出厂水泥质量确认方法的探讨
2019/4/26 阅读次数：[1022]
GB175—2007《通用硅酸盐水泥》已于2008年6月1日实施。该标准将“出厂水泥”条款由原来的“出厂水泥应保证出厂强度等级，其余技术要求应符合本标准有关要求”，改为“经确认水泥各项技术指标及包装质量符合要求时方可出厂”，并由原来的强制性条款改为推荐性条款。对于出厂水泥质量的确认方法，标准没有做出具体要求，水泥厂在执行中可以根据具体情况自行决定。本文根据水泥厂的实际管理经验，对出厂水泥质量的确认方法进行了一些探讨。文中引用未注明日期的标准，适用于最新版本。
1 出厂水泥质量确认的含义及内容
1.1 出厂水泥质量确认的含义
GB/T19000—2000《质量管理体系 基础和术语》中对确认的定义为：“通过提供客观证据(支持事物存在或其真实性的数据)对特定的要求已得到满足的认定”。
新标准和旧标准(指GB175—1999《硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥》、GBl344—1999《矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥》和GB12958—1999《复合硅酸盐水泥》)关于出厂水泥条款的规定有很大不同。按旧标准规定，出厂水泥在发运前必须完成标准规定的除28d强度以外的所有技术要求的检验并合格；新标准则改为对技术要求进行确认后即可出厂。检验是确认的方法之一，检验结果即为一种客观证据。但确认还可以是其它方法，这些方法往往比检验更加简便。新旧标准对出厂水泥条款的规定虽然不同，但是目的和本质不变，即保证出厂水泥的所有技术要求符合标准规定。按照新标准规定，经过确认合格后的出厂水泥可以在没有检验结果时直接出厂。这为水泥厂的水泥发运带来很大方便，同时也对出厂水泥的质量控制提出了更高的要求。
在水泥厂的实际操作中，对出厂水泥质量的确认包括两个层面：一是符合水泥标准的所有技术要求；二是符合水泥厂制定的内控指标。出于市场竞争的需要，水泥厂的内控质量指标，数量应多于国家标准，数据应严于国家标准。对于不符合内控指标但符合国家标准的情况，视其不符合的程度，处理方法可以是采取措施合格后再放行，也可以不采取措施放行。对于不符合国家标准的，则绝对不允许不采取措施放行。
1.2 出厂水泥质量确认内容和要求
1.2.1 对国家标准符合性的确认
1)水泥的组分
水泥的组分包括组成水泥的各种材料的种类和数量，应符合GB175——2007表1的规定。检验的混合材料的实际掺量应符合该标准8.1规定。
2)水泥的材料
①熟料的硅酸盐矿物(以鲍格公式法计算)：C3S+C2S≥66%，CaO/SiO2≥2.0。
②标准规定天然石膏应符合GB/T5483《石膏和硬石膏》中规定的G类或M类二级(含)以上的石膏或混合石膏。标准没有限制M类混合石膏中硬石膏的比例，有些不够严谨。标准不允许单独使用硬石膏，但是没有限制硬石膏与二水石膏混合使用。将硬石膏与二水石膏混合使用时，建议同时限定[CaSO4/(CaSO4·2H2O+CASO4)]<25%。
③通用水泥允许使用的活性混合材料包括符合相应国家标准规定的粒化高炉矿渣、粒化高炉矿渣粉、粉煤灰和火山灰质混合材料。
④通用水泥允许使用的非活性混合材料包括：活性指标分别低于相应国家标准要求的粒化高炉矿渣、粒化高炉矿渣粉、粉煤灰、火山灰质混合材料；石灰石(A1203≤2.5%)；砂岩。
⑤窑灰应符合JC/T742《掺入水泥中的回转窑窑灰》规定。
⑥助磨剂应符合JC/T667《水泥助磨剂》规定，且掺量不大于0.5%。
3)化学指标
包括不溶物、烧失量、SO3、MgO和C- 应符合GBl75—2007表2的规定。
4)碱含量
当用户有要求并且合同中有规定时应予以确认。确认的标准为Na20+0.658K20≤0.60％，或按照合同的规定值。
5)物理性能指标
物理性能指标包括凝结时间、安定性、强度和细度。应符合GBl75-2007中7.3的规定。
