專利名稱：：一種快速測定顆粒材料含水量的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及混凝土施工領(lǐng)域，具體是一種快速測定顆粒材料含水量的方法。
背景技術(shù)：
：在混凝土拌合站或其它現(xiàn)場施工時，要將混凝土或砂漿等的理論配合比換算成施工配合比，以往的普遍做法是用烘干法或酒精燃燒法求出現(xiàn)場各種材料的含水量來換算施工配合比，這些方法試驗時間長、路徑多，極易產(chǎn)生人為因素的誤差，并且受條件制約大，一組試樣用烘干法最少要46小時，而用酒精燃燒法又很容易燒失有機物，目前出現(xiàn)的各式各樣的快速含水量測定儀，受測試精度和測試溫度影響很大，可靠度低，況且還未被列入相關(guān)試驗規(guī)程和規(guī)范，一般上等級的工程不敢用或禁用。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是為解決目前含水量測定方面的問題，在混凝土或砂漿等土建工程施工時，及時換算出所需的施工配合比，提高試驗效率，特提供在施工現(xiàn)場中一種快速測定顆粒材料含水量的方法。為此本發(fā)明技術(shù)方案為，一種快速測定顆粒材料含水量的方法，包括《普通混凝土砂、石質(zhì)量及檢驗方法標準》，其特征在于首先在施工現(xiàn)場采集計劃使用的顆粒材料樣品，然后在室內(nèi)試驗別測出不同含水量下的一定容積的單位質(zhì)量，通過計算和線性回歸，作出其相關(guān)標準曲線，利用顆粒材料的密度與水密度之間的差別及對應(yīng)標準曲線的關(guān)系，在現(xiàn)場直接稱取相應(yīng)數(shù)量的濕材料質(zhì)量，通過查標準曲線即可得出被測顆粒材料的含水量，從而能快速有效地將室內(nèi)選出的理論配合比換算成施工配合比；本發(fā)明所述的室內(nèi)試驗，主要是針對不同的顆粒材料按照相應(yīng)的試驗規(guī)程、試驗儀器及試驗方法，經(jīng)試驗后繪制出相應(yīng)容積粒料與水的質(zhì)量同含水量之間的標準線性關(guān)系圖；本發(fā)明所述的現(xiàn)場直接稱取相應(yīng)數(shù)量的濕粒料質(zhì)量，是指工程計劃使用并與室內(nèi)試驗相同規(guī)格的粒料，當遇到現(xiàn)場粒料含水量變化后，需即用即測及時調(diào)整施工配合比。本發(fā)明所述的室內(nèi)試驗得出的線性關(guān)系，其標準曲線制作方法及步驟為a、先按混凝土試驗規(guī)程及檢驗方法和標準，將粒料烘干至恒重，并做出表觀密度相關(guān)技術(shù)參數(shù)；b、根據(jù)不同的含水量均布稱取五個或五個以上的相應(yīng)干粒料，一般應(yīng)在該粒料的干燥狀態(tài)至飽和狀態(tài)之間選取含水量范圍，根據(jù)選取的容器具在保證測試精度的前提下來確定試樣的多少；c、根據(jù)測試對象取相應(yīng)容量的器具五套或五套以上，做好器具編號標記，并校定其容積與質(zhì)量；d、先將水加至容器容積約三分之二處，再稱取一份試樣小心放入容器內(nèi)，用相應(yīng)工具攪拌lmin，排除氣泡后再將水加滿至容器口靜置至5min;3e、測量容器內(nèi)的水溫，測完水溫后，隨即充滿水并加蓋，擦干溢出容器外的水后稱重；f、將試驗結(jié)果分別換算成一定標準容積時粒料+水的質(zhì)量；g、以含水量為橫坐標X，以標準容積時不同含水量的粒料+水質(zhì)量為縱坐標Y，作一元回歸線性關(guān)系曲線。