目前原材料紧缺，原材料质量波动大，如果没有好的控制手段，就可能出现一些问题，特别是看不见摸不着的。砂石如果含泥量多，我们抓一抓就知道了，做个细度都能直观地看出来，但是像水泥这些粉料根本看不出来，出现问题甚至连厂家都说服不了，因此我们需要有些办法来解决原材料进站质量控制的难题，这些能够与生产质量控制直接挂钩。一些标准的方法在一些责任、后期的质量追踪和追溯上有一定的作用，而快速检测办法更能够直接指导我们的生产质量控制工作。

相关探讨

宋少民（北京建筑大学土木与交通工程学院 教授）

混凝土拌合物的和易性是混凝土生产的第一个门槛，其拌合物的状态最能反映出原材料波动情况。怀疑哪个原材料有问题就变哪个原材料，而且使用的是常规储备的原料，备料很充足，所以这个方法方便、易行。

刘晨（中国建筑材料科学研究总院水泥标委会 副秘书长）

针对目前水泥出现的问题解释两点：一是，现在提倡绿水青山，石灰石资源特别紧张，很多时候就是买的矿山都不让开采。二是现在很多水泥厂都在处理废物，我国处理废物，在质量控制方面的水平较国外要差。因此目前面临的就是原材料劣质化。做标准的时候是把材料指标往高提，要求材料的性能是越来越好的，但实际上材料的性能却是越来越差，但还是不得不用，否则无料可用。

关于水泥质量稳定性的问题，个人感觉是整个管理模式上出了问题。在欧洲，检测、认证和标准三位一体，三位一体的好处是标准可以用在实处，在对企业认证的过程当中可以获得企业的一手数据，然后来评判产品的稳定性，这样对企业有威慑力，但在我国标准、认证、检测各自独立，所以在管理上会存在一定的问题。

宋宏伟（大连不凡科技发展有限公司 总工）

个人认为这个方法修正一下完全可以做为一个好的标准来用。

提两点建议：

1. 首先要保证砂子（无论机制砂还是河砂）质量的稳定，然后确定一个合理的空间，不管将来配砂浆还是混凝土，都有个基准，这个砂子是个基准，相当于一个廉价的 ISO 标准砂。

2. 这几年水泥因为利用硫化床粉煤灰、窑灰、或者其他一些代替的混合材，尤其还有各种助磨剂，现阶段部分厂家的水泥比以前可能差不少，也出现一些质量波动现象。水泥检测最主要是先检测其标准稠度用水量的变化。因为水泥的标准稠度用水量从 24.5%～28% 波动都是正常的，但在实际生产中，一方混凝土里能差 10 多公斤的水，水泥不仅要测即时的标准稠度用水量，最好还要测一下 15～20 分钟后的标准稠度用水量。因为水泥中的混合材或者掺合料掺量对其需水量的变化影响非常大，这一点若控制不好，最后硬化混凝土能差一两个强度等级。而粉煤灰一定要测即时和 15～20 分钟后的需水量比，避免把流化床粉煤灰或者脱硫灰误当做正常的粉煤灰使用。

水泥质量的波动，终会通过后期的混凝土拌合物以及硬化混凝土的强度来验证。个人建议可以通过看视频，或者通过其他的方式，判断出拌合现场混凝土拌合物黏度的大小。因为前面所做的砂浆是初步验证，到混凝土生产，掺加了骨料以后，到现场拌合时的检验是二级控制，建议可以培养有经验的助手，随时通过视频来进行监控，对每个批号或者每个强度等级的混凝土，前三盘或前三车一定要加强控制。这样能有效地控制好混凝土的强度，也能够判断水泥的变化给前面检测带来的影响。

张勇（北京榆构有限公司预拌混凝土事业部 副站长）

榆树庄构件集团搅拌站也在做此方法。如果做常规的混凝土试配，至少要打 20L 混凝土，需要三个人以上合作完成，如果将繁重的混凝土试配工作简化成易操作的砂浆小试验，方便易行。而且当这些砂浆试验数据积累到一定量，形成一种体系以后，就能对所有原材料质量波动情况进行分析。