6)包装质量
包装袋质量符合GB9774《水泥包装袋》要求。
袋装水泥的总重和净重应符合GBl75—2007中10.1的规定。
袋装水泥包装袋的印刷标志，散装水泥的标志卡片符合GBl75—2007中10.2的规定。
7)合同中有约定的，上述内容以外的技术要求。
8)经确认合格的水泥出厂时应提供书面的质量承诺，如质量保证书或合格证。
1.2.2 对内控指标符合性的确认
内控指标符合性确认，应该包括上述对国家标准符合性确认的所有内容，其要求的数值依据企业的内控指标。除国家标准符合性确认的所有内容以外，对内控指标符合性确认建议考虑如下内容：
1)水泥与减水剂相容性
按照即将发布的行业标准JC/T1073《水泥与减水剂相容性试验方法》检验。指标要求根据顾客期望及水泥厂情况确定。
2)质量稳定性
水泥的质量稳定性通常以某项技术指标在一定时间的标准偏差或变异系数表示。目前水泥厂对水泥质量稳定性的关注几乎仅限于28d抗压强度。对于28d抗压强度的稳定性已经规定了2个指标：
①匀质性
某一时期单一品种水泥28d抗压强度变化的稳定程度。
②均匀性
某一时期单一编号水泥l0个分割样28d抗压强度的均匀程度。GB12573—90《水泥取样方法》规定了均匀性的取样、检验和计算方法；JC/T578—1995《评定水泥强度匀质性试验方法》规定了匀质性的取样、检验和计算方法。《水泥企业质量管理规程》规定28d抗压强度匀质性变异系数不大于4.1%，均匀性变异系数不大于3.0%。目前水泥行业有关水泥质量稳定性的规定，反映了混凝土和水泥行业过去以强度为核心的管理观念。今天看来这一观念有些不够全面。几乎所有影响混凝土性能的水泥性能都应该具有稳定性的要求，而这些性能中多数与28d抗压强度并不存在相关性。稳定性最低限度应该包括水泥与减水剂相容性。相容性突然变差，混凝土坍落度会明显减小，如果是泵送混凝土则可能导致无法泵送；相容性突然变好，混凝土坍落度会明显增大，可能出现泌水、离析。建议将净浆流动度目标值±20mm作为水泥与减水剂相容性稳定性的控制范围。
3)粒度分布
水泥的粒度分布与水泥、混凝土性能密切相关，控制粒度分布可以及时发现由于粒度分布变化引起的水泥性能变化。
4)水化热
水泥的水化热，特别是早期水化热与混凝土的体积稳定性、收缩开裂性能密切相关。
5)碱含量
碱含量在GBl75—2007中是选择性指标，多数顾客并没有明确提出水泥碱含量的要求。但是，碱含量过高会加速水泥的早期水化速率，增加收缩开裂的危险。
6)出厂水泥温度
在夏季应控制出厂水泥温度。已建水泥厂宜小于80℃，新建水泥厂宜小于65℃。
7)色度
顾客对于水泥颜色的关注，可能是由于混凝土的颜色有一定要求，例如清水混凝土。但更多的时候源于对水泥质量稳定性的担忧。顾客普遍认为水泥颜色的改变意味着水泥其它质量指标的变化。
从水泥厂实际操作和顾客关注的重点考虑，在所有出厂水泥质量确认内容中，强度、水泥与减水剂相容性，以及二者的稳定性是确认的重点。
2 出厂水泥质量保证方法
出厂水泥的某项技术要求不符合既定目标，其原因必出于生产过程的某个或多个环节。根据出厂水泥的质量要求，逆向制定出出磨水泥、熟料、入窑生料、出磨生料、各种原燃材料等生产过程与质量有关的控制参数的目标值，包括与质量相关的生产环节、设备的运行参数，确认这些目标值始终得到满足，是确认出厂水泥符合要求的有效方法。这种确认方法，可以更加准确地称为质量保证。
在没有出厂水泥检验结果的时候放行水泥出厂，而又要保证其完全符合水泥标准的要求，同时以很高的合格率符合内控指标的要求，关键依赖于对整个水泥生产过程的稳定性和可靠性进行有效控制。质量指标多数情况下是在众多微弱因素的共同作用之下，近似服从于正态分布。但有时少量数据会在某些明显的偶然因素作用下偏离正态分布。前者可以利用统计学原理控制，称为稳定性控制；后者无法应用统计学原理有效控制，需要一些特殊的方法，称为可靠性控制。
2.1 过程稳定性控制
