CN103217515B - 一种水泥混凝土拌合物水胶比的测定方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种水泥混凝土拌合物水胶比的测定方法，具体步骤如下：1）在检测时限内对混凝土拌合物进行取样；2）取样后，对混凝土拌合物试样进行阻抑处理、混砂处理、鼓风干燥处理，并计算混凝土拌合物试样的含水率Wc；3）结合干燥过程中参与水化反应的最低水胶比β，对混凝土拌合物试样的含水率Wc进行修正，计算出混凝土拌合物试样单方含水量mw，结合该混凝土拌合物试样的胶凝材料总量mb，从而计算出混凝土拌合物试样的水胶比W/B＝mw/mb。
Description
技术领域
本发明涉及一种水泥混凝土拌合物水胶比的测定方法，具体涉及一种基于均化阻抑混砂干燥法的测定水泥混凝土拌合物水胶比的方法。
背景技术
普通的干燥方法测定水泥混凝土拌合物水胶比，由于不考虑干燥过程中水化反应消耗一定质量水的问题，对水化反应不做处理，而混凝土凝固成一整个团状又会锁住水份无法很好的散失，普通的干燥测定方法只是通过简单的烘干来测量烘干前后的重量差值计算混凝土拌合物含水率和水胶比，因而存在测定误差大难题。
其他的水泥混凝土拌合物水胶比测定方法，例如“气流计量器方法”是通过测定水泥混凝土拌合物的含气量与含水率的相关性来推断水胶比，“单位称量法”是测定水泥混凝土拌合物的质量与含水率的相关性来推断水胶比，“试剂浓度法”是通过测定试剂在水泥混凝土拌合物含水中浓度与含水率的相关性来推断水胶比，“中子方法”是通过测定水泥混凝土拌合物含中含氢元素量与含水率的相关性来推断水胶比，“电容方法”是通过测定混凝土拌合物的电容量与含水率的相关性来推断水胶比，这些方法都是通过测定与混凝土拌合物含水率有相关性的技术指标并借助相关的规律来间接的测定混凝土拌合物水胶比，因而随着混凝土拌合物配合比、成份以及环境的变化，该技术指标与混凝土拌合物含水率有相关性规律会出现相应的变动，因而存在较大的检测误差。
其他的水泥混凝土拌合物水胶比测定方法，例如“气流计量器方法”、“单位称量法”、“试剂浓度法”、“中子方法”、“电容方法”，相关检测设备价格高昂，不利于推广使用。
发明内容
本发明的目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种水泥混凝土拌合物水胶比的测定方法。
为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：
一种水泥混凝土拌合物水胶比的测定方法，具体步骤如下：
1）在检测时限内对混凝土拌合物进行取样；
2）取样后，对混凝土拌合物试样进行阻抑处理、混砂处理、鼓风干燥处理，并计算混凝土拌合物试样的含水率Wc；
3）结合干燥过程中参与水化反应的最低水胶比β，对混凝土拌合物试样的含水率Wc进行修正，计算出混凝土拌合物试样单方含水量mw，结合该混凝土拌合物试样的胶凝材料总量mb，从而计算出混凝土拌合物试样的水胶比W/B。
所述步骤1）中，取样的具体步骤如下：在检测时限内，从混凝土拌合物不同的对角方位铲取两个相同质量的混凝土拌合物试样，混凝土拌合物试样的质量m0为400～500g，水胶比测定以两次试样试验结果的平均值作为测定值，两次试样试验结果之差大于0.015时，应重新取样进行试验。
