🏗️ 水泥化学分析——基准方法及XRF和ICP-OES替代方法——PN-EN 196-2

建筑 PN-EN 196-2

概述

PKN目录卡中的适用范围，逐字引用（我们的译文）：“本文件规定了水泥化学分析的方法。本文件描述了基准方法，并在某些情况下描述了可视为与基准方法等效的替代方法。在有争议的情况下仅采用基准方法。描述了一种基于X射线荧光法（XRF）的替代方法，适用于SiO₂、Al₂O₃、Fe₂O₃、CaO、MgO、SO₃、K₂O、Na₂O、TiO₂、P₂O₅、Mn₂O₃、SrO、Cl和Br的含量。该方法的基础是熔融样品玻璃片，以及使用有证标准物质并结合性能准则进行的分析验证。使用未熔融样品压片的方法，只要其分析性能满足相同的准则，即可视为等效。描述了一种基于电感耦合等离子体发射光谱法（ICP-OES）的替代方法，适用于SO₃含量。”

解决争议的那句话：“在有争议的情况下仅采用基准方法”。对于使用X射线荧光的实验室来说，这是整个适用范围中最重要的一句话。XRF结果在日常工作和制造商进行的合格评定中完全有效，但在争议中——投诉、诉讼、供需双方之间——起决定作用的是用基准方法（即经典湿化学）进行的测定。认可范围中只有XRF的实验室，无法在自身范围内解决此类争议。

可以用X射线荧光检测什么。适用范围列出十四项测定：SiO₂、Al₂O₃、Fe₂O₃、CaO、MgO、SO₃、K₂O、Na₂O、TiO₂、P₂O₅、Mn₂O₃、SrO、Cl和Br。在此清单之外，标准中没有描述替代方法——尽管适用范围允许在进行适当的校准程序后将其用于其他元素。

熔片还是压片——标准设定的是条件，而不是禁止。所述XRF方法的基础是样品的熔融玻璃片，以及在有证标准物质上的验证和性能准则。未熔融样品的压片可视为等效，但前提是分析性能满足相同的准则。差别在于实际：熔融消除了粒度和矿物学效应的影响，压片则不能，因此证明等效性的责任在实验室。

ICP-OES仅用于一项测定。基于等离子体激发光学发射光谱的替代方法在本标准中仅适用于SO₃含量。这一限定很容易被忽视：拥有ICP-OES光谱仪并不能使实验室有能力按本标准进行完整的水泥化学分析。

关于替代方法验证的重要保留。适用范围明确指出，在适当的校准程序和标准物质条件下，XRF和ICP-OES方法与基准方法等效，但“尚未被验证为用于合格评定和争议情况的基准程序”。技术等效与基准程序的地位，在本标准中是两回事。

其他方法——在满足条件时开放。适用范围允许采用任何其他方法，“前提是按照基准方法或公认的国际标准物质进行校准，以证明其等效性”。因此，标准并未对新技术关上大门，但要求证明与基准方法的等效性。

不仅仅是水泥。适用范围的最后一部分扩大了应用：这些方法主要用于水泥，但也可用于水泥的组分，以及其他标准中引用这些方法的其他材料——而采用哪种方法，由那些标准指明。

波兰实验室如何使用这项标准。Łukasiewicz研究网络——ICiMB的原材料与建筑胶凝材料实验室自1998年起获得认可，它不仅在通用水泥及其组分方面列出PN-EN 196-2，还在建筑石膏、玻璃及玻璃制品、砂以及玻璃原料（玻璃砂、高岭土、黏土、菱镁矿、白云石、锆原料）方面列出该标准。这在实践中印证了适用范围中关于将这些方法用于其他材料的那句话——一项水泥标准有时会成为与水泥关系不大的材料的参考文件。还值得注意的是，该实验室另外在其自身的标准PN-EN ISO 12677（用XRF技术对耐火制品进行化学分析，熔片法）下列出X射线荧光——因此XRF技术有时是在不同于PN-EN 196-2的文件下获得认可的，尽管后者将其描述为替代方法。该实验室将自身角色描述为水泥合格评定中的“第三方”。

我们不予给出的内容。我们没有标准文本。我们不予给出：任何基准方法的步骤、称样量、灼烧温度、制备熔片用熔剂的成分、对XRF验证提出的性能准则，以及精密度数值。所有这些都是标准的内容。

方法原理

水泥化学分析是测定已制成方法所规定形式的样品中氧化物和选定元素的含量。在基准方法中，测定采用经典分析化学进行。在XRF替代方法中，样品经熔融制成玻璃片（或者，如果实验室证明了等效性，制成压片），测量特征X射线的强度，并通过在有证标准物质上的校准将其与含量相关联。在本标准中仅针对SO₃规定的ICP-OES替代方法中，将样品溶液引入等离子体并测量发射。

应用领域

• 水泥合格评定——监督试验框架内的化学分析
• 水泥组分的检测：粉煤灰、矿渣、石灰石、火山灰质材料
• 为钢筋混凝土结构耐久性测定水泥中的氯化物含量
• 供需双方争议中的仲裁分析（仅用基准方法）
• 其他标准引用PN-EN 196-2方法的其他材料的分析

关键参数

标准

标准编号

PN-EN 196-2:2026-04 (wersja angielska)

标准名称（波兰语）

Metody badania cementu — Część 2: Analiza chemiczna cementu

标准名称（英语）

Methods of testing cement — Part 2: Chemical analysis of cement

分步操作程序

1. 确定检测目的：日常还是争议

   如果结果用于解决争议，从一开始就计划采用基准方法。XRF结果不能解决争议，即使实验室的认可中包含该方法。

2. 核查测定项目是否在替代方法范围内

   XRF涵盖所列的十四项测定，ICP-OES仅涵盖SO₃。其余测定项目仍采用基准方法。

3. 样品制备

   对XRF：由熔融样品制成玻璃片，或者在实验室已证明等效性的情况下制成压片。制备方式我们不予给出——见标准文本。

4. 校准和验证

   在有证标准物质上进行校准，并证明满足性能准则。使用压片时，证明等效性的责任在实验室。

5. 进行测定

   用所选方法进行实际测量。测量条件我们不予给出。

6. 在报告中记录

   注明采用的是基准方法还是替代方法，以及XRF的样品形式（熔片或压片）。否则委托方无法知道结果是否适用于解决争议。

所需设备与仪器

试剂、培养基与耗材

职业健康与安全

• XRF光谱仪是电离辐射源——只能在完好的封闭仪器上工作，并遵守许可证规定和辐射防护监督
• 熔片在高温下进行——有烫伤风险，须戴耐热手套和面罩
• 水泥和水泥粉尘具有刺激性和强碱性——研磨时须保护呼吸道和眼睛
• 经典化学试剂：浓酸和浓碱——在通风橱内操作
• ICP-OES用氩气——窒息性气体，须保证房间通风

常见问题