2.1.1 过程稳定性控制原理
根据大数定律，适当设定控制参数目标值的同时控制标准偏差，即可期待参数以一定的概率落在一定数值区间。若一组服从正态分布的质量指标，平均值为、标准偏差为S，目标值为M，允许波动范围为M±，可按下式求数据ζ落在(M一△ｘ，M+△ｘ)内的百分比：
1 出厂水泥质量确认的含义及内容
1.1 出厂水泥质量确认的含义
GB/T19000—2000《质量管理体系 基础和术语》中对确认的定义为：“通过提供客观证据(支持事物存在或其真实性的数据)对特定的要求已得到满足的认定”。
新标准和旧标准(指GB175—1999《硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥》、GBl344—1999《矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥》和GB12958—1999《复合硅酸盐水泥》)关于出厂水泥条款的规定有很大不同。按旧标准规定，出厂水泥在发运前必须完成标准规定的除28d强度以外的所有技术要求的检验并合格；新标准则改为对技术要求进行确认后即可出厂。检验是确认的方法之一，检验结果即为一种客观证据。但确认还可以是其它方法，这些方法往往比检验更加简便。新旧标准对出厂水泥条款的规定虽然不同，但是目的和本质不变，即保证出厂水泥的所有技术要求符合标准规定。按照新标准规定，经过确认合格后的出厂水泥可以在没有检验结果时直接出厂。这为水泥厂的水泥发运带来很大方便，同时也对出厂水泥的质量控制提出了更高的要求。
在水泥厂的实际操作中，对出厂水泥质量的确认包括两个层面：一是符合水泥标准的所有技术要求；二是符合水泥厂制定的内控指标。出于市场竞争的需要，水泥厂的内控质量指标，数量应多于国家标准，数据应严于国家标准。对于不符合内控指标但符合国家标准的情况，视其不符合的程度，处理方法可以是采取措施合格后再放行，也可以不采取措施放行。对于不符合国家标准的，则绝对不允许不采取措施放行。
1.2 出厂水泥质量确认内容和要求
1.2.1 对国家标准符合性的确认
1)水泥的组分
水泥的组分包括组成水泥的各种材料的种类和数量，应符合GB175——2007表1的规定。检验的混合材料的实际掺量应符合该标准8.1规定。
2)水泥的材料
①熟料的硅酸盐矿物(以鲍格公式法计算)：C3S+C2S≥66%，CaO/SiO2≥2.0。
②标准规定天然石膏应符合GB/T5483《石膏和硬石膏》中规定的G类或M类二级(含)以上的石膏或混合石膏。标准没有限制M类混合石膏中硬石膏的比例，有些不够严谨。标准不允许单独使用硬石膏，但是没有限制硬石膏与二水石膏混合使用。将硬石膏与二水石膏混合使用时，建议同时限定[CaSO4/(CaSO4·2H2O+CASO4)]<25%。
③通用水泥允许使用的活性混合材料包括符合相应国家标准规定的粒化高炉矿渣、粒化高炉矿渣粉、粉煤灰和火山灰质混合材料。
④通用水泥允许使用的非活性混合材料包括：活性指标分别低于相应国家标准要求的粒化高炉矿渣、粒化高炉矿渣粉、粉煤灰、火山灰质混合材料；石灰石(A1203≤2.5%)；砂岩。
⑤窑灰应符合JC/T742《掺入水泥中的回转窑窑灰》规定。
⑥助磨剂应符合JC/T667《水泥助磨剂》规定，且掺量不大于0.5%。
3)化学指标
包括不溶物、烧失量、SO3、MgO和C- 应符合GBl75—2007表2的规定。
4)碱含量
当用户有要求并且合同中有规定时应予以确认。确认的标准为Na20+0.658K20≤0.60％，或按照合同的规定值。
5)物理性能指标
物理性能指标包括凝结时间、安定性、强度和细度。应符合GBl75-2007中7.3的规定。
6)包装质量
包装袋质量符合GB9774《水泥包装袋》要求。
袋装水泥的总重和净重应符合GBl75—2007中10.1的规定。
袋装水泥包装袋的印刷标志，散装水泥的标志卡片符合GBl75—2007中10.2的规定。