马永胜（北京砼享未来工程技术研究院 总工程师）

水泥温度对该快速检测方法影响有多大？个人认为该方法可行，希望大家能够完善该方法，有望申报标准。

齐文丽（北京混凝土协会 秘书长）

现在资源匮乏，给实际工作带来了一系列无法规避的具体问题。原来大家可能关注更多的是砂石料、掺合料或外加剂，对水泥的关注情况相对弱些，但是最近由于水泥质量波动，大家对水泥也越来越关注了。混凝土企业肯定会想去解决具体的问题。“原材料进场质量控制用半坍落度试验方法”其实已经上升到了理论的程度，个人觉得有必要在标准的层面去提高。国标毕竟是站在全国的范围内，方方面面都需要考虑，但实际上各区域的情况不完全一样，所以国标不能将所有的问题都完全覆盖到。可以通过其他标准，比如团体标准或者企业标准，去推动和完善这件事，不仅解决自己企业的问题、北京市的问题，还可以上升到全国的高度，这不管是从技术工作者还是行业管理角度来说都很有意义。这项工作可以由一些有影响力、有实力、有经验的企业共同来参与和推动。

陈家全（广东新业混凝土有限公司 总工）

快检法是所有预拌混凝土行业一线从业人员最期望的工具。第一点，针对混凝土产品最关注的两个问题，一个是混凝土拌合物的工作性，一个是混凝土强度，分别具有生产即时关注要求和性能结果后滞的特点；可将其具体分解为浆体材料的流动性及影响强度的各项指标两个重点。第二点，技术人员面临的问题是，现行标准规范体系所规定的原材料的各项指标与实际生产的混凝土（半）成品之间的相关性有多大的问题，这是一线技术员工亟待需要了解的重点。第三点，做快检的目的是要精简快捷，即快速解决生产中遇到的 80% 的问题，如果过于精细化，还不如参考现行技术标准，那就无所谓快检了。第四点，什么时候采用快检什么时候采用现行技术规范，两者对指导我们实际生产的侧重点分别在哪里，技术人员也一定要把这个问题搞清楚。个人认为，快检法不仅要使用方便，也应该是现行规范的一个有益补充，根本上希望能够逐渐由目前的“地下”状态走到“前台”，形成一定的规范条款，让上一级原材料生产单位能够与应用单位融入到一起，从而形成更加切合实际应用的技术约束。

刘洪波（北京市住建委散装水泥办公室 主任）

目前水泥变化比较大，在实际应用中会遇到很多问题。目前的国家标准都是对水泥出厂性能的要求，今年我们要在使用环节做一个建设工程的预拌混凝土应用水泥的一个应用规程，从使用方面考虑哪些关键的指标是要把控的。今年先从团体标准着手做起来。

邓翀（中交二航武汉港湾新材料有限公司 副总工）

目前标准对水泥的检测指标规定范围比较宽泛。搅拌站在试验室做的一些常规物理检测，按照水泥标准的要求，检测出的水泥基本都合格，所以应用中遇到问题再去和水泥厂沟通就很难。我们做跨海大桥经常用到海工混凝土，海工混凝土对耐久性要求比较高，在对水泥的质量控制中，重点关注几个方面：水泥级配、C3A 含量、碱含量、SO3含量、掺合料等，这些指标对水泥的适应性影响也很大，希望大家能从这几方面考虑，找到检测这些指标的快速检测方法（水泥熟料的成分控制），找到合理的规范值。

于新亚（北京宇诚建达混凝土有限公司 总工）

提两个问题：（1）这个半坍落度法最终的评价标准需要数理统计，那么数理统计中的标准差值设为多少才能判定水泥是合适的，或是不合适的，其质量才算波动大或波动小？（2）以坍落度 (350±20)mm 作为衡量的基准，在操作过程中，搅拌站的调整权限是多少，才能与生产中的线性规律是匹配的？

李彦昌（北京高强混凝土有限责任公司 总工）

具体评价指标，要根据自己企业的实际情况来确定，起码要保证在生产过程中混凝土的质量能控制得住。坍落度值定不能过大或过小，一定要适中，否则会掩盖很多问题，(350±20)mm 这个数值是自己摸索出来的，每个企业都会有些变化，不过不可能有太大的差别。具体到多大，企业之间有多大区别还没有调查过。