新拌混凝土单位水量水灰比测定仪

新拌混凝土单位水量水灰比测定仪

1、在施工现场对新拌混凝土进行检测

      建筑公司在接受混凝土时必须对其质量进行检测。因为生产混凝土时，使用材料的质量、搅拌时温度等因素对配合比产生影响，要进行必要修正。对修正之后的配合比要进行再确认。

      卸车时的检测要求迅速准确、操作简单。[单位水量测定仪]则是可以满足这一要求的检测装置。

2、单位水量测定方法

     设计配合比决定了混凝土构成中各种材料（水、水泥、骨料等）的总重量。混凝土被运到施工现场时，用[单位水量测定仪]可快速测定含气量、单位容积的重量，即可算出单位用水量、水泥用量、水灰比。

     测定原理是，利用各种材料密度（比重）不同，实际生产出的混凝土的单位容积重量（既1m³的重量）小于设计配合比重量时，则可判定是水量增多的原理。水泥使用JIS认定厂的产品一般可正确计量，但有时骨料表面含水率发生变动时，要根据变动情况增减用水量。

     例如下面的配合比为设计单位容积重量是2307kg/m³，而搅拌出的混凝土的单位容积测定值是2290kg/m³。可以判断是由于骨料表面吸水率低而使单位用水量多了。但是单位容积的重量受其含气量的影响，因此计算时要进行含气量补正。

     单位用水量                      155kg/m³     

     单位胶凝材料用量          319kg/m³

     单位细骨料用量              762kg/m³

     单位粗骨料用量              1071kg/m³

     设计值：单位容积重量2307kg/m³

     含气量按4.5%计算

     测定值： 单位容积重量2290kg/m³

     含气量4%

以上示例表明无论含气量是否减少，单位容重减轻即可判断为是单位水量增加的原因。

3、单位水量的计算

      由单位容重推算单位水量方法，必要条件是使用的胶凝材料、骨料的密度及正确的含气量。

要取得高精度的检测结果，计算式中

①考虑胶凝材料的吸水量对容积变化的影响

②考虑含气量变动对单位用水量的影响

4、单位用水量测定精度

（1）    称的精度对单位用水量算定的影响。

      为了得知单位容积质量要称重2次。第一次称重是测定试料质量的误差，第二次称重是测量试料容积的误差。试算结果如图-3所示。

（2）    含气量的测定精度对单位用水量算定的影响。

      含气量的测定误差直接影响单位用水量的测定误差。水量误差的试算结果如图-4所示，含气量测定误差对测定精度的影响比质量测定误差的影响大。

（3）    单位水量测定仪的性能

      含气量测定精度为0.1%，称的感量为1g。单位用水量测定误差如图-5所示±2kg/m³以内。称的精度和含气量测定仪的精度的组合对单位用水量测定精度的影响见图6

（4）    水、水泥、细骨料、粗骨料的密度值与理论配合比值不一致时，试算影响单位用水量误差的算定如图-7所示，对细骨料和粗骨料的表干密度要尽可能的准确测定。

      水、水泥、细骨料、粗骨料在计量时按[JIS A 5308]商品混凝土允许误差表以内，此范围作为单位用水量的算定误差来算定水量的误差进行试算，如图-8所示。

（6）    温度的影响

      冬季在现场测定时，容器与混凝土试料之间有温度差时会发生容器膨涨或收缩，对单位用水量测定产生的影响。

      算定条件是，混凝土线性膨涨系数为10╳10^-6/℃，容器（铁）的线性膨涨系数为10╳10^-6/℃，容器直径为Φ200mm，试料量为6L，试料的温度与容器温度差为10℃，算定结果如下。

      试料的量为6L时，膨涨或收缩量为

      温度差±10℃→约±1.8cc，由于温度差而产生的膨涨或收缩使单位容积质量的变动率为温度差  -10℃→约0.03%    +10℃→约-0.03%

      由于单位容积质量变动产生的单位用水量的算定误差为，温度差  -10℃→约0.5kg/m³   +10℃→约-0.5kg/m³

      因此测定时温度对单位用水量的算定误差的影响比较小。往容器中装入试料时热传导会使温度均等化，误差会更小。

5．单位水量测定仪测定精度的实证

      为了验证使用单位水量测定仪来测定单位用水量是否符合理论配合比，在试验室内以使用材料不造成测试误差为前提条件，用砂浆或混凝土进行准确的测定单位容积质量和含气量，从实验中证实此测定方法的精度。