在取樣及試驗過程中，除了必須是同一品種同一規(guī)格的材料外，還要遵循以下幾點a、隨著溫度的變化校正容量皿具的體積，并針對不同的顆粒材料選擇不同的試驗容器具，在作標準曲線時，對不同的顆粒材料，其用量應(yīng)有所不同；b、當回歸出的相關(guān)系數(shù)r絕對值超出1±0.01時，應(yīng)重作試驗；c、不同材料的密度應(yīng)控制在一定的范圍內(nèi)，才能保證所測含水量的精度要求；d、粒料的浸泡時間長短對含水量的測定會有一定的影響，要控制浸泡時間，保持室內(nèi)作標準曲線時的浸泡時間與現(xiàn)場抽檢時的浸泡時間相等。e、當被測材料的密度與水的密度相近時，應(yīng)采用其它不易揮發(fā)的液體測試容積，如煤油。f、當作粗集料曲線時，應(yīng)根據(jù)材料粒徑的不同而采用相應(yīng)的容量桶加玻璃蓋來測試容積和質(zhì)量。有益效果a、本發(fā)明方法簡單，速度快，效果好，極大地提高含水量的檢測效率。現(xiàn)場只稱量濕材料質(zhì)量加容器內(nèi)水的質(zhì)量即可計算出含水量；并且只要在施工前對同品種、同密度、同質(zhì)量標準的粒料作一相關(guān)曲線，就可對該種粒料長期使用；同時受條件制約小，現(xiàn)場只需有一小塊能避風擋雨和平穩(wěn)放置天平的位置即可滿足測試結(jié)果；b、節(jié)約成本。由于施工現(xiàn)場材料受氣候環(huán)境影響，幾乎每時每刻顆粒料的含水量都在發(fā)生變化，采用本技術(shù)方案后，則不需要象以往那樣，用幾千瓦的烘箱烘烤46個小時或大量酒精燃燒；c、試驗準確，能有效保證混凝土施工質(zhì)量。由于方法簡單、速度快、成本小，因此可隨時隨地取樣抽檢，使現(xiàn)場能及時調(diào)整配合比的用水量，這樣施工時可杜絕因用水量過大或過小影響混凝土強度、和易性、耐久性及構(gòu)造物的外觀質(zhì)量。d、適用范圍廣，安全又環(huán)保。本方法適用于砂、石、石灰、粉煤灰、礦粉等其它遇水起化學(xué)反應(yīng)不快的顆粒材料。現(xiàn)場測試時無需烘、烤、燒，所以能有效減少環(huán)境的污染和對人員健康的影響。圖1、為實施例一(砂)標準曲線樣圖。圖2、為實施例二(粉煤灰)標準曲線樣圖。具體實施例方式實施例一，測定現(xiàn)場砂子的含水量。a、首先按《普通混凝土砂、石質(zhì)量及檢驗方法標準》，作出相關(guān)技術(shù)指標參數(shù)；即該4樣為II區(qū)中砂，細度模數(shù)為2.68;表觀密度2.65g/cm3;堆積密度1468kg/m3;b、確定試驗所需儀器設(shè)備(見表1)。表1作砂子含水量所需儀器設(shè)備表<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>C、按以下步驟制作砂子標準曲線(1)、先按相應(yīng)的試驗規(guī)程及檢驗方法和標準，將粒料烘干至恒重，并做出相關(guān)技術(shù)參數(shù)，過10mm篩后待用；(2)、分別以4008干砂為基準，按0、2%、4%、6%、8%、10%砂的含水量(只要在010%內(nèi)均布選取五個或五個以上均可)稱取干砂質(zhì)量，即400g、392g、384g、376g、368g、360g;(3)、取容量為500ml三角瓶六個，并校定其帶玻璃片三角瓶空瓶質(zhì)量，同時標識瓶及玻璃片編號；(4)、用校定好的三角瓶并各加水約350ml，按不同含水量計算出的干砂質(zhì)量分別裝入六個三角瓶內(nèi)，用玻璃棒各攪拌lmin，排除氣泡后再將水加滿至瓶口靜置至5min;(5)、測完水溫后，隨即用洗耳球加滿水后將小玻璃片沿瓶口平行滑蓋(注意不要讓玻璃片下有氣泡)，用手壓緊玻璃片并擦干瓶外溢出的水后稱其質(zhì)量；(6)、將試驗結(jié)果分別換算成容積為500ml(標準容積)時砂+水的質(zhì)量；(7)、根據(jù)表2，以含水量為橫坐標X，以500ml(標準容積)時不同含水量的砂水質(zhì)量為縱坐標Y，作線性關(guān)系曲線。