所述检测时限是指水泥水化反应初始阶段至水化休止期这一时间段，为混凝土拌合物加水搅拌起1小时内；取样时，如果发生混凝土拌合物试样离析、泌水或板结的匀质性差现象，取样代表性差，需对混凝土拌合物试样进行均化处理后方可取样检测。
所述均化处理是指，将均化剂掺入混凝土拌合物试样中，搅拌2～5分钟，混合均匀，使得两次随机取样的相同质量的混凝土拌合物试样中石子质量的极差小于等于5%，均化剂的掺入量为混凝土拌合物试样质量m0的0.001%～0.01%；均化处理能有效增大混凝土拌合物各组份间的阻力，消除分层、泌水、离析等现象，达到均化的作用，能够得到匀质性良好的混凝土拌合物试样，取样具有较好的代表性。
所述均化剂为聚乙二醇、纤维素醚、聚丙烯酰胺、淀粉醚中的一种或几种。
优选的，所述均化剂是由以下重量份的组份组成的：聚乙二醇15～95份，纤维素醚12～95份，聚丙烯酰胺15～95份，淀粉醚12～92份。
所述步骤2）中，阻抑处理是将阻抑剂掺入混凝土拌合物试样中搅拌混合均匀，搅拌时间为2～5分钟，阻抑剂的掺入量为混凝土拌合物试样质量m0的1%～3%；阻抑处理能有效阻隔抑制水泥水化反应，减少因水化反应所消耗的水份。
所述阻抑剂是一种能够在较高的温度范围下保持化学成分不分解，并在该温度范围下能够有效阻隔抑制水泥水化作用的试剂；所述阻抑剂为羟基乙叉二膦酸或羟基乙叉二膦酸钠、2-羟基磷酰基乙酸或2-羟基磷酰基乙酸钠、蔗糖、葡萄糖酸或葡萄糖酸钠、三聚磷酸盐、六偏磷酸盐中的一种或几种。
优选的，所述阻抑剂是由以下重量份的组份组成的：羟基乙叉二膦酸或羟基乙叉二膦酸钠15～90份、2-羟基磷酰基乙酸或2-羟基磷酰基乙酸钠15～92份、蔗糖15～95份、葡萄糖酸或葡萄糖酸钠17～93份、三聚磷酸钠13～95份、六偏磷酸钠10～97份。
所述步骤2）中，混砂处理是指，将干燥的砂子掺入混凝土拌合物试样中搅拌混合均匀，并且将混合试样平铺摊开，使得混凝土拌合物中胶凝相分散开，从而提高水份混凝土拌合物中的水份与外界的接触面积，有助于加速水份的蒸发；所述干燥的砂子为饱和面干状态，砂子含水率小于等于0.3%，干燥的砂子的质量m1为混凝土拌合物试样质量m0的2～2.5倍。
所述步骤1）与步骤2）中阻抑处理、混砂处理的总用时控制在10～20分钟的时间范围内。
所述步骤2）中，干燥处理是指，将混合试样在100℃±5℃的温度范围内，鼓风干燥至恒重，鼓风风量为90～150m3/h，称量，计算出混凝土拌合物的质量差，经计算得到混凝土拌合物试样的含水率Wc，按公式1计算，精确至0.1%：
Wc＝(m0＋m1＋m2－m3－m4)/m0×100% 公式1，
式中，m0为混凝土拌合物试样的质量，m1为干燥的砂子的质量；m2为阻抑剂的质量；m3为干燥后混合试样的质量；m4为饱和面干砂子的含水量，按公式2计算，精确至0.1kg：
砂子含水率Ws小于等于0.5%；
m4=m1×Ws 公式2，
所述步骤3）的具体方法是：混凝土拌合物试样单方含水量mw，按公式3计算，精确至0.1kg：
mw＝mc×Wc+mb×β 公式3，
式中，mc为受检新拌混凝土单方质量，kg/m3；mb为受检新拌混凝土单方胶凝材料总质量，kg/m3；β为干燥过程中参与水化反应的最低水胶比，取值0.02；
混凝土拌合物试样中水胶比W/B，按公式4计算，精确至0.001：
W/B＝mw/mb 公式4。
本发明的有益效果是：
1、普通的干燥测定方法只是通过简单的烘干来测量烘干前后的重量差值计算混凝土拌合物含水率和水胶比，一方面没有对干燥过程中水化反应消耗一定质量水进行处理，另一方面混凝土试样在干燥过程中凝固成一整个团状又会锁住水份而无法散发出来，第三方面干燥温度过高又会导致混凝土中的某些成分发生分解，这样导致较大试验误差，大约为±0.1；
