专利名称：一种水泥土水泥含量的快速简易检测方法
技术领域：
本发明涉及一种水泥土水泥含量的快速简易检测方法，是一种水泥搅拌桩、高压旋喷桩等水泥掺入量的检测方法。弥补现在无法快速检测水泥含量技术空白，且检测手段简单可靠，检测周期短，节约了时间和经济成本，属于地下工程技术领域。
背景技术：
大量地下工程中的基坑开挖、地铁隧道开挖、高层建筑地基加固、高速公路路基加固等都需要对地基进行注浆加固。但是由于地下工程的隐蔽性和检测手段上不足，施工单位往往采取偷工减料的办法来应付，使得我国不少地下工程存在巨大的安全隐患，甚至经常出现强度过低使得上部结构出现倾斜等重大安全事故。工程实践中，目前基本上只是通过取芯的办法来测定水泥土的强度来间接反映地基加固施工质量，影响强度的影响因素较多，即使水泥土的强度达不到设计要求，也无法判断施工单位是否存在偷工减料的问题，无 法起到直接监督施工单位作用。工程上迫切需要一种能够检测水泥土水泥含量的快速简易检测方法。

发明内容
发明目的本发明提供一种水泥土水泥含量的快速简易检测方法，能够对地下工程、公路路基、隧道工程、建筑地基等工程的地基加固中的水泥掺入量进行直接快速测定，且检测手段非常简单易行，能够更加有效地对地基加固工程进行监督，减少偷工减料的事情发生及产生严重质量安全的事故。技术方案一种水泥土水泥含量的快速简易检测方法，包括如下步骤(一)施工时称取IOOg现场所用的水泥浆，根据其水灰比测算其中水泥的质量札并密封；(二)当达到规定龄期后，将密封的水泥生成物进行抽气饱和，测试其体积V1，并将密封的水泥生成物取出烘干并测量其质量M2，从而可以得到相应龄期的水泥水化产物颗粒比重P ep = M1/[V「(M1-M2) / P w]，水泥质量占水泥生成物比例B=M1ZiM2, P w代表水的密度；(三)现场取芯且当场密封带回实验室，进行抽气饱和后，测试饱和芯样的总质量M、总体积V、芯样密度P ;并进行土工含水率试验，测试饱和芯样中的水质量Mw ;(四)饱和芯样由水泥水化产物、土颗粒和自由水三者组成,其质量和体积分别为这三种物质之和。则饱和芯样的密度和体积可由下式表示
M + PsVs + PcpVcp)
P ~V
V = V+V +M Ip
乂S cp/^wJ(2)式中P代表饱和芯样的实测密度；MW代表芯样中水的质量；P s代表芯样中干土的密度，可根据地质勘察报告取值，通常取2650-2700kg/m3 ;VS代表芯样中干土的体积；P cp代表芯样中水泥生成物的重度，若使用硅酸盐水泥，其龄期为28d，通常可取2900kg/m3，否则需要实验室内测试；νφ代表芯样中水泥生成物的体积、Pw代表水的密度，取1000kg/m3。通过公式(2)可以计算得到水泥生成物的体积Vep，水泥水化产物的质量Mcp= P cpVcp,则在芯样体积内的水泥掺量Mc= a Mcp,水泥产量除以芯样质量即可得到芯样的水泥掺入比。如无施工现场水泥浆检测数据，则可近似按以下方法取值Pep = 2900kg/m3、a=0. 787，代入式(I)中，重复上述工艺步骤(四)，即可得到芯样的水泥掺入比。有益效果与现有技术相比，本发明所提供的水泥土水泥含量的快速简易检测方法，具有检测时间短、所需设备简单、成本低等优点，能够更加有效地监督和规范施工企业施工行为，更好地确保各种地下工程的质量安全，避免因水泥掺入量不足造成水泥搅拌桩强度达不到设计要求，被迫进行补桩延误工期等经济损失。
