手持式折光仪快速检测混凝土外加剂含固量的可行性研究.pdf

———文章编号：１００９４５３９（２０１８）增２０２８１０３手持式折光仪快・其他・速检测混凝土外加剂含固量的可行性研究李冰（中铁建昆仑投资集团有限公司四川成都６１００９４）摘要：混凝土外加剂检测工作中，含固量是其一项非常重要的匀质性指标，对其产品减水率等关键指标起到至关重要的作用。而目前检测的方法是烘干称重法，（长达１０ｈ左右，不能适应目前大批量生产和进货检验的要求。为快速准确的检测含固量，使用手持式折光仪进行比对，以分析手持式折光仪检测含固量的可行性。关键词：手持折光仪混凝土外加剂含固量中图分类号：ＴＵ５２８．０４２文献标识码：ＡＩ）ＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００９－４５３９．２０１８．ｓ２．０７３ＦｅａｓｉｂｉｌｉｔｙＳｔｕｄｙｏｎＲａｐｉｄＤｅｔｅｃｔｉｎｇＳｏｌｉｄＣｏｎｔｅｎｔｏｆＣｏｎｃｒｅｔｅＡｄｍｉｘｔｕｒｅｂｙＨａｎｄｈｅｌｄＲｅｆｒａｃｔｏｍｅｔｅｒＬｉＢｉｎｇ（ＣｈｉｎａＲａｉｌｗａｙＣｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎＫｕｎｌｕｎＩｎｖｅｓｔｍｅｎｔＧｒｏｕｐＣｏ．Ｌｔｄ．，ＣｈｅｎｇｄｕＳｉｃｈｕａｎ６１００９４，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｃｏｎｔｅｎｔｏｆｓｏｌｉｄｉｓａｖｅｒｙｉｍｐｏｒｔａｎｔｆａｃｔｏｒｉｎｃｏｎｃｒｅｔｅａｄｍｉｘｔｕｒｅｓｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓ．ＩｔｉｓｏｎｅｏｆｔｈｅｅｘｃｅＢｅｎｔｕｎｉｆｏｒｍｉｔｙｉｎｄｅｘｅｓｉｎｔｅｓｔｉｎｇｍａｎｙｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ，ｓｕｃｈａｓｗａｔｅｒｒｅｄｕｃｉｎｇｒａｔｅｓ．Ｔｈｅｕｓｕａｌｍｅｔｈｏｄｉｓｔｏｔｅｓｔｔｈｅｄｒｙｗｅｉｇｈｔ，ｉｔｃｏｓｔｓｕｐｔｏ１０ｈｏｕｒｓ，ｗｈｉｃｈｉｓｎｏｔａｄａｐｔａｂｌｅｔｏｔｈｅｍａｓｓｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎａｎｄｑｕａｌｉｔｙｃｏｎｔｒ０１．Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｂｅｍｏｒｅｅｆｆｉｃｉｅｎｔａｎｄａｃｃｕｒａｔｅ，ｗｅｍａｄｅａｓｔｕｄｙｏｎｔｈｅｆｅａｓｉｂｉｌｉｔｙｏｆｕｓｉｎｇｈａｎｄｈｅｌｄｒｅｆｒａｅｔｏｍｅｔｅｒｔｏｄｅｔｅｃｔｔｈｅｃｏｎｔｅｎｔｏｆｓｏｌｉｄ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｈａｎｄｈｅｌｄｒｅｆｒａｃｔｏｍｅｔｅｒ；ｃｏｎｃｒｅｔｅａｄｍｉｘｔｕｒｅ；ｔｈｅｃｏｎｔｅｎｔｏｆｓｏｈｄ１引言混凝土外加剂已是目前水泥混凝土中不可或缺的原材料之一，２０１７年我国外加剂总产量已达…８００余万吨，且以近１０％的速度增长。而目前使用的大多数外加剂为液体状态的外加剂，以便于计量和拌和。