標準稠度用水量標準法快捷方式測定
隨著JTGE30-2005《公路工程水泥及水泥混凝土試驗規(guī)程》的頒布實行,在實際使用中,已經很少有人再沿用代用法。然而標準法卻因人經驗或者因水泥產地品種不同,在確定標準稠度用水量時,常常一次又一次的試驗,最多聽說有的新手試驗達九次之多,其試驗之所以麻煩,一是因為試驗有誤差,二是試驗者操作粗糙或者試驗環(huán)境和器具并不能滿足標準要求。筆者根據(jù)實際試驗總結,對同一種水泥,一般三次就能確定出標準稠度用水量,可以達到快捷方便的目的,在目前很多資料中還沒看到類似的方法。下面通過對南陽航天牌P.O42.5;鄭州金龍牌PO42.5兩個品牌水泥的試驗,(在按嚴格照試驗規(guī)程進行操作的前提下,對估計用水采取感量0.1g電子天平稱量,稱量用水拌和后估計不會使試桿超過沉到試摸底部。)來說明計算過程。試驗數(shù)據(jù)如下表所示:
上述試驗不排除一次加水剛好是標準稠度用水量,也有一次可能成功的可能。但也有可能加水太多,使試桿一下沉沒至底的情況,此時數(shù)據(jù)不能錄用。 在此作者只列舉兩種水泥,本人認為大多數(shù)水泥都能夠采用這樣的計算方法。
試驗結論:本人認為試驗規(guī)程沒有更進一步說明這樣的做法,因為水泥和水混合并不象泥漿一樣,有很多因素影響,如:水泥漿假凝、有熱量散出、水泥的顆粒較均勻,不象土顆粒那樣分散連續(xù)。做液塑限試驗采用的是雙對數(shù)坐標,而此試驗原理也是一定程度上的自由落體運動,水泥漿對試桿產生阻力,或者說最后水泥漿對試桿產生浮力,不能最終沉入底部。排除水泥假凝、散熱因素影響,因為重力加速度為9.8g/cm3,取為10,那么試桿在下落過程中只有重力、阻力。阻力可以看作是水泥漿的浮力,并且它只和水泥的品質、水泥漿的稠度有關。因此也可以采用雙對數(shù)坐標,取單位水泥用水量對數(shù)(底為10,即常用對數(shù)),取錐入深度常用對數(shù)為縱坐標。則錐入深度與單位水泥用水量對數(shù)也為線性關系,因水泥品種不同,可能有一變數(shù),如果水泥品質保證的話,在短時間內,變數(shù)因素對線性關系影響應該不大,可以通過線性計算或作圖找出標準稠度用水量。
試驗基于的理論:一、當用水量達到一定程度時,水泥漿符合粘性流體理論。本人認為水泥漿符合流體力學性質,其動力粘度μ、牛頓內摩差力ν符合庫侖性質。根據(jù)牛頓力學性質有:
F=ρ漿gsh , N=mg-F;水泥漿合比重為ρ漿=(500*1+w*ρ水泥)/ρ水ρ水泥;根據(jù)上述,有關系式 h=w/(ρ漿s)=(w2+500w)ρ水ρ水泥/((500*ρ水+wρ水泥)*s),此時兩邊可取對數(shù),可進一步計算,計算過程,本人不再多述。
二、用水量減少時,水泥漿符合塑體的性質。隨著用水量減少,水泥漿具有可塑性,此時與土相似。(此時水泥漿內部有水化產生,并放出水化熱,水化熱影響比較明顯。)
根據(jù)以上所述,作者認為⑴當水泥漿為塑體時,試桿下降只是很少部分,水泥漿不具備流動性質,此時漿體與土工液塑限相似.⑵水泥漿加水至流體時,N=mg-F=mg-ρ漿gsh-p,p為牛頓內摩阻力,液體時忽略不計。
【結束語】
筆者認為目前實驗規(guī)程幾經修訂還沒有見到這樣的結論,這種方法究竟正確與否,還有待于同行檢驗,希望同仁前輩不吝賜教,交流研究,盡快找到一個方便快捷的方法,使試驗過程不致復雜和麻煩。本人電話13525159982
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參考文獻:
1.《公路工程及水泥混凝土試驗規(guī)程》JTJ E42-2005.
2.《水力學》全國高等教育自學考試指定教材 建筑工程專業(yè)(獨立本科段).
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