CN101769843A - 一种快速测定颗粒材料含水量的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种快速测定颗粒材料含水量的方法，包括《普通混凝土砂、石质量及检验方法标准》，首先在施工现场采集计划使用的颗粒材料样品，然后在室内试验分别测出不同含水量下的一定容积的单位质量，通过计算和线性回归，作出其相关标准曲线，利用颗粒材料的密度与水密度之间的差别及对应标准曲线的关系，在现场直接称取相应体积的湿材料质量，通过查标准曲线即可得出被测颗粒材料的含水量，从而能快速有效地将室内选出的理论配合比换算成施工配合比。本方法简单实用，极大地提高含水量的检测效率，测试速度快，效果好、成本低、试验准确、适用范围广，安全又环保。
Description
技术领域
本发明涉及混凝土施工领域，具体是一种快速测定颗粒材料含水量的方法。
背景技术
在混凝土拌合站或其它现场施工时，要将混凝土或砂浆等的理论配合比换算成施工配合比，以往的普遍做法是用烘干法或酒精燃烧法求出现场各种材料的含水量来换算施工配合比，这些方法试验时间长、路径多，极易产生人为因素的误差，并且受条件制约大，一组试样用烘干法最少要4～6小时，而用酒精燃烧法又很容易烧失有机物，目前出现的各式各样的快速含水量测定仪，受测试精度和测试温度影响很大，可靠度低，况且还未被列入相关试验规程和规范，一般上等级的工程不敢用或禁用。
发明内容
本发明的目的是为解决目前含水量测定方面的问题，在混凝土或砂浆等土建工程施工时，及时换算出所需的施工配合比，提高试验效率，特提供在施工现场中一种快速测定颗粒材料含水量的方法。
为此本发明技术方案为，一种快速测定颗粒材料含水量的方法，包括《普通混凝土砂、石质量及检验方法标准》，其特征在于：首先在施工现场采集计划使用的颗粒材料样品，然后在室内试验别测出不同含水量下的一定容积的单位质量，通过计算和线性回归，作出其相关标准曲线，利用颗粒材料的密度与水密度之间的差别及对应标准曲线的关系，在现场直接称取相应数量的湿材料质量，通过查标准曲线即可得出被测颗粒材料的含水量，从而能快速有效地将室内选出的理论配合比换算成施工配合比；
本发明所述的室内试验，主要是针对不同的颗粒材料按照相应的试验规程、试验仪器及试验方法，经试验后绘制出相应容积粒料与水的质量同含水量之间的标准线性关系图；
本发明所述的现场直接称取相应数量的湿粒料质量，是指工程计划使用并与室内试验相同规格的粒料，当遇到现场粒料含水量变化后，需即用即测及时调整施工配合比。
本发明所述的室内试验得出的线性关系，其标准曲线制作方法及步骤为：
a、先按混凝土试验规程及检验方法和标准，将粒料烘干至恒重，并做出表观密度相关技术参数；
b、根据不同的含水量均布称取五个或五个以上的相应干粒料，一般应在该粒料的干燥状态至饱和状态之间选取含水量范围，根据选取的容器具在保证测试精度的前提下来确定试样的多少；
c、根据测试对象取相应容量的器具五套或五套以上，做好器具编号标记，并校定其容积与质量；
d、先将水加至容器容积约三分之二处，再称取一份试样小心放入容器内，用相应工具搅拌1min，排除气泡后再将水加满至容器口静置至5min；
e、测量容器内的水温，测完水温后，随即充满水并加盖，擦干溢出容器外的水后称重；
f、将试验结果分别换算成一定标准容积时粒料+水的质量；