液体外加剂进场质量检测指标较多，如减水率、抗压强度比、凝结时间差等，所用检测时间均较长，有的检测时间甚至在２８ｄ以上，不利于现场的进货验收和生产过程中的质量控制拉Ｊ，而以上所述的检测指标往往和外加剂的含固量有直接关系，我们通过对混凝土试配时的外加剂样品进行含固量检测，进货验收时检测出的含固量值与其进行——收稿日期：２０１８０３２０作者简介：李冰（１９７７一），男，工程师，主要从事试验检测及质量管理工作。铁道建筑技术ＰｌＡＩＬＷＡＹｃＯＮｓｌＲＵＣＴｌｏＮＴＥｃＨＮｏＬＯＧＹ比较，可以快速、准确的判断外加剂的质量情况，及时做出产品进货验收的初步判断。而现在对外加剂检测规程中含固量检测方法目前只有一个烘干称重法，检测耗时长一般需要约８～１２ｈ。使用目前市场上常见的手持式折光仪来检测含固量，所配置仪器简单方便。手持折光仪价格约为２００～３０００元，检测所需时间仅为１～３ｍｉｎ，折光仪可反复使用、费用低廉，并无需使用任何耗材。２折光仪简介折光仪根据不同浓度的溶液有不同的折射率∞这一原理，对含固量进行测量ｊ。手持式折光仪市场上种类繁多，按照读数方式可分为：刻度式、数显式等；按照用途可分为：糖量折光仪、蜂蜜折光仪、水果甜度计、切削液折光仪、牛奶折光仪、豆浆浓度２０１８ｌ增２ｌ２８１万方数据・其他・计、海水盐度计、冰点仪等；按照检测方式可分为：手动、半自动和全自动型；按照温度补偿分为：温度‘补偿型和普通型４｜。３折光仪的适用性试验室对哪种型号的折光仪适用于外加剂含固量检测进行了验证，首先选取市场上常见的几张折光仪进行比对，外加剂含固量的数值基本上在１５％～３５％这一范围，根据检测数据要在检测量程的２０％～８０％Ｌｓ］的范围内这一原则发现：低糖度糖量折光仪、水果甜度计、切削液折光仪的量程基本—在０３０％或５０％，可满足量程要求；蜂蜜折光仪等高糖度折光仪因为量程基本在０～８０％或９０％，测量值基本处于临界下限或已超范围，则不予使用；牛奶折光仪、豆浆浓度计、海水盐度计、冰点仪量程—基本在０２０％，测量值基本处于上限或超过测量范围，因此也不予使用。因此我们分别选取了不同厂家的量程均为０～３０％、精度均为０．２％的手持式刻度糖量折光仪、水果甜度计、手持数显式折光仪（精度为０．１％）、切削液折光仪，对山西省某厂的同一种外加剂进行检测，每种仪器分别检测２次取平均℃值，作为测量值的代表值，试验温湿度环境：２０．Ｏ、６０％。检测数据见表ｌ。表１不同检测仪器的测试结果烘干称手持式刻度水果甜手持数显切削液检测方法重法糖量折光仪度计式折光仪折光仪测量值／％２１．２２０．４２１．６２０．８２０．３与标准值的００．８０．４０．４０．９绝对差值通过和烘干称重法进行比较可发现，检测数据基本在烘干称重法的左右浮动，与标准值的最大绝对差为０．９％，超过了ＧＢ／Ｔ—８０７７２０１２（混凝土外加剂匀质性试验方法》（以下简称匀质性试验方法）中含固量再现性限小于０．５％的要求ＭＪ。我们继续对这几种折光仪进行重复性试验，以寻求他们同标准值之间是否存在一种修正值的关系，试验室将每种仪器进行十组重复性试验，试验温湿度环境：２０．０ｏＣ、６０％。各组修正值结果见表２。取测量值与标准值的差值平均值（保留一位小数）为修正系数，将表１的测量数据进行修正，其代表值见表３。铁道建筑技术表２修正值的试验结果测量次数ｌ２３４５６７８９１０平均值糖测量加．５加．２２０．３２０．４加．４２０．１２０．５２０．３２０．２２０．２２０．３１量值／％仪差值Ｏ．７１０．９Ｏ．８Ｏ．８１．１０．７０．９ｌｌ０．８９水果测量甜度值／％２ｌ＿５２１．４２１．６２１．６２１．４２１．３２１．２２１．５２１，５２１．７２１．４７计差值一Ｏ．３—０．２—０．４一Ｏ．