水泥功能标号的检测(推定)方法

摘要

用混凝土实测强度检测水泥功能标号的方法，让工程人员第一次看到了水泥在坚硬混凝土中做出的贡献大小。水泥功能标号不是“ISO法水泥胶砂强度”，更不是特定条件下的产物，而是水泥在任一种施工条件下的混凝土中水泥所体现的价值。检测方法的精准度也很高，其偏差远小于国家允许的偏差范围。

说明书

一、专利领域

自英国利兹的泥瓦匠

二、技术背景

我国目前水泥标号的检测方法是按照标准《水泥胶砂强度检测方法(ISO)法》GB/T17671 的规定执行的，该方法习惯称之为“ISO法、”，其特点是全国统一的水泥胶砂配合比：即用水泥样品450g士2g、全国统一检测水泥标号用规定的标准砂1350g土5g、饮用自来水225g士 1g(灰水比C/W＝450/225＝2.0、C-胶结材料水泥用量、W-搅拌水用量)，搅拌、成型为统一规定尺寸的抗压和抗折的试件，用标准环境养护3d和28d后，按标准规定进行抗压、抗折强度值的检测，这种强度值我们又习惯称之为水泥的“胶砂强度值”，用ISO法得到的胶砂强度值就是确定水泥标号的依据。

把某一范围的胶砂强度值划分为一个标号，因此用ISO法检测的水泥标号是特定条件下人为确定的“水泥标号”。我们工程人员习惯称之为“水泥商品标号”，全国统一使用的水泥商品标号解决了“水泥”这一产品的生产质量控制、市场销售和使用等一系列大问题。

在混凝土的生产实践中，由于水泥商品标号是指水泥胶砂强度值处在某一范围时的代表值，并不等于是水泥的胶砂强度值，它是在特定条件下的产物。而混凝土生产的条件是随工程需要而变化的，水泥商品标号不能完全反应水泥在混凝土中的作用，在选用水泥时，也只能按水泥的商品标号进行定性选择，也沒有定量指标参考，

在混凝土施工配合比设计时，依据规范仍然是按传统的保罗米经验公式计算的灰水比，往往理论值与实际偏差较大，究其原因，主要是水泥胶砂强度对混凝土强度的作用，人为固定为直线关糸，实际上即存在直线关糸也更多体现为曲线关系。

因此，实践中我们创造了“水泥的功能标号”的检测(推定)方法。这种方法是用水泥商品标号(或水泥实测胶砂强度)与混凝土强度的比值和混凝土中灰水比的数量关系来确定的。

“水泥功能标号”不再是一个通用的、统一特定条件下的产物。功能标号可以反应出水泥在各种施工条件下对混凝土强度值的贡献大小，也就是靠混凝土强度和强度对应的灰水比推定的水泥标号，可以认为水泥功能标号是表明某一水泥对某一混凝土施工条件的适应能力，这也是目前水泥商品标号和功能标号最大的区別。

水泥功能标号更接近工程实际需求，为水泥在混凝土工程中的应用提供了一种科学方法，也扩大水泥商品标号的实际应用范围，让工程建设人员第一次能用水泥功能标号了解水泥在各种坚硬混凝土中所做出的贡献大小，为捣制混凝土选用合适的水泥创造了便利条件。

三、发明创造的内容

1、发明了水泥功能标号的新概念：为了与传统的ISO法确定的水泥标号相区別，用水泥混凝土强度值和强度对应的灰水比推定的水泥标号，我们称之为“水泥功能标号”。

2、创造了水泥功能标号的检测(推定)方法。

3、扩展了水泥商品标号的新用途、增大了其实用价值：传统的水泥标号其属性是“商品标号”，而水泥功能标号是结合混凝土实际强度确定的，其属性为“水泥在混凝土实测强度值中贡献大小”。

