CN107589044B - 硬化水泥浆分层后水灰比的估算方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种硬化水泥浆分层后水灰比的估算方法，包括如下步骤：制备硬化水泥浆试件；将所述硬化水泥浆试件切割成等体积的至少两个测试块；测量每一测试块的体积和质量，并计算出每一测试块的密度和所述硬化水泥浆试件的平均密度；以及根据公式一估算得出每一测试块的水灰比：式中，ρi为对应第i个测试块的密度，为硬化水泥浆试件的平均密度，xi为对应第i个测试块的水灰比，i为正整数，x为硬化水泥浆试件的水灰比，mci为对应第i个测试块的中所含的水泥的质量，mc为所述硬化水泥浆试件中所含的水泥的质量，ρw为水的密度，ρc为水泥的密度。本发明的计算方法，计算过程中设计参数获取便捷，计算过程设计参数均为试验直接获取，准确可靠，计算过程简单，结果可靠。
Description
技术领域
本发明涉及建筑施工领域，特指一种硬化水泥浆分层后水灰比的估算方法。
背景技术
类似于混凝土中的骨料，水泥浆在制备过程中由于振捣，密度较大的水泥颗粒易于向下运动，造成下层水灰比相对较低。但目前还没有一种简易的方法可以直接量化分层以后水泥净浆的水灰比分布情况。所以有必要提出一种简单直观的水泥浆分层程度的估算方法。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种硬化水泥浆分层后水灰比的估算方法，解决现有技术中无法量化分层以后水泥净浆的水灰比分布情况的问题。
实现上述目的的技术方案是：
本发明提供了一种硬化水泥浆分层后水灰比的估算方法，包括如下步骤：
制备硬化水泥浆试件；
将所述硬化水泥浆试件切割成等体积的至少两个测试块；
测量每一测试块的体积和质量，并计算出每一测试块的密度和所述硬化水泥浆试件的平均密度；以及
根据公式一估算得出每一测试块的水灰比：
公式一中，ρi为对应第i个测试块的密度，为硬化水泥浆试件的平均密度，xi为对应第i个测试块的水灰比，i为正整数，x为硬化水泥浆试件的水灰比，mci为对应第i个测试块的中所含的水泥的质量，mc为所述硬化水泥浆试件中所含的水泥的质量，ρw为水的密度，ρc为水泥的密度。
本发明的计算方法，计算过程中设计参数获取便捷，计算过程设计参数均为试验直接获取，准确可靠，计算过程简单，结果可靠。本发明只需要测量得出测试块的体积和质量，即可量化估算出每一测试块的水灰比。
本发明硬化水泥浆分层后水灰比的估算方法的进一步改进在于，所述公式一的推导过程包括：
以密度计算公式为基础，
公式二中，ρ为密度，m为质量，v为体积；
假设硬化水泥浆在水化过程中的体积收缩系数为k，则水灰比为x的水泥浆在硬化后的密度可根据如下公式计算得出：
公式三中，mw为硬化水泥浆试件中所含水的质量，mc为硬化水泥浆试件中所含水泥的质量，vw为硬化水泥浆试件中所含水的体积，vc为硬化水泥浆试件中所含水泥的体积，ρw为水的密度，ρc为水泥的密度；
根据所述公式三得到所述公式一。
本发明硬化水泥浆分层后水灰比的估算方法的进一步改进在于，所述硬化水泥浆试件的平均密度为：
公式四中，为硬化水泥浆试件的平均密度，mi为第i个测试块的质量，vi为第i个测试块的体积。
本发明硬化水泥浆分层后水灰比的估算方法的进一步改进在于，所述硬化水泥浆试件中所含的水泥的质量为：
公式五中，mc为所述硬化水泥浆试件中所含的水泥的质量，mci为对应第i个测试块的中所含的水泥的质量，i为正整数，n为测试块的数量。
本发明硬化水泥浆分层后水灰比的估算方法的进一步改进在于，切割所述硬化水泥浆试件时，沿所述硬化水泥浆试件的厚度方向进行切割以形成测试块。
本发明硬化水泥浆分层后水灰比的估算方法的进一步改进在于，在根据公式一计算得出每一测试块的水灰比时，忽略硬化水泥浆试件中气泡的含量，并且水灰比相近的硬化水泥浆在水化过程中体积收缩率相同。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。
本发明提供了一种硬化水泥浆在振捣分层之后的水灰比估算方法，它量化了水泥浆在制备过程中产生的水灰比分布不均的问题，对工程实践中控制硬化水泥浆的振捣时间和理论研究中混凝土建模具有直接指导意义。该计算方法简单，可运用于工程实践领域。下面结合对本发明硬化水泥浆分层后水灰比的估算方法进行说明。
本发明提供的一种硬化水泥浆分层后水灰比的估算方法，包括如下步骤：
制备硬化水泥浆试件，该硬化水泥浆试件由水泥浆浇筑硬化而成；
将硬化水泥浆试件切割成等体积的至少两个测试块，在试验时，可将硬化水泥浆试件切割成等体积的n个测试块，其中n≥2，n为正整数，在切割时确保每个测试块的体积相等或者相近似；
测量每一测试块的体积和质量，并计算得出每一测试块的密度和硬化水泥浆试件的平均密度，根据密度计算公式计算得出每一测试块的密度；以及