g、以含水量为横坐标X，以标准容积时不同含水量的粒料+水质量为纵坐标Y，作一元回归线性关系曲线。
在取样及试验过程中，除了必须是同一品种同一规格的材料外，还要遵循以下几点：
a、随着温度的变化校正容量皿具的体积，并针对不同的颗粒材料选择不同的试验容器具，在作标准曲线时，对不同的颗粒材料，其用量应有所不同；
b、当回归出的相关系数r绝对值超出1±0.01时，应重作试验；
c、不同材料的密度应控制在一定的范围内，才能保证所测含水量的精度要求；
d、粒料的浸泡时间长短对含水量的测定会有一定的影响，要控制浸泡时间，保持室内作标准曲线时的浸泡时间与现场抽检时的浸泡时间相等。
e、当被测材料的密度与水的密度相近时，应采用其它不易挥发的液体测试容积，如煤油。
f、当作粗集料曲线时，应根据材料粒径的不同而采用相应的容量桶加玻璃盖来测试容积和质量。
有益效果：
a、本发明方法简单，速度快，效果好，极大地提高含水量的检测效率。现场只称量湿材料质量加容器内水的质量即可计算出含水量；并且只要在施工前对同品种、同密度、同质量标准的粒料作一相关曲线，就可对该种粒料长期使用；同时受条件制约小，现场只需有一小块能避风挡雨和平稳放置天平的位置即可满足测试结果；
b、节约成本。由于施工现场材料受气候环境影响，几乎每时每刻颗粒料的含水量都在发生变化，采用本技术方案后，则不需要象以往那样，用几千瓦的烘箱烘烤4～6个小时或大量酒精燃烧；
c、试验准确，能有效保证混凝土施工质量。由于方法简单、速度快、成本小，因此可随时随地取样抽检，使现场能及时调整配合比的用水量，这样施工时可杜绝因用水量过大或过小影响混凝土强度、和易性、耐久性及构造物的外观质量。
d、适用范围广，安全又环保。本方法适用于砂、石、石灰、粉煤灰、矿粉等其它遇水起化学反应不快的颗粒材料。现场测试时无需烘、烤、烧，所以能有效减少环境的污染和对人员健康的影响。
附图说明
图1、为实施例一(砂)标准曲线样图。
图2、为实施例二(粉煤灰)标准曲线样图。
具体实施方式
实施例一，测定现场砂子的含水量。
a、首先按《普通混凝土砂、石质量及检验方法标准》，作出相关技术指标参数；即该样为II区中砂，细度模数为2.68；表观密度2.65g/cm3；堆积密度1468kg/m3；
b、确定试验所需仪器设备(见表1)。
表1作砂子含水量所需仪器设备表
| 序号 | 仪器设备名称 | 规格型号 | 精度要求 | 数量 | 备注 |
| 1 | 恒温水浴 | 不限 | 0.1℃ | 1个 | 保证量程10~40℃ |
| 2 | 烘箱 | 不限 | 1℃ | 1台 | 保证量程50~150℃ |
| 3 | 电子天平 | 不限 | 0.01g， | 1台 | 最大称量2kg |
| 4 | 三角玻璃瓶 | 500ml | 6支 | ||
| 5 | 玻璃棒 | 8mm×250mm | 1支 | ||
| 6 | 漏斗 | 不限 | 1个 | 下口不小于15mm | |
| 7 | 筛子 | 筛孔为10mm | 1个 | ||
| 8 | 洗耳球 | 中号 | 1个 | ||
| 9 | 方盘 | 30×40cm | 2个 | ||
| 10 | 干燥器 | 不限 | 1个 | 可储容积不少于10L | |
| 11 | 小勺 | 中号 | 1把 | ||
| 12 | 温度计 | 0~50℃ | 1支 | ||