7)合同中有约定的，上述内容以外的技术要求。
8)经确认合格的水泥出厂时应提供书面的质量承诺，如质量保证书或合格证。
1.2.2 对内控指标符合性的确认
内控指标符合性确认，应该包括上述对国家标准符合性确认的所有内容，其要求的数值依据企业的内控指标。除国家标准符合性确认的所有内容以外，对内控指标符合性确认建议考虑如下内容：
1)水泥与减水剂相容性
按照即将发布的行业标准JC/T1073《水泥与减水剂相容性试验方法》检验。指标要求根据顾客期望及水泥厂情况确定。
2)质量稳定性
水泥的质量稳定性通常以某项技术指标在一定时间的标准偏差或变异系数表示。目前水泥厂对水泥质量稳定性的关注几乎仅限于28d抗压强度。对于28d抗压强度的稳定性已经规定了2个指标：
①匀质性
某一时期单一品种水泥28d抗压强度变化的稳定程度。
②均匀性
某一时期单一编号水泥l0个分割样28d抗压强度的均匀程度。GB12573—90《水泥取样方法》规定了均匀性的取样、检验和计算方法；JC/T578—1995《评定水泥强度匀质性试验方法》规定了匀质性的取样、检验和计算方法。《水泥企业质量管理规程》规定28d抗压强度匀质性变异系数不大于4.1%，均匀性变异系数不大于3.0%。目前水泥行业有关水泥质量稳定性的规定，反映了混凝土和水泥行业过去以强度为核心的管理观念。今天看来这一观念有些不够全面。几乎所有影响混凝土性能的水泥性能都应该具有稳定性的要求，而这些性能中多数与28d抗压强度并不存在相关性。稳定性最低限度应该包括水泥与减水剂相容性。相容性突然变差，混凝土坍落度会明显减小，如果是泵送混凝土则可能导致无法泵送；相容性突然变好，混凝土坍落度会明显增大，可能出现泌水、离析。建议将净浆流动度目标值±20mm作为水泥与减水剂相容性稳定性的控制范围。
3)粒度分布
水泥的粒度分布与水泥、混凝土性能密切相关，控制粒度分布可以及时发现由于粒度分布变化引起的水泥性能变化。
4)水化热
水泥的水化热，特别是早期水化热与混凝土的体积稳定性、收缩开裂性能密切相关。
5)碱含量
碱含量在GBl75—2007中是选择性指标，多数顾客并没有明确提出水泥碱含量的要求。但是，碱含量过高会加速水泥的早期水化速率，增加收缩开裂的危险。
6)出厂水泥温度
在夏季应控制出厂水泥温度。已建水泥厂宜小于80℃，新建水泥厂宜小于65℃。
7)色度
顾客对于水泥颜色的关注，可能是由于混凝土的颜色有一定要求，例如清水混凝土。但更多的时候源于对水泥质量稳定性的担忧。顾客普遍认为水泥颜色的改变意味着水泥其它质量指标的变化。
从水泥厂实际操作和顾客关注的重点考虑，在所有出厂水泥质量确认内容中，强度、水泥与减水剂相容性，以及二者的稳定性是确认的重点。
2 出厂水泥质量保证方法
出厂水泥的某项技术要求不符合既定目标，其原因必出于生产过程的某个或多个环节。根据出厂水泥的质量要求，逆向制定出出磨水泥、熟料、入窑生料、出磨生料、各种原燃材料等生产过程与质量有关的控制参数的目标值，包括与质量相关的生产环节、设备的运行参数，确认这些目标值始终得到满足，是确认出厂水泥符合要求的有效方法。这种确认方法，可以更加准确地称为质量保证。
在没有出厂水泥检验结果的时候放行水泥出厂，而又要保证其完全符合水泥标准的要求，同时以很高的合格率符合内控指标的要求，关键依赖于对整个水泥生产过程的稳定性和可靠性进行有效控制。质量指标多数情况下是在众多微弱因素的共同作用之下，近似服从于正态分布。但有时少量数据会在某些明显的偶然因素作用下偏离正态分布。前者可以利用统计学原理控制，称为稳定性控制；后者无法应用统计学原理有效控制，需要一些特殊的方法，称为可靠性控制。
2.1 过程稳定性控制
2.1.1 过程稳定性控制原理
根据大数定律，适当设定控制参数目标值的同时控制标准偏差，即可期待参数以一定的概率落在一定数值区间。若一组服从正态分布的质量指标，平均值为、标准偏差为S，目标值为M，允许波动范围为M±，可按下式求数据ζ落在(M一△ｘ，M+△ｘ)内的百分比：