４—０．２一Ｏ．１０—０．３—０．３—０．５一Ｏ．２７数测量２０．６２０．７加．６２０．９２ｌ２０．７２ｌ加．９２０．８２０．８２０．８显值／％式差值０．６Ｏ．５０．６０３０．２０．５０２０．３Ｏ．４０４０．４切削测量２０．１２０．３加．２２０．２加．３２０．１加．４２０加．３２０．４２０．２３∥隹％液仪差值１．１０．９ｌｌ０．９１．１０．８１．２０．９Ｏ．８０．９７表３修正后的试验结果烘干手持式刻度水果手持数显式切削液折检测方法称重法糖量折光仪甜度计折光仪光仪测量值／％２１．２２０．４２１．６２０．８２０．３修正系数Ｏ０．９—０．３０．４１．０修正值２１．２２１．３２１．３２１．２２１．３与标准值的００．１Ｏ．１００．１绝对差值修正后的测量值和标准值比较可发现，检测数据和标准值非常接近，与标准值的最大绝对差为０．１％，满足外加剂匀质性试验方法中含固量重复性限小于０．３％、再现性限小于０．５％的要求＂Ｊ。通过本次试验及数据分析表明，选取合适量程的手持式折光仪通过对检测数据进行修正后对含固量检测是可行而且基本准确的。４折光仪的稳定性４．１重复性试验—试验采用量程０３０％、精度为０．２％、修正系数为０．９的手持式糖量折光仪对已知含固量标准值为２２．５％的同一外加剂样品进行２０组反复检测以℃验证数据的稳定性。试验温湿度环境：２０．０、６０％。检测结果见表４。表４重复性试验结果测量次数ｌ２３４５６７８９１０测量值２２．５２２．６２２．４２２．５２２．５２２．７２２．５２２．６２２．５２２．３差值Ｏ一０．１０．１００—０．２０—０．１００．２测量次数１ｌ１２１３１４１５１６１７１８１９２０测量值２２．５２２．４２２．５２２．６２２．６２２．７２２．４２２．５２２．５２２．７差值００．１０一Ｏ．１一Ｏ．１一Ｏ．２０．１００一Ｏ．２通过数据分析发现修正后的测量值平均数为２２．５％，极差为０．４，其中绝对差不大于重复性限（０．３％）的占１９次，大于重复性限的为１次，出现ＲＡＩＬＷＡＹＣＯＮＳＴＲＵＣＴＩＯＮＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ２０１８（增２｝万方数据・其他・不满足重复性限要求的概率为５％，满足外加剂匀质性试验规范中的重复性限的要求。４．２复现性试验试验室选择了５个已知修正系数的折光仪，由５位试验人员分别在早中晚不同的时间段分别设定不同的环境条件对同一样品进行独立操作，所得的测量值见表５。表５复现性试验结果折光仪编号ｌ２３４５测量时间９：００１２：００１５：００１８：００２０：００测量地点室内室外室内室内室外℃环境温度／１８．５２２．３２３．５１９．６１８环境湿度／％７５６８６５６２７ｌ修正后的测量值２１．８２１．４２１．４２１．８２１．７样品标准值２１．５２１．５２１．５２１．５２１．５测量值和标准值的绝对差Ｏ．３Ｏ．１０．１Ｏ．３Ｏ．２通过数据分析发现修正后的测量值之间的最大绝对差为０．４％，同标准值最大的绝对差为０．３％相比，均满足复现性限不大于０．５％的规范要求。５样品温度对测试结果的影响分析试验室选取了山东某厂家的聚羧酸高效减水剂，℃使用恒温水浴将外加剂样品分别将温度控制到ｌＯ、℃℃℃℃１５、２０、２５、３０五个温度内恒温６０ｍｉｎ哺Ｊ，使样品温度达到设定的温度后，搅拌均匀，使用带有温度补偿的折光仪和普通型折光仪进行检测。通过检测数据和样品标准值比较发现：温度补偿型的检测数据基本波动范围较小，基本可忽略温度的影℃响。