      实验时使用的材料如表2所示。被侧配合比如表3所示。以砂浆不受骨料吸水和表干水率影响为条件用玻璃试模，和骨料使用粗骨料的情况进行试验，并且试料的量为6L。

（1）砂浆的实证

      配合比M-1的砂浆的单位容积质量和含气量的关系如图-9所示，得出此配合比和用水泥湿润密度补正后的配合比的理论变化是一致的结果。

      从单位容积质量和含气量的测定结果来算定单位用水量，如图-10所示，对比配合比的单位用水量算定为-1.8—+2.0%kg/m³范围,可确认单位水量测定仪的测量精度。

（2）混凝土的实证

      图-11表示的是配合比C-1—C-4混凝土单位容积质量和含气量的关系式。单位容积质量与含气量的关系与用水泥湿润密度补正后的理论变化是一致的。单位用水量在145—175 kg/m³的混凝土的配合比与其理论值基本一致。

      单位用水量算定结果如图-12所示，所有配合比所算定的单位用水量要求在约±2 kg/m³范围以内，测量混凝土时本单位水量测定仪的性能达到要求误差范围内。

      使用单位水量测量仪，单位用水量可控制在约±2 kg/m³的测定误差范围内。

6．单位用水量的现场测定实例

      使用单位水量测定仪在混凝土卸车时的测定结果。

7．单位水量测定仪使用上需要注意要点及性能

     从新拌混凝土的单位容积质量与含气量推定单位用水量的方法，请注意以下几点可提高测量精度

（1）          测定前要留意测定骨料修正系数

（2）          正确测定水泥湿润密度及其他材料的密度

（3）          测定前标定含气量

（4）          本仪器的精度为天平1g含气量0.1%测定单位用水量

（5）          严格混凝土生产管理，正确计量

（6）          如满足以上条件，使用本仪器测定单位用水量可取得±2 kg/m³以内的测量精度。

8、参考：各种单位用水量测定方法

      新拌混凝土单位用水量测定方法有以下几种：（如表－1）

　　　　　　　　　　        新拌混凝土单位用水量测定方法

附　表－1

      表中测定精度及测定时间在文献中都有记载，主要用砂浆和混凝土两种材料来做测定。

      使用砂浆来做试验的方法使用湿的材料，取样量较少而造成的测定误差影响测定结果的精度。

      使用混凝土做试验的方法，试料的用量会带来的测定误差，或者说是试料太少，粗骨料的取样误差是影响测定误差的主要原因，测定之后如果要对粗骨料的量进行补正的话，测定速度比较慢。

      根据构成材料对比质量差、容积差方法，所使用的材料的密度必须是正确的，水中质量法是必须考虑水泥密度随时间变化而改变。

      高周波加热法是使用湿的材料加上取样误差的影响，加热后水泥与水产生的反应化反应的影响使算定结果中包含误差，误差的补正是必须的。

      一般加热干燥法是要给试料进行高温加热，干燥后抽出粗骨料必须进行补正，测定的安全性和简便性方面存在问题。

      减压干燥法是使用湿的材料取样，误差是问题，使用混凝土试料时，测定时间较长不适合现场测定。

      试药浓度法是使用酒精的方法，测定过程中酒精的蒸发容易产生测定误差。盐分浓度法要考虑由于盐水浓度会影响粉体吸着水量，要适当给与补正。用清水盐分测定器的方法是否适用于现场测定还有待于探讨。测定顺序各有各的可操作性，但是工程数量很多的情况下，就不能满足要求，一次测定需要20分钟，测定速度比较慢。

       水分计方法是静电容量测定法测量电极间的静电容量，计算出砂浆试料的水分率。再换算成1m³的单位用水量的方法，测定时间短，但是湿的试料和取样误差及使用材料的变动（例如混合材，骨材）等的影响，得不到高精度的测定结果。

      RI水分计的方法也同样，测定速度比较快，但是受骨料影响较大不能保证高精度测定结果，测定装置也很昂贵，不太适用。

      红外线水分计的方法是水分计的输出电压和混凝土水分量的较正曲线要在事前求得，进行这种标定时在短时间内难以取得高精度的结果。

      而单位容积质量法和含气量法求得单位用水量的方法（也称含气量法）与其它方法相比较，试料使用量在5-7升，取样误差可以忽视，试验方法与含气量测定相同，测定的简便与快速，最适用于现场使用，并且这种测量精度稍稍出问题时，可向有关部门提出测定报告，由正确的条件设定可得到高精度的测定结果。