| 13 | 小玻璃片 | 40mm×40mm | 6片 |
c、按以下步骤制作砂子标准曲线：
(1)、先按相应的试验规程及检验方法和标准，将粒料烘干至恒重，并做出相关技术参数，过10mm筛后待用；
(2)、分别以400g干砂为基准，按0、2％、4％、6％、8％、10％砂的含水量(只要在0～10％内均布选取五个或五个以上均可)称取干砂质量，即400g、392g、384g、376g、368g、360g；
(3)、取容量为500ml三角瓶六个，并校定其带玻璃片三角瓶空瓶质量，同时标识瓶及玻璃片编号；
(4)、用校定好的三角瓶并各加水约350ml，按不同含水量计算出的干砂质量分别装入六个三角瓶内，用玻璃棒各搅拌1min，排除气泡后再将水加满至瓶口静置至5min；
(5)、测完水温后，随即用洗耳球加满水后将小玻璃片沿瓶口平行滑盖(注意不要让玻璃片下有气泡)，用手压紧玻璃片并擦干瓶外溢出的水后称其质量；
(6)、将试验结果分别换算成容积为500ml(标准容积)时砂+水的质量；
(7)、根据表2，以含水量为横坐标X，以500ml(标准容积)时不同含水量的砂水质量为纵坐标Y，作线性关系曲线。
d、按如下测试步骤进行现场应用：
(1)、选取有代表性即将用于施工的砂子2000g左右，用四分法缩分为1000g左右，装入塑料袋中备测；
(2)、将三角瓶灌入约300ml拌合用水，而后从备测砂袋中准确称取两份400g砂子(精确到0.01g)分别用小勺小心装入两个三角瓶内，后用玻璃棒搅拌1min，排除气泡后再加满水至瓶口静至5min，同时插入棒式温度计；
(3)、测完水温后，随即用洗耳球加满水后将小玻璃片沿瓶口平行滑盖(注意不要让玻璃片下有气泡)，用手压紧玻璃片并擦干瓶外溢出的水后称其质量；
(4)、将容积修正为500ml时砂水质量(g)，即：实测砂水总质量-(瓶容积-500)×水的密度，并计算出两个的平均值；
(5)、如表3，根据算出的平均值，即可在曲线图上直接对应查找或按回归方程计算出现场粒料的实际含水量。
(6)、根据测出现场砂中的含水量即可进行施工配合比调整；
(7)、砂的称取质量精确到0.01g，计算含水量精确到0.1％。
表3一元回归计算表
| 砂样编号 | X | Y | Xi-X平 | Yi-Y平 | (Xi-X平)(Yi-Y平) | (Xi-X平)2 | (Yi-Y平)2 |
| 01 | 0 | 748.10 | -5 | 12.9 | -64.5 | 25 | 166.41 |
| 02 | 2 | 742.97 | -3 | 7.77 | -23.31 | 9 | 60.37 |
| 03 | 4 | 737.80 | -1 | 2.6 | -2.6 | 1 | 6.76 |
| 04 | 6 | 732.62 | 1 | -2.58 | -2.58 | 1 | 6.66 |
| 05 | 8 | 727.46 | 3 | -7.74 | -23.22 | 9 | 59.91 |
| 06 | 10 | 722.26 | 5 | -12.94 | -64.7 | 25 | 167.44 |
| X平＝5 | Y平＝735.202 | Lxy＝-180.91 | Lxx＝70 | Lyy＝467.55 |
注：1、X-含水量(％)
2、Y-500ml时砂水总重；
3、以上表也可用有线性回归功能的计算器计算得出.