普通型折光仪在样品温度低于２０时，测量值℃随温度降低升高，高于２０时测量值随温度升高而降低，同时最大值的偏差为０．６％，超出了０．５％的再现性限的要求。如需准确检测需建立温度换算曲线，以便于对测量值进行温度修正一Ｊ。６折光仪适用不同厂家的能力研究为检验折光仪对不同厂家外加剂的检测能力，选择了山东、江苏、四川、河南、福建、山西、河北等七家外加剂生产厂家生产的聚羧酸型高效减水剂，分别采用已知修正系数的手持刻度式和手持数显式折光仪进行检测，同时与烘干称重法得到的检测数据进行对比分析。通过数据可发现，折光仪对不同厂家的外加剂均能准确的测量出含固量，同标准铁道建筑技术ＲＡＩＬＷＡＹＣＯＮＳＴＲＵＣＴＩＯＮＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ‘值的差值均小于０．５％的再现性限的要求１０１。这样就说明折光仪具备对各种不同厂家的外加剂进行含固量的检测能力。７折光仪适用的外加剂种类研究为验证折光仪对其他种类的＃ｔ．ＩＪＨ剂的适用性，试验室选择了水泥混凝土经常使用的萘系液体高效减水剂、液体速凝剂、泵送剂、防腐剂、絮凝剂等５种外加剂进行含固量检测¨¨。通过检测数据分析可发现：折光仪对减水剂、速凝剂、泵送剂检测结果可靠准确、稳定性好。而对防腐剂、絮凝剂等检测结果很不稳定，无规律性，对絮凝剂折光仪甚至无法检测出含固量数值。因此对于防腐剂、絮凝剂等特殊用途的外加剂不宜使用折光仪对其进行含固量的检测。８经济性和实用性比较目前＃ｔ，）ＪｒＪ剂匀质性试验方法中只有一个检测方法即烘干称重法，检测耗时长一般需要约８～１２ｈ，所需仪器设备有电热干燥箱、万分之一分析天平、干燥器、玻璃器皿等，所需仪器设备总价值约为１００００元左右。而采用手持式折光仪进行检测，一个检测员—即可完成检测，其价格约为２００３０００元，所需时—间仅为１３ｍｌｎ。同时折光仪使用寿命长，无需使用任何耗材¨２｜。由此可见折光仪在产品生产过程控制、进场验收、质量控制等方面可快速、及时、准确的检测出含固量的数值。９结论手持式折光仪可检测用于改善流变性能和调节凝结时间的液体型外加剂的含固量指标的一种代用法，如高效减水剂、泵送剂、速凝剂等。使用时应注意选择折光仪的量程在检测值的２０％一８０％范围内，检测精度应不低于０．２％，且具有温度补偿型的折光仪。每个折光仪在使用前应先进行校准，并对其进行检测修正值的试验来确定该仪器的修正系数，当对检测结果有疑问或进行仲裁试验时应选用烘干称重法进行试验。折光仪并非对所有混凝土外加剂均适用，使（应先甄别产品的种类，对改善混凝土耐久性的产品（如引气剂、防腐剂、絮凝剂等特殊用途的产品）不得使用折光仪进行含固量的检测。（下转第２９３页）２０１８Ｉ增２）万方数据・其他・高度重视自身工作的重要性、作用和价值，积极主动，依法履职履责；建立健全科学完善的监理人才招聘机制，使有经验、有资格证书、遵守职业道德的监理人员有用武之地，对所聘用的工程监理人员实行常态化培训考核模式，提高监理人员的整体素质和水平，做到人尽其才、物尽其用，能力与薪酬匹配，严格打击假证以及证书间存在逻辑性错误的人员。４．３切实以国家铁路局、中国铁路总公司的要求为行动指南自２０１７年下半年以来，中国铁路总公司根据行业内外出现的各类质量安全事故，相继发布多个通报、通知，旨在进一步加强铁路建设工程质量、安全“”管理，全面落实强基达标、提质增效工作主题，牢“”固树立百年大计、安全第一、质量至上的理念，切实强化铁路建设项目质量安全意识和关键环节控制。