采用本方法，可有效降低水泥混凝土拌合物水胶比的测定误差，测定误差≤±0.015。
2、普通的干燥测定方法，只是简单的将混凝土试样进行加热，干燥过程中混凝土试样凝固成一整个团状锁住内部的水份，这样就无法做到快速烘干，完全烘干一个混凝土试样不低于10h；采用本方法，对混凝土试样进行混砂处理，可最大限度的降低混凝土试样团聚现象，增大混凝土试样浆体的与外界接触面积，使水份得到充分的散失，极大地缩短了混凝土试样干燥时间，干燥时间为2～10min，仅为普通的干燥测定方法所需时间的1%～2%。
3、采用气流计量器方法等方法测定水泥混凝土拌合物水胶比，需购置专用检测仪器，大约需要花费人民币约8万元（捌万元）；采用本方法，无需购置专用设备，而试验所需电热鼓风干燥箱、电子天平等仪器均为常规检测仪器，大约需要花费人民币约3千元（叁仟元），仅为气流计量器方法专用仪器费用的5%～10%，采用本方法，可大大降低水泥混凝土拌合物水胶比的测定资金投入，相关材料和设备简单便宜，便于推广使用。
附图说明
图1是本发明的工作流程图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进行进一步的阐述，应该说明的是，下述说明仅是为了解释本发明，并不对其内容进行限定。
实施例1：
混凝土配合比，见表1。
表1 混凝土配合比
一种水泥混凝土拌合物水胶比的测定方法，具体步骤如下：
1）在检测时限内对混凝土拌合物进行取样，具体步骤如下：在检测时限内，从混凝土拌合物不同的对角方位铲取两个相同质量的混凝土拌合物试样，混凝土拌合物试样的质量m0为400～500g，水胶比测定以两次试样试验结果的平均值作为测定值，两次试样试验结果之差大于0.015时，应重新取样进行试验。
检测时限是指水泥水化反应初始阶段至水化休止期这一时间段，为混凝土拌合物加水搅拌起1小时内；取样时，如果发生混凝土拌合物试样离析、泌水或板结的匀质性差现象，取样代表性差，需对混凝土拌合物试样进行均化处理后方可取样检测。
均化处理是指，将均化剂掺入混凝土拌合物试样中，搅拌2～5分钟，混合均匀，使得两次随机取样的相同质量的混凝土拌合物试样中石子质量的极差小于等于5%，均化剂的掺入量为混凝土拌合物试样质量m0的0.001%～0.01%；均化处理能有效增大混凝土拌合物各组份间的阻力，消除分层、泌水、离析等现象，达到均化的作用，能够得到匀质性良好的混凝土拌合物试样，取样具有较好的代表性。
均化剂为聚乙二醇、纤维素醚、聚丙烯酰胺、淀粉醚中的一种或几种。均化剂配方及掺入量，见表2。
表2 均化剂配方及掺入量
2）取样后，对混凝土拌合物试样进行阻抑处理、混砂处理、鼓风干燥处理，并计算混凝土拌合物试样的含水率Wc；
阻抑处理是将阻抑剂掺入混凝土拌合物试样中搅拌混合均匀，搅拌时间为2～5分钟，阻抑剂的掺入量为混凝土拌合物试样质量m0的1%～3%；阻抑处理能有效阻隔抑制水泥水化反应，减少因水化反应所消耗的水份。
阻抑剂是一种能够在较高的温度范围下保持化学成分不分解，并在该温度范围下能够有效阻隔抑制水泥水化作用的试剂；阻抑剂为羟基乙叉二膦酸或羟基乙叉二膦酸钠、2-羟基磷酰基乙酸或2-羟基磷酰基乙酸钠、蔗糖、葡萄糖酸或葡萄糖酸钠、三聚磷酸盐、六偏磷酸盐中的一种或几种。
阻抑剂配方及掺入量，见表3。