d、按如下測試步驟進行現(xiàn)場應(yīng)用(1)、選取有代表性即將用于施工的砂子2000g左右，用四分法縮分為1000g左右，裝入塑料袋中備測；(2)、將三角瓶灌入約300ml拌合用水，而后從備測砂袋中準確稱取兩份400g砂子(精確到0.01g)分別用小勺小心裝入兩個三角瓶內(nèi)，后用玻璃棒攪拌lmin，排除氣泡后再加滿水至瓶口靜至5min，同時插入棒式溫度計；(3)、測完水溫后，隨即用洗耳球加滿水后將小玻璃片沿瓶口平行滑蓋(注意不要讓玻璃片下有氣泡)，用手壓緊玻璃片并擦干瓶外溢出的水后稱其質(zhì)量；(4)、將容積修正為500ml時砂水質(zhì)量(g)，即實測砂水總質(zhì)量_(瓶容積_500)X水的密度，并計算出兩個的平均值；(5)、如表3，根據(jù)算出的平均值，即可在曲線圖上直接對應(yīng)查找或按回歸方程計算出現(xiàn)場粒料的實際含水量。(6)、根據(jù)測出現(xiàn)場砂中的含水量即可進行施工配合比調(diào)整；(7)、砂的稱取質(zhì)量精確到0.Olg，計算含水量精確到0.1%。<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>注1、X-含水量(X)2、Y-500ml時砂水總重；3、以上表也可用有線性回歸功能的計算器計算得出.由回歸計算表得<formula>formulaseeoriginaldocumentpage8</formula>相關(guān)系數(shù)<formula>formulaseeoriginaldocumentpage8</formula>(注上面公式的根號，調(diào)整每行字數(shù)后錯位了，設(shè)法調(diào)整；另外表2和表5略有改動，另附。)即回歸方程為<formula>formulaseeoriginaldocumentpage8</formula>實施例二，測定現(xiàn)場粉煤灰含水量。a、查驗粉煤灰相關(guān)標準與有關(guān)參數(shù)；b、確定試驗所需儀器設(shè)備(見表4)c、按如下步驟制作粉煤灰標準曲線(1)、先按相應(yīng)的試驗規(guī)程及檢驗方法和標準，取約1500g有代表性的粉煤灰烘干至恒重，并做出相關(guān)技術(shù)參數(shù)；(2)、分別以1008干粉煤灰為基準，按0、2%、5%、8%、12%、16%、20%、25%粉煤灰的含水量稱取干粉煤灰質(zhì)量，即100g、98g、95g、92g、88g、84g、80g、75g;(3)、取容量為250ml三角瓶八個，校定其帶玻璃片三角瓶空瓶質(zhì)量，并標識瓶及玻璃片編號；(4)、用校定好的八個三角瓶各加水約200ml，按不同含水量計算出的干粉煤灰質(zhì)量分別裝入八個三角瓶內(nèi)，用玻璃棒各攪拌lmin，排除氣泡后再將水加滿至瓶口靜置至5min;(5)、測完水溫后，隨即用洗耳球加滿水后將小玻璃片沿瓶口平行滑蓋(注意不要讓玻璃片下有氣泡)，用手壓緊玻璃片并擦干瓶外溢出的水后稱其質(zhì)量；(6)、將試驗結(jié)果分別換算成容積為250ml(標準容積)時粉煤灰+水的質(zhì)量；(7)、根據(jù)表5，以含水量為橫坐標X，以250ml(標準容積)時不同含水量的砂水質(zhì)量為縱坐標Y，作線性關(guān)系曲線。