標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量標(biāo)準(zhǔn)法快捷方式測(cè)定
隨著JTGE30-2005《公路工程水泥及水泥混凝土試驗(yàn)規(guī)程》的頒布實(shí)行,在實(shí)際使用中,已經(jīng)很少有人再沿用代用法。然而標(biāo)準(zhǔn)法卻因人經(jīng)驗(yàn)或者因水泥產(chǎn)地品種不同,在確定標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量時(shí),常常一次又一次的試驗(yàn),最多聽(tīng)說(shuō)有的新手試驗(yàn)達(dá)九次之多,其試驗(yàn)之所以麻煩,一是因?yàn)樵囼?yàn)有誤差,二是試驗(yàn)者操作粗糙或者試驗(yàn)環(huán)境和器具并不能滿足標(biāo)準(zhǔn)要求。筆者根據(jù)實(shí)際試驗(yàn)總結(jié),對(duì)同一種水泥,一般三次就能確定出標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量,可以達(dá)到快捷方便的目的,在目前很多資料中還沒(méi)看到類似的方法。下面通過(guò)對(duì)南陽(yáng)航天牌P.O42.5;鄭州金龍牌PO42.5兩個(gè)品牌水泥的試驗(yàn),(在按嚴(yán)格照試驗(yàn)規(guī)程進(jìn)行操作的前提下,對(duì)估計(jì)用水采取感量0.1g電子天平稱量,稱量用水拌和后估計(jì)不會(huì)使試桿超過(guò)沉到試摸底部。)來(lái)說(shuō)明計(jì)算過(guò)程。試驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表所示:
上述試驗(yàn)不排除一次加水剛好是標(biāo)準(zhǔn)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(méi)至底的情況,此時(shí)數(shù)據(jù)不能錄用。 在此作者只列舉兩種水泥,本人認(rèn)為大多數(shù)水泥都能夠采用這樣的計(jì)算方法。
試驗(yàn)結(jié)論:本人認(rèn)為試驗(yàn)規(guī)程沒(méi)有更進(jìn)一步說(shuō)明這樣的做法,因?yàn)樗嗪退旌喜⒉幌竽酀{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(yàn)采用的是雙對(duì)數(shù)坐標(biāo),而此試驗(yàn)原理也是一定程度上的自由落體運(yùn)動(dòng),水泥漿對(duì)試桿產(chǎn)生阻力,或者說(shuō)最后水泥漿對(duì)試桿產(chǎn)生浮力,不能最終沉入底部。排除水泥假凝、散熱因素影響,因?yàn)橹亓铀俣葹?.8g/cm3,取為10,那么試桿在下落過(guò)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(zhì)、水泥漿的稠度有關(guān)。因此也可以采用雙對(duì)數(shù)坐標(biāo),取單位水泥用水量對(duì)數(shù)(底為10,即常用對(duì)數(shù)),取錐入深度常用對(duì)數(shù)為縱坐標(biāo)。則錐入深度與單位水泥用水量對(duì)數(shù)也為線性關(guān)系,因水泥品種不同,可能有一變數(shù),如果水泥品質(zhì)保證的話,在短時(shí)間內(nèi),變數(shù)因素對(duì)線性關(guān)系影響應(yīng)該不大,可以通過(guò)線性計(jì)算或作圖找出標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量。
試驗(yàn)基于的理論:一、當(dāng)用水量達(dá)到一定程度時(shí),水泥漿符合粘性流體理論。本人認(rèn)為水泥漿符合流體力學(xué)性質(zhì),其動(dòng)力粘度μ、牛頓內(nèi)摩差力ν符合庫(kù)侖性質(zhì)。根據(jù)牛頓力學(xué)性質(zhì)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(guān)系式 h=w/(ρ漿s)=(w2+500w)ρ水ρ水泥/((500*ρ水+wρ水泥)*s),此時(shí)兩邊可取對(duì)數(shù),可進(jìn)一步計(jì)算,計(jì)算過(guò)程,本人不再多述。
二、用水量減少時(shí),水泥漿符合塑體的性質(zhì)。隨著用水量減少,水泥漿具有可塑性,此時(shí)與土相似。(此時(shí)水泥漿內(nèi)部有水化產(chǎn)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(rèn)為⑴當(dāng)水泥漿為塑體時(shí),試桿下降只是很少部分,水泥漿不具備流動(dòng)性質(zhì),此時(shí)漿體與土工液塑限相似.⑵水泥漿加水至流體時(shí),N=mg-F=mg-ρ漿gsh-p,p為牛頓內(nèi)摩阻力,液體時(shí)忽略不計(jì)。
【結(jié)束語(yǔ)】
筆者認(rèn)為目前實(shí)驗(yàn)規(guī)程幾經(jīng)修訂還沒(méi)有見(jiàn)到這樣的結(jié)論,這種方法究竟正確與否,還有待于同行檢驗(yàn),希望同仁前輩不吝賜教,交流研究,盡快找到一個(gè)方便快捷的方法,使試驗(yàn)過(guò)程不致復(fù)雜和麻煩。本人電話13525159982
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參考文獻(xiàn):
1.《公路工程及水泥混凝土試驗(yàn)規(guī)程》JTJ E42-2005.
2.《水力學(xué)》全國(guó)高等教育自學(xué)考試指定教材 建筑工程專業(yè)(獨(dú)立本科段).
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