具体实施例方式下面结合具体实施例，进一步阐明本发明，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。实施例I :某地铁盾构端头井加固采用三轴搅拌桩，盾构穿越范围的土层为坚硬粘性土，施工时严格控制水泥掺入比20%，现场取水泥浆养护28d进行抽气饱和，测试M1=IOOg,M2=78. Qgja=M2ZM1=O. 789。28d后三轴搅拌桩取芯后饱和后的芯样质量M=805. 4g，芯样内水的质量Mw=355. 9g，芯样体积V=475. 6cm3,芯样实测密度P =1. 693g/cm3,带入公式(2)得到水泥掺入比为20. 3%，与实际的掺量非常接近。实施例2:某公路地基加固采用旋喷桩桩，其加固图层为粉质粘土，施工时严格控制水泥掺入比15%，现场取水泥浆养护90d后进行抽气饱和，测试M1=IOOg, M2=76. 9g，B=M2ZM1=O. 769。90d后三轴搅拌桩取芯后抽气饱和后的芯样质量M=813. 3g，芯样内水的质量Mw=260. 3g，芯样体积V=464. 1cm3，芯样实测密度P =1. 753g/cm3，带入公式(2)得到水泥浆掺入比14. 1%，与实际的掺量接近。
权利要求
1.一种水泥土水泥含量的快速简易检测方法，其特征在于，包括如下步骤 步骤一，施工时称取IOOg现场所用的水泥浆，根据其水灰比测算其中水泥的质量M1并密封； 步骤二，当达到规定龄期后，将密封的水泥生成物进行抽气饱和，测试其体积V1，并将密封的水泥生成物取出烘干并测量其质量M2，从而得到相应龄期的水泥水化产物颗粒比重Pcp = M1/[V「(M1-M2) /Pw] (I )，水泥质量占水泥生成物比例B=M1Z^M2, P w代表水的密度； 步骤三，现场取芯且当场密封带回实验 室，进行抽气饱和后，测试饱和芯样的总质量M、总体积V、芯样密度P ;并进行土工含水率试验，测试饱和芯样中的水质量Mw ; 步骤四，饱和芯样由水泥水化产物、土颗粒和自由水三者组成，其质量和体积分别为这三种物质之和；则饱和芯样的密度和体积由下式表示 f M +PsVs+pcpVcp)P =- V F二 F+F +M In \S cp XTJLW(/^W J(2) 式中P代表饱和芯样的实测密度；MW代表芯样中水的质量；P s代表芯样中干土的密度,取2650-2700kg/m3 ；VS代表芯样中干土的体积；P cp代表芯样中水泥生成物的重度，若使用硅酸盐水泥，其龄期为28d，取2900kg/m3，否则需要实验室内测试；VepR表芯样中水泥生成物的体积、Pw代表水的密度，取1000kg/m3 ； 通过公式(2)计算得到水泥生成物的体积V。。，水泥水化产物的质量Mc5= P CPVCP,则在芯样体积内的水泥掺量Mc=Ci Mct，水泥产量除以芯样质量即得到芯样的水泥掺入比。
2.如权利要求I所述的水泥土水泥含量的快速简易检测方法，其特征在于如无施工现场水泥浆检测数据，则近似按以下方法取值P= 2900kg/m3、a=0. 787，代入式(I)中，重复所述步骤四，即得到芯样的水泥掺入比。
全文摘要
本发明公开了一种水泥土水泥含量的快速简易检测方法，包括步骤如下施工现场取所拌水泥浆带回实验室，密封并保存在土体包裹中；达到某一龄期后，对工程现场的水泥搅拌桩、高压旋喷桩等进行现场取芯样，密封带回实验室，同时对实验室保存的水泥浆样和现场取芯带回的芯样进行抽气饱和，然后测试各试样的质量、体积、密度和含水率；根据饱和水泥土由土颗粒、水泥水化产物和自由水三部分组成，再根据饱和水泥土芯样的密度公式和体积公式，可以求出水泥水化产物的质量，并推算出水泥的掺入量，从而得到水泥掺入比。该检测方法具有简单、可靠、操作性强等优点，具有广阔的应用前景。
文档编号G01N9/36GK102735575SQ20121023784
公开日2012年10月17日 申请日期2012年7月10日 优先权日2012年7月10日
发明者丰土根, 张福海, 汪海, 王慧洁, 赵赫, 赵静, 钟小春 申请人:河海大学