从工程实体提出了质量安全十条红线，对建设过程中出现的触犯安全质量十条红线的行为被中国铁路总公司检查发现的，将对铁路局集团公司分管建设工作的副总经理、铁路公司总经理、分管副总经理给予相应的处理或处罚。同时作为建设单位要认真组织红线管理规定的宣贯检查落实，切实“”按照五定、三统一、一查处的检查制度认真开展红线管理检查处理工作，总公司有关部门要切实做好红线管理规定的督促落实工作。作为监理单位，紧跟中国铁路总公司工作重点和思路，提高政治站位、开展警示教育、开展质量排查、开展问题整治、开展管理诊断、推行质量承诺、严格刚性规定。（上接第２８３页）参考文献４．４强化监理过程的责任意识进一步增强监理管理中的质量意识、安全意识。作为总监理工程师应提高自身的质量意识、安全意识，通过国家铁路局、中国铁路总公司等的政策、各级管理单位文件、质量／安全事故通报，多学习、多分析、多思考，对其他行业出现的安全质量事故也要对照自身进行反思、解读、分析，引以为鉴，达到对自己的提高。质量管理方面，强化质量意识，规范质量行为，采取有效的手段、强硬的措施达到既定的质量成效。安全管理方面，不断完善和落实制度，强化过程盯控，过程检查确认，各级管理人员各司其职，共同打造安全健康和谐的铁路建设环境。５结束语铁路监理的发展与其他行业密切相关，与其他监理企业呈现出分工合理、竞争有序、协调发展的行业布局。监理工作是一项系统工程，是在总监理工程师的高素质、高品质、有原则、守纪律的领导下的监理团队的集体智慧、集体尽职尽责的活动。首先应加强监理本身的团队建设，打造积极向上型监理；其次以过硬的业务素质、专业能力、道德涵养主动赢得施工单位的尊重，使其心服口服；最后应切实围绕建设单位的管理思路、管理理念，认真尽责履职，努力获取建设单位的信任、理解、支持，有所为、有所不为。各参与方共同努力、协调发展、分工明确，为铁路建设安全、质量创造条件。［１］胡盛华，李东林，李俊锋，等．水泥助磨剂与混凝土外加剂［Ｊ］．２０１６（１６）：５６．［２］马双平，周芬，朱华雄．折射率法快测聚羧酸系减水剂—含固量［Ｊ］．建材世界，２０１４（３）：１３１６．［３］赵秀松．手持式折光仪法快测聚羧酸系减水剂含固量［Ｊ］．科学中国人，２０１７（２４）：６９．［４］李天敏，周瑜华．快速测定浆液含固量的新方法［Ｊ］．—棉纺织技术，１９９１（６）：４２４４．［５］韩姗姗．聚羧酸系减水剂减水率的快速测定方法研究［Ｄ］．昆明：云南大学，２０１５．［６］中国标准化委员会．混凝土外加剂匀质性试验方法：铁道建筑技术ＲＡＩＬＷＡＹｃｏＮ鼾ＲＵｃＴｔｏＮＴＥｃＨＮＯＬＯＧＹＧＢ／Ｔ—８０７７２０１２［ｓ］．北京：中国标准出版社，２０１２．［７］周庆松．浅谈混凝土减水剂之减水率测定方法的实际—应用［Ｊ］．铁道建筑技术，２０１ｌ（３）：１２８１３０．［８］杨志峰．配制Ｃ８０级高强高性能混凝土的试验研究—［Ｊ］．铁道建筑技术，２０１５（１）：１０５１０７．［９］姚灵，李士伟，李超．关于聚羧酸系高性能减水剂检测—方法的思考［Ｊ］．广东建材，２０１３，２９（２）：３６３８．［１０］张占松，邵强，陈勇发，等．混凝土减水剂含固量测定—方法探讨［Ｊ］．广州建筑，２０１７（１）：３７４０．［１１］钟开红，邵强，张占松，等．聚羧酸减水剂含固量测试结果影响因素的研究［Ｊ］．新型建筑材料，２０１７，４４—（７）：１１１３．［１２］周庆松．含气量对预制后张法铁路Ｔ梁混凝土性能的—影响研究［Ｊ］．铁道建筑技术，２０１６（６）：１１６１２０．２ＤＴ８（士１１２Ｊ２９３万方数据