d、現(xiàn)場應(yīng)用其具體測試步驟如下(1)、選取有代表性即將用于施工的粉煤灰300g左右，用四分法縮分為150g左右，裝入塑料袋中備測；(2)、將三角瓶灌入約200ml拌合用水，而后從備測粉煤灰中準確稱取100g(精確到0.Olg)分別用小勺裝入三角瓶內(nèi)，后用玻璃棒攪拌lmin，排除氣泡后再加滿水至瓶口靜至5min，同時插入棒式溫度計；(3)、測完水溫后，隨即用洗耳球加滿水后將小玻璃片沿瓶口平行滑蓋(注意不要讓玻璃片下有氣泡)，用手壓緊玻璃片并擦干瓶外溢出的水后稱其質(zhì)量；(4)、將容積修正為300ml時粉煤灰加水質(zhì)量(g)，即實測粉煤灰加水總質(zhì)量_(瓶容積-300)X水的密度；(5)、如表6所示按線性方程計算實測含水量(也可在曲線圖上直接查找結(jié)果)。(6)、根據(jù)測出的含水量即可進行施工配合比調(diào)整。表4作粉煤灰含水量所需儀器設(shè)備表序號儀器設(shè)備名稱規(guī)格型號精度要求數(shù)量備注1恒溫水浴不限o.rci個保證量程1(T40。C2烘箱不限r(nóng)ci臺保證量程5(Tl5(TC3電子天平不限0.Olg，i臺最大稱量2kg4三角玻璃瓶250ml8支5玻璃棒8mmX250mml支6漏斗不限l個下口不小于15mm7洗耳球中號l個8干燥器不限l個可儲容積不少于10L9小勺中號l把9<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>按《水泥密度測定方法》GB/T208-1994，測定出表觀密度2.65g/cm3;<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>注水的密度Pw根據(jù)《鐵路工程土工試驗規(guī)程》TB10102—2004表7.3.4—3查得<table>tableseeoriginaldocumentpage12</column></row><table>注1、X-粉煤灰含水量(％)2、Y-300ml時粉煤灰加水總質(zhì)量(g);3、以上表也可用有線性回歸功能的計算器計算得出.由回歸計算表得b=Lxy/Lxx=-301.11/550=_0.548a二Y平-bX平二348.729-(-O.548)X11=354.757相關(guān)系數(shù)r=Lxy/(VLxxXLyy)=-301.11/V550X164.8=1.0001即回歸方程為Y=a+bx=354.757—0.548x權(quán)利要求一種快速測定顆粒材料含水量的方法，包括《普通混凝土砂、石質(zhì)量及檢驗方法標準》，其特征在于首先在施工現(xiàn)場采集計劃使用的顆粒材料樣品，然后在室內(nèi)試驗別測出不同含水量下的一定容積的單位質(zhì)量，通過計算和線性回歸，作出其相關(guān)標準曲線，利用顆粒材料的密度與水密度之間的差別及對應(yīng)標準曲線的關(guān)系，在現(xiàn)場直接稱取相應(yīng)數(shù)量的濕材料質(zhì)量，通過查標準曲線即可得出被測顆粒材料的含水量，從而能快速有效地將室內(nèi)選出的理論配合比換算成施工配合比。2.根據(jù)權(quán)利要求1一種快速測定顆粒材料含水量的方法，其特征在于所述的室內(nèi)試驗，主要是針對不同的顆粒材料按照相應(yīng)的試驗規(guī)程，相應(yīng)的試驗儀器設(shè)備及試驗方法，經(jīng)試驗后繪制出相應(yīng)容積粒料與水的質(zhì)量同含水量之間的標準線性關(guān)系圖。3.