况且“水泥功能标号”的检测方法不需要人为设置特定条件，就按混凝土工程通常施工条件下硬化的混凝土强度和强度对应的灰水比检测水泥的功能标号。

四、实施步骤

1、收集混凝土生产资料，

1.1包括使用水泥的品种、规格(商品标号、胶砂强度)、生产日期、理化技术指标等、愈详细愈好，以便于水泥功能标号的实际运用。

1.2粗、细骨料，掺和料、外加剂等资料，

1.3混凝土拌和配比、流动性、粘聚性、保水牲、成型条件、表观密度、养护环境及令期等，

2、分门別类地整理混凝土抗压强度f、水泥商品标号(水泥胶砂强度R)、拌和混凝土时用的灰水比C/w范围，

3、进行R-f-C/W数学方程经验公式拟合运算，一般曲线方程精度高于直线方程。

4、确定混凝土任一施工灰水比下水泥功能标号。

五、应用例证

5.1建立水泥功能标号推定经验公式：

某施工企业试验室因工程需要，用两种硅酸盐水泥、并用现场相同的粗、细骨料、相同灰水比捣制5组混凝土，混凝士强度f结果如下：

注：括号内为水泥的商品标号，为提高检测功能标号的精准度，本例采用水泥的胶砂强度值进行推定水泥功能标号。

5.1.2水泥胶砂强度与混凝土实测强度比值：

5.1.3经回归统计运算，水泥功能标号的推定式如下：

1#水泥功能标号推定式：Ru1＝2.8804(C/W)

2#水泥功能标号推定式：Ru2＝1.181691(C/W)

5.2水泥功能标号具体应用内容：

5.2.1定量选用水泥商品标号的实际胶砂强度：

当取C/W＝2.5时，按需要的混凝土强度30MPa-33Mpa选用水泥商品标号的实际强度值：( 注意：混凝土强度取值不能超过推定式灰水比对应的混凝土强度值的范围)。

1#水泥在C/W＝2.5时，其功能标号推定值计算为：

2.8804x2.5x2.5-12.81615x2.5+15.51325＝1.475375，

若需配23.0Mpa混凝土，需选用水泥胶砂强度为：1.475375x23＝33.93Mpa(属42.5水泥)，

若需配35.0Mpa混凝土，需选用水泥胶砂强度为：

1.475375x35＝51.64Mpa(选富余系数为1.22的42.5水泥、或用52.5#水泥)。

2#水泥在C/W＝2.5时，其功能标号推定值经计算：

1.181691x2.5x2.5-5.3675966x2.5+7.8021866＝1.768764，

若配23.0Mpa混凝土，需选用水泥胶砂强度为：1.76876x23＝40.68Mpa(属42.5水泥)，

若需配35.0Mpa混凝土，需选用水泥胶砂强度为：1.76876x33＝58.37Mpa(属52.5水泥)，

5.2.2运用水泥功能标号可以直接确定适用的灰水比，优化传统的混凝土施工配合比设计步骤：

在传统的混凝土施工配合比设计步骤中，水泥商品标号实际胶砂强度值是预估计的、混凝土强度值也是一个目标值、灰水比(或水灰比)也是按传统的保罗米直线经验式计算的，为确定一个适用的灰水比(或水灰比)需试拌三组灰水比相近的混凝土的试件试压，因此，确定一个施工配合比的适用灰水比工作量较大。现有了水泥功能标号概念后，可以直接计算确定适用灰水比C/W：

如用42.5水泥拌26.0Mpa的混凝土，运用水泥功能标号计算灰水比：

水泥功能标号值＝42.5/26＝1.6346，用1.6346代入1#推定式得：

①灰水比C/W＝2.5869，②C/W＝1.8626，从收集的混凝土生产资料中可以看到：2个灰水比都能达到26Mpa，②C/W＝1.8626，仅接近26.0Mpa，安全佇备显小，故按实际情况选用①灰水比C/W＝2.5869为最适用灰水比；

用水泥功能标号值＝52.5/26＝2.02，代入2#推定式得：

①C/W＝2.7859、②C/W＝1.7564按实际条件选②C/W＝1.7564.为最适用灰水比；

从中可看出，把施工现场混凝土强度、水泥商品标号和胶砂强度值、灰水比或水灰比的资料收集整理，建立水泥功能标号推定式后就可按混凝土强度确定水泥、灰水比，节约了大量的混凝土施工配比设计的人力、物力。

5.2.3应用于商品混凝土公司时，只要按水泥胶结料、集料、搅拌工艺分类整理本公司混凝土强度值与水泥胶砂强度(或水泥商品标号)，建立胶结料的功能标号曲线推定式，就可改进现在生产模式，提高混凝土自动化生产水平。

六、水泥功能标号检测方法(推定)误差分析：

6.1分析数据见下表：

1#式：平均相对误差

相对标准差e1＝[1/4x0.033181]

2#式：平均相对误差

相对标准差e2＝[1/4x0.00359458]

可见，水泥功能标号检测(推定)方法的偏差远远小于国家关于无损和半无损的工程质量检测方法中“专用推定曲线”误差的最小允许限值。.

因此，水泥功能标号的检测(推定)方法是科学、可靠的。