根据公式一计算得出每一测试块的水灰比：
公式一中，ρi为对应第i个测试块的密度，该密度可通过测量的体积和质量计算得出，为硬化水泥浆试件的平均密度，该平均密度也可计算得出，xi为对应第i个测试块的水灰比，i为正整数，x为硬化水泥浆试件的水灰比，该水灰比在制备硬化水泥浆试件时即为已知，mci为对应第i个测试块的中所含的水泥的质量，mc为所述硬化水泥浆试件中所含的水泥的质量，ρw为水的密度，ρc为水泥的密度。
在根据公式一计算得出每一测试块的水灰比时，作出如下假设：忽略硬化水泥浆试件中气泡的含量，并且水灰比相近的硬化水泥浆在水化过程中体积收缩率相同。
进一步地，公式一的推导过程包括：
以密度计算公式为基础，
公式二中，ρ为密度，m为质量，v为体积；
假设硬化水泥浆在水化过程中的体积收缩系数为k，则水灰比为x的水泥浆在硬化后的密度可根据如下公式计算得出：
公式三中，mw为硬化水泥浆试件中所含水的质量，mc为硬化水泥浆试件中所含水泥的质量，vw为硬化水泥浆试件中所含水的体积，vc为硬化水泥浆试件中所含水泥的体积，ρw为水的密度，ρc为水泥的密度；
根据公式三得到公式一。
由公式三可知：
从而可得到公式一。
进一步地，硬化水泥浆试件的平均密度为：
公式四中，为硬化水泥浆试件的平均密度，mi为第i个测试块的质量，vi为第i个测试块的体积。
更进一步地，硬化水泥浆试件中所含的水泥的质量为：
公式五中，mc为所述硬化水泥浆试件中所含的水泥的质量，mci为对应第i个测试块的中所含的水泥的质量，i为正整数，n为测试块的数量。
作为本发明的一较佳实施方式，切割硬化水泥浆试件时，沿硬化水泥浆试件的厚度方向进行切割以形成测试块。从硬化水泥浆试件的顶部向底部进行等体积切割形成测试块。
下面利用本发明硬化水泥浆分层后水灰比的估算方法进行举例计算：
假设一圆柱硬化水泥浆试件，水灰比x＝0.5，从顶至底切割成3个测试块，设水泥密度为3.1g/ml，水的密度为1.0g/ml，各个测试块的质量、体积以及计算结果如下表1所示：
表1：硬化水泥浆试件中各个测试块的质量、体积以及水灰比
在表1中显示，水泥硬化水泥浆试件上层的水灰比较大，下层较小，这是由于振捣过程综合功能密度较大的水泥下沉所致，实际经验相吻合，结果可信。
以上结合实施例对本发明进行了详细说明，本领域中普通技术人员可根据上述说明对本发明做出种种变化例。因而，实施例中的某些细节不应构成对本发明的限定，本发明将以所附权利要求书界定的范围作为本发明的保护范围。
Claims (6)
1.一种硬化水泥浆分层后水灰比的估算方法，其特征在于，包括如下步骤：
制备硬化水泥浆试件；
将所述硬化水泥浆试件切割成等体积的至少两个测试块；
测量每一测试块的体积和质量，并计算出每一测试块的密度和所述硬化水泥浆试件的平均密度；以及
根据公式一估算得出每一测试块的水灰比：
公式一中，ρi为对应第i个测试块的密度，为硬化水泥浆试件的平均密度，xi为对应第i个测试块的水灰比，i为正整数，x为硬化水泥浆试件的水灰比，mci为对应第i个测试块中所含的水泥的质量，mc为所述硬化水泥浆试件中所含的水泥的质量，ρw为水的密度，ρc为水泥的密度。
2.如权利要求1所述的硬化水泥浆分层后水灰比的估算方法，其特征在于，所述公式一的推导过程包括：
以密度计算公式为基础，
公式二中，ρ为密度，m为质量，v为体积；
假设硬化水泥浆在水化过程中的体积收缩系数为k，则水灰比为x的水泥浆在硬化后的密度可根据如下公式计算得出：
公式三中，mw为硬化水泥浆试件中所含水的质量，mc为硬化水泥浆试件中所含水泥的质量，vw为硬化水泥浆试件中所含水的体积，vc为硬化水泥浆试件中所含水泥的体积，ρw为水的密度，ρc为水泥的密度；
根据所述公式三得到所述公式一。
3.如权利要求1所述的硬化水泥浆分层后水灰比的估算方法，其特征在于，所述硬化水泥浆试件的平均密度为：
公式四中，为硬化水泥浆试件的平均密度，mi为第i个测试块的质量，vi为第i个测试块的体积，n为测试块的数量。
4.如权利要求1所述的硬化水泥浆分层后水灰比的估算方法，其特征在于，所述硬化水泥浆试件中所含的水泥的质量为：
公式五中，mc为所述硬化水泥浆试件中所含的水泥的质量，mci为对应第i个测试块中所含的水泥的质量，i为正整数，n为测试块的数量。
5.如权利要求1所述的硬化水泥浆分层后水灰比的估算方法，其特征在于，切割所述硬化水泥浆试件时，沿所述硬化水泥浆试件的厚度方向进行切割以形成测试块。
6.如权利要求1所述的硬化水泥浆分层后水灰比的估算方法，其特征在于，在根据公式一计算得出每一测试块的水灰比时，忽略硬化水泥浆试件中气泡的含量，并且水灰比相近的硬化水泥浆在水化过程中体积收缩率相同。
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