根據(jù)權(quán)利要求1一種快速測定顆粒材料含水量的方法，其特征在于所述的現(xiàn)場直接稱取相應(yīng)體積的濕粒料質(zhì)量，是指工程計劃使用并與室內(nèi)試驗相同規(guī)格的粒料，當遇粒料含水量變化后，需即用即測及時調(diào)整施工配合比。4.根據(jù)權(quán)利要求1一種快速測定顆粒材料含水量的方法，其特征在于本所述的室內(nèi)試驗得出的線性關(guān)系，其標準曲線制作方法及步驟為a、先按混凝土試驗規(guī)程及檢驗方法和標準，將粒料烘干至恒重，并做出表觀密度相關(guān)技術(shù)參數(shù)；b、根據(jù)不同的含水量均布稱取五個或五個以上的相應(yīng)干粒料，一般應(yīng)在該粒料的干燥狀態(tài)至飽和狀態(tài)之間選取含水量范圍，試樣多少應(yīng)根據(jù)選取的容器具在保證測試精度的前提下來確定；C、根據(jù)測試對象取相應(yīng)容量的器具五套或五套以上，做好器具編號標記，并校定其容積與質(zhì)量；d、先將水加至容器容積約三分之二處，再稱取一個試樣小心放入容器內(nèi)，用相應(yīng)工具攪拌lmin，排除氣泡后再將水加滿至容器口靜置至5min;e、測完水溫后，隨即充滿水并加蓋，擦干容器外溢出的水后稱重；f、將試驗結(jié)果分別換算成一定標準容積時粒料+水的質(zhì)量；g、以含水量為橫坐標X，以標準容積時不同含水量的粒料+水質(zhì)量為縱坐標Y，作一元回歸線性關(guān)系曲線。5.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的一種快速測定顆粒材料含水量的方法，其特征在于在取樣及試驗過程中，除了必須是同一品種同一規(guī)格的材料外，還要遵循以下幾點a、隨著溫度的變化校正容量皿具的體積，并針對不同的顆粒材料選擇不同的試驗容器具，在作標準曲線時，對不同的顆粒材料，其用量應(yīng)有所不同；b、當回歸出的相關(guān)系數(shù)r絕對值超出1±0.01時，應(yīng)重作試驗；c、不同材料的密度應(yīng)控制在一定的范圍內(nèi)，才能保證所測含水量的精度要求；d、粒料的浸泡時間長短對含水量的測定會有一定的影響，要控制浸泡時間，保持室內(nèi)作標準曲線時的浸泡時間與現(xiàn)場抽檢時的浸泡時間相等；e、當被測材料的密度與水的密度相近時，應(yīng)采用其它不易揮發(fā)的液體(如煤油等)測試容積；f、當作粗集料曲線時，應(yīng)根據(jù)材料粒徑的不同而采用相應(yīng)的容量桶加玻璃蓋來測試容積和質(zhì)量。全文摘要本發(fā)明提供了一種快速測定顆粒材料含水量的方法，包括《普通混凝土砂、石質(zhì)量及檢驗方法標準》，首先在施工現(xiàn)場采集計劃使用的顆粒材料樣品，然后在室內(nèi)試驗分別測出不同含水量下的一定容積的單位質(zhì)量，通過計算和線性回歸，作出其相關(guān)標準曲線，利用顆粒材料的密度與水密度之間的差別及對應(yīng)標準曲線的關(guān)系，在現(xiàn)場直接稱取相應(yīng)體積的濕材料質(zhì)量，通過查標準曲線即可得出被測顆粒材料的含水量，從而能快速有效地將室內(nèi)選出的理論配合比換算成施工配合比。本方法簡單實用，極大地提高含水量的檢測效率，測試速度快，效果好、成本低、試驗準確、適用范圍廣，安全又環(huán)保。文檔編號G01N5/00GK101769843SQ20091027347公開日2010年7月7日申請日期2009年12月29日優(yōu)先權(quán)日2009年12月29日發(fā)明者劉小衛(wèi),張翠峰,汪波,胡嗣斌,胡漢忠申請人:中鐵十一局集團第二工程有限公司;中鐵十一局集團有限公司