表3 阻抑剂配方及掺入量
混砂处理是指，将干燥的砂子掺入混凝土拌合物试样中搅拌混合均匀，并且将混合试样平铺摊开，使得混凝土拌合物中胶凝相分散开，从而提高水份混凝土拌合物中的水份与外界的接触面积，有助于加速水份的蒸发；所述干燥的砂子为饱和面干状态，砂子含水率小于等于0.3%，干燥的砂子的质量m1为混凝土拌合物试样质量m0的2～2.5倍。
步骤1）与步骤2）中阻抑处理、混砂处理的总用时控制在10～20分钟的时间范围内。
干燥处理是指，将混合试样在100℃±5℃的温度范围内，鼓风干燥至恒重，鼓风风量为90～150m3/h，称量，计算出混凝土拌合物的质量差，经计算得到混凝土拌合物试样的含水率Wc，按公式1计算，精确至0.1%：
Wc＝(m0＋m1＋m2－m3－m4)/m0×100% 公式1，
式中，m0为混凝土拌合物试样的质量，m1为干燥的砂子的质量；m2为阻抑剂的质量；m3为干燥后混合试样的质量；
m4为饱和面干砂子的含水量，按公式2计算，精确至0.1kg：
砂子含水率Ws小于等于0.5%；
m4=m1×Ws 公式2，
所述步骤3）的具体方法是：混凝土拌合物试样单方含水量mw，按公式3计算，精确至0.1kg：
mw＝mc×Wc+mb×β 公式3，
式中，mc为受检新拌混凝土单方质量，kg/m3；mb为受检新拌混凝土单方胶凝材料总质量，kg/m3；β为干燥过程中参与水化反应的最低水胶比，取值0.02；
混凝土拌合物试样中水胶比W/B，按公式4计算，精确至0.001：
W/B＝mw/mb 公式4。
检测结果如下，见表4。
表4 水胶比检测结果
检测误差值=0.460－0.463=－0.003＜±0.015。
实施例2：
试验步骤与实施例1相同。
1、混凝土配合比，见表5。
表5 混凝土配合比
2、均化剂配方及掺入量，见表6。
表6 均化剂配方及掺入量
3、阻抑剂配方及掺入量，见表7。
表7 阻抑剂配方及掺入量
4、检测结果如下，见表8。
表8 水胶比检测结果
5、检测误差值=0.370－0.372=－0.002＜±0.015。
实施例3：
试验步骤与实施例1相同。
1、混凝土配合比，见表9。
表9 混凝土配合比
2、均化剂配方及掺入量，见表10。
表10 均化剂配方及掺入量
3、阻抑剂配方及掺入量，见表11。
表11 阻抑剂配方及掺入量
4、检测结果如下，见表12。
表12 水胶比检测结果
5、检测误差值=0.344－0.337=0.007＜±0.015。
实施例4：
试验步骤与实施例1相同。
1、混凝土配合比，见表13。
表13 混凝土配合比
2、均化剂配方及掺入量，见表14。
表14 均化剂配方及掺入量
3、阻抑剂配方及掺入量，见表15。
表15 阻抑剂配方及掺入量
4、检测结果如下，见表16。
表16 水胶比检测结果
5、检测误差值=0.366－0.362=0.004＜±0.015。
上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。
Claims (9)
1.一种水泥混凝土拌合物水胶比的测定方法，其特征在于，具体步骤如下：
1)在检测时限内对混凝土拌合物进行取样；
2)取样后，对混凝土拌合物试样进行阻抑处理、混砂处理、鼓风干燥处理，并计算混凝土拌合物试样的含水率Wc；
3)结合干燥过程中参与水化反应的最低水胶比β，对混凝土拌合物试样的含水率Wc进行修正，计算出混凝土拌合物试样单方含水量mw，结合该受检新拌混凝土单方胶凝材料总质量mb，从而计算出混凝土拌合物试样的水胶比W/B；