由回归计算表得：
b＝Lxy/Lxx＝-180.91/70＝-2.5844
a＝Y平-b X平＝735.202-(-2.5844)×5.0＝748.124
相关系数
(注：上面公式的根号，调整每行字数后错位了，设法调整；另外表2和表5略有改动，另附。)
即：回归方程为：
Y＝a+bx＝748.124-2.5844x
实施例二，测定现场粉煤灰含水量。
a、查验粉煤灰相关标准与有关参数；
b、确定试验所需仪器设备(见表4)
c、按如下步骤制作粉煤灰标准曲线：
(1)、先按相应的试验规程及检验方法和标准，取约1500g有代表性的粉煤灰烘干至恒重，并做出相关技术参数；
(2)、分别以100g干粉煤灰为基准，按0、2％、5％、8％、12％、16％、20％、25％粉煤灰的含水量称取干粉煤灰质量，即：100g、98g、95g、92g、88g、84g、80g、75g；
(3)、取容量为250ml三角瓶八个，校定其带玻璃片三角瓶空瓶质量，并标识瓶及玻璃片编号；
(4)、用校定好的八个三角瓶各加水约200ml，按不同含水量计算出的干粉煤灰质量分别装入八个三角瓶内，用玻璃棒各搅拌1min，排除气泡后再将水加满至瓶口静置至5min；
(5)、测完水温后，随即用洗耳球加满水后将小玻璃片沿瓶口平行滑盖(注意不要让玻璃片下有气泡)，用手压紧玻璃片并擦干瓶外溢出的水后称其质量；
(6)、将试验结果分别换算成容积为250ml(标准容积)时粉煤灰+水的质量；
(7)、根据表5，以含水量为横坐标X，以250ml(标准容积)时不同含水量的砂水质量为纵坐标Y，作线性关系曲线。
d、现场应用其具体测试步骤如下：
(1)、选取有代表性即将用于施工的粉煤灰300g左右，用四分法缩分为150g左右，装入塑料袋中备测；
(2)、将三角瓶灌入约200ml拌合用水，而后从备测粉煤灰中准确称取100g(精确到0.01g)分别用小勺装入三角瓶内，后用玻璃棒搅拌1min，排除气泡后再加满水至瓶口静至5min，同时插入棒式温度计；
(3)、测完水温后，随即用洗耳球加满水后将小玻璃片沿瓶口平行滑盖(注意不要让玻璃片下有气泡)，用手压紧玻璃片并擦干瓶外溢出的水后称其质量；
(4)、将容积修正为300ml时粉煤灰加水质量(g)，即：实测粉煤灰加水总质量-(瓶容积-300)×水的密度；
(5)、如表6所示按线性方程计算实测含水量(也可在曲线图上直接查找
结果)。
(6)、根据测出的含水量即可进行施工配合比调整。
表4作粉煤灰含水量所需仪器设备表
| 序号 | 仪器设备名称 | 规格型号 | 精度要求 | 数量 | 备注 |
| 1 | 恒温水浴 | 不限 | 0.1℃ | 1个 | 保证量程10~40℃ |
| 2 | 烘箱 | 不限 | 1℃ | 1台 | 保证量程50~150℃ |
| 3 | 电子天平 | 不限 | 0.01g， | 1台 | 最大称量2kg |
| 4 | 三角玻璃瓶 | 250ml | 8支 | ||
| 5 | 玻璃棒 | 8mm×250mm | 1支 | ||
| 6 | 漏斗 | 不限 | 1个 | 下口不小于15mm | |
| 7 | 洗耳球 | 中号 | 1个 | ||
| 8 | 干燥器 | 不限 | 1个 | 可储容积不少于10L | |
| 9 | 小勺 | 中号 | 1把 |
| 序号 | 仪器设备名称 | 规格型号 | 精度要求 | 数量 | 备注 |
| 10 | 温度计 | 0~50℃ | 1支 | ||
| 11 | 小小玻璃片 | 40mm×40mm | 8片 |
按《水泥密度测定方法》GB/T208-1994，测定出表观密度2.65g/cm3；
表6
一元回归计算表
| X | Y | Xi-X平 | Yi-Y平 | (Xi-X平)(Yi-Y平) | (Xi-X平)2 | (Yi-Y平)2 |
| 0 | 354.74 | -11 | 6.01 | -66.12 | 121 | 36.13 |
| 2 | 353.65 | -9 | 4.92 | -44.29 | 81 | 24.22 |
| 5 | 352.03 | -6 | 3.30 | -19.81 | 36 | 10.90 |
| 8 | 350.38 | -3 | 1.65 | -4.95 | 9 | 2.73 |
| 12 | 348.16 | 1 | -0.57 | -0.57 | 1 | 0.32 |
| 16 | 346.01 | 5 | -2.72 | -13.60 | 25 | 7.39 |
| 20 | 343.81 | 9 | -4.92 | -44.27 | 81 | 24.20 |
| 25 | 341.05 | 14 | -7.68 | -107.51 | 196 | 58.97 |
| X平＝11 | Y平＝348.729 | Lxy＝-301.11 | Lxx＝550 | Lyy＝164.85 |
注：1、X-粉煤灰含水量(％)
2、Y-300ml时粉煤灰加水总质量(g)；
3、以上表也可用有线性回归功能的计算器计算得出.