所述步骤2)中，鼓风干燥处理是指，将混合试样在100℃±5℃的温度范围内，鼓风干燥至恒重，鼓风风量为90～150m3/h，称量，计算出混凝土拌合物的质量差，经计算得到混凝土拌合物试样的含水率Wc，按公式1计算，精确至0.1％：
Wc＝(m0+m1+m2－m3－m4)/m0×100％公式1，
式中，m0为混凝土拌合物试样的质量，m1为干燥的砂子的质量；m2为阻抑剂的质量；m3为干燥后混合试样的质量；m4为饱和面干砂子的含水量，按公式2计算，精确至0.1kg：
砂子含水率Ws小于等于0.5％；
m4＝m1×Ws 公式2，
所述步骤3)的具体方法是：混凝土拌合物试样单方含水量mw，按公式3计算，精确至0.1kg：
mw＝mc×Wc+mb×β 公式3，
式中，mc为受检新拌混凝土单方质量，kg/m3；mb为受检新拌混凝土单方胶凝材料总质量，kg/m3；β为干燥过程中参与水化反应的最低水胶比，取值0.02；
混凝土拌合物试样中水胶比W/B，按公式4计算，精确至0.001：
W/B＝mw/mb公式4。
2.根据权利要求1所述的测定方法，其特征在于，所述步骤1)中，取样的具体步骤如下：在检测时限内，从混凝土拌合物不同的对角方位铲取两个相同质量的混凝土拌合物试样，混凝土拌合物试样的质量m0为400～500g，水胶比测定以两次试样试验结果的平均值作为测定值，两次试样试验结果之差大于0.015时，应重新取样进行试验。
3.根据权利要求2所述的测定方法，其特征在于，所述检测时限是指水泥水化反应初始阶段至水化休止期这一时间段，为混凝土拌合物加水搅拌起1小时内；取样时，如果发生混凝土拌合物试样离析、泌水或板结的匀质性差现象，取样代表性差，需对混凝土拌合物试样进行均化处理后方可取样检测。
4.根据权利要求3所述的测定方法，其特征在于，所述均化处理是指，将均化剂掺入混凝土拌合物试样中，搅拌2～5分钟，混合均匀，使得两次随机取样的相同质量的混凝土拌合物试样中石子质量的极差小于等于5％，均化剂的掺入量为混凝土拌合物试样质量m0的0.001％～0.01％。
5.根据权利要求4所述的测定方法，其特征在于，所述均化剂为聚乙二醇、纤维素醚、聚丙烯酰胺、淀粉醚中的一种或几种。
6.根据权利要求1所述的测定方法，其特征在于，所述步骤2)中，阻抑处理是将阻抑剂掺入混凝土拌合物试样中搅拌混合均匀，搅拌时间为2～5分钟，阻抑剂的掺入量为混凝土拌合物试样质量m0的1％～3％。
7.根据权利要求6所述的测定方法，其特征在于，所述阻抑剂为羟基乙叉二膦酸或羟基乙叉二膦酸钠、2-羟基磷酰基乙酸或2-羟基磷酰基乙酸钠、蔗糖、葡萄糖酸或葡萄糖酸钠、三聚磷酸盐、六偏磷酸盐中的一种或几种。
8.根据权利要求1所述的测定方法，其特征在于，所述步骤2)中，混砂处理是指，将干燥的砂子掺入混凝土拌合物试样中搅拌混合均匀，并且将混合试样平铺摊开，使得混凝土拌合物中胶凝相分散开，从而提高水份混凝土拌合物中的水份与外界的接触面积，有助于加速水份的蒸发；所述干燥的砂子为饱和面干状态，砂子含水率小于等于0.3％，干燥的砂子的质量m1为混凝土拌合物试样质量m0的2～2.5倍。
9.根据权利要求1所述的测定方法，其特征在于，所述步骤1)与步骤2)中阻抑处理、混砂处理的总用时控制在10～20分钟的时间范围内。
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