由回归计算表得：
b＝Lxy/Lxx＝-301.11/550＝-0.548
a＝Y平-b X平＝348.729-(-0.548)×11＝354.757
相关系数
即：回归方程为：
Y＝a+bx＝354.757-0.548x
Claims (5)
1.一种快速测定颗粒材料含水量的方法，包括《普通混凝土砂、石质量及检验方法标准》，其特征在于：首先在施工现场采集计划使用的颗粒材料样品，然后在室内试验别测出不同含水量下的一定容积的单位质量，通过计算和线性回归，作出其相关标准曲线，利用颗粒材料的密度与水密度之间的差别及对应标准曲线的关系，在现场直接称取相应数量的湿材料质量，通过查标准曲线即可得出被测颗粒材料的含水量，从而能快速有效地将室内选出的理论配合比换算成施工配合比。
2.根据权利要求1一种快速测定颗粒材料含水量的方法，其特征在于：所述的室内试验，主要是针对不同的颗粒材料按照相应的试验规程，相应的试验仪器设备及试验方法，经试验后绘制出相应容积粒料与水的质量同含水量之间的标准线性关系图。
3.根据权利要求1一种快速测定颗粒材料含水量的方法，其特征在于：所述的现场直接称取相应体积的湿粒料质量，是指工程计划使用并与室内试验相同规格的粒料，当遇粒料含水量变化后，需即用即测及时调整施工配合比。
4.根据权利要求1一种快速测定颗粒材料含水量的方法，其特征在于：本所述的室内试验得出的线性关系，其标准曲线制作方法及步骤为：
a、先按混凝土试验规程及检验方法和标准，将粒料烘干至恒重，并做出表观密度相关技术参数；
b、根据不同的含水量均布称取五个或五个以上的相应干粒料，一般应在该粒料的干燥状态至饱和状态之间选取含水量范围，试样多少应根据选取的容器具在保证测试精度的前提下来确定；
c、根据测试对象取相应容量的器具五套或五套以上，做好器具编号标记，并校定其容积与质量；
d、先将水加至容器容积约三分之二处，再称取一个试样小心放入容器内，用相应工具搅拌1min，排除气泡后再将水加满至容器口静置至5min；
e、测完水温后，随即充满水并加盖，擦干容器外溢出的水后称重；
f、将试验结果分别换算成一定标准容积时粒料+水的质量；
g、以含水量为横坐标X，以标准容积时不同含水量的粒料+水质量为纵坐标Y，作一元回归线性关系曲线。
5.根据权利要求1或2或3所述的一种快速测定颗粒材料含水量的方法，其特征在于：在取样及试验过程中，除了必须是同一品种同一规格的材料外，还要遵循以下几点：
a、随着温度的变化校正容量皿具的体积，并针对不同的颗粒材料选择不同的试验容器具，在作标准曲线时，对不同的颗粒材料，其用量应有所不同；
b、当回归出的相关系数r绝对值超出1±0.01时，应重作试验；
c、不同材料的密度应控制在一定的范围内，才能保证所测含水量的精度要求；
d、粒料的浸泡时间长短对含水量的测定会有一定的影响，要控制浸泡时间，保持室内作标准曲线时的浸泡时间与现场抽检时的浸泡时间相等；
e、当被测材料的密度与水的密度相近时，应采用其它不易挥发的液体(如煤油等)测试容积；
f、当作粗集料曲线时，应根据材料粒径的不同而采用相应的容量桶加玻璃盖来测试容积和质量。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant |