新拌混凝土配合比快速分析方法综述

付 镜，刘家彬，秦鸿根，庞超明

(1.东南大学土木工程学院，南京 211189；2.东南大学材料科学与工程学院，江苏省土木工程材料重点实验室，南京 211189)

0 引 言

混凝土是由水泥、掺合料、粗细集料、水和外加剂等按一定比例混合均匀、密实成型硬化后制成的一种人造石材，其宏观性能是由原材料组成、配合比和内部结构决定的。由于施工单位往往在生产水平、设备条件和质量控制等方面存在问题，混凝土的生产配合比与实验室配合比会产生或大或小的偏差，常常存在水胶比过大、水泥用量不准和砂率不合理等问题，这会直接降低混凝土结构的质量，从而产生大量的额外成本。而在商品混凝土生产中由配料错误或称量的偏差引起的混凝土配合比参数的波动也会导致混凝土工作性和强度的不合格以及耐久性的降低。因此，对商品混凝土的使用和生产企业来说，新拌混凝土配合比的快速分析对事前或事中控制混凝土质量是十分必要的。

近年来，商品混凝土和预拌砂浆有了很大的发展，但在混凝土配合比及原材料的质量控制方面明显存在不足，一方面是企业负责人对质量控制的不够重视，另一方面是尚无完善成熟的新拌混凝土配合比的快速测定分析方法，且砂石集料的资源紧缺和质量降低、矿物掺合料的品种繁多使已有的配合比分析试验方法难以满足合理、准确和快速的分析要求。《普通混凝土拌合物性能试验方法标准》(GB/T 50080—2002)[1]中基于浮力原理，采用水洗-筛分-排水法来进行配合比分析，方法概要为：首先在5 mm方孔筛上水洗筛分出新拌混凝土试样中的粗集料，并测出其饱和面干质量mg，再用排水法分别测出砂浆在水中的质量mm和0.16 mm方孔筛上的细集料在水中的质量ms，则水泥在水中的质量为mm-ms，将各组分在水中的质量转化为在空气中的质量，最后通过混凝土在空气中的总质量m减去各组分质量得到水的质量mw。该分析试验耗时较长，且水泥和水的质量都是变量相减得到的，因此受测定误差传递的影响较大，总体准确性不高，不适用于现在的商品混凝土[2]，所以在《普通混凝土拌合物性能试验方法标准》(GB/T 50080—2016)[3]中删除了这一方法。为此，本文综述和分析了国内外新拌混凝土配合比的各种测定方法，希望能为形成一套在搅拌站或施工现场实验室快速测定新拌混凝土配合比的方法提供指导。

1 粗细集料用量的测定

粗细集料用量直接影响到配合比三大参数中的砂率。在混凝土拌合物的配合比分析中，一般利用粒径差异通过物理分离来确定混凝土中粗细集料与胶凝材料的含量，在4.75 mm筛上的属于粗集料，在0.15～4.75 mm的属于细集料。不同研究者对筛分后的粗细集料有不同的称量方式，部分研究者采用饱和面干或干燥后质量，如Williams[4]通过回收经过筛分饱和面干状态的集料以确定其含量，而我国的规范中基本以干燥状态下的集料质量为准。《普通混凝土拌合物性能试验方法标准》(GB/T 50080—2002)[1]和Dunagan法[5]都采用在水中称量的方式，先分别测定新拌混凝土在空气中和在水中的质量，然后测定粒径大于4.75 mm的粗集料和粒径在0.15～4.75 mm的细集料在水中的质量，并利用集料中小于0.15 mm的颗粒含量对结果进行修正，最后将粗细集料在水中的质量转化为在空气中的质量。该方法能够避免对集料进行干燥后称量这一耗时且费力的步骤，其准确性的关键在于预先精确地测定集料在饱和面干状态下的表观密度。此外，这两种方法测出的集料质量均为饱和面干状态下的集料质量。武继虎等[6]基于Dunagan法的原理发明了新拌混凝土智能测定仪，能够实现混凝土拌合物中粗细集料的快速测定，但未考虑粗细集料中小于0.15 mm的颗粒对试验结果的影响，因此测定结果会存在一定偏差。

2 胶凝材料用量及水胶比的测定

混凝土的强度主要取决于其内部起胶结作用的水泥石[7]，而水泥石的质量主要由水胶比、胶凝材料总量以及胶凝材料中水泥的质量比决定。因此，准确测定新拌混凝土的胶凝材料用量和水胶比非常重要。国标规定通用硅酸盐水泥的0.08 mm方孔筛筛余不得大于10%[8]，一般在5%以下，因此理论上应使用0.08 mm方孔筛分离集料和胶凝材料，但考虑到使用0.08 mm方孔筛进行筛分在操作上较为困难，大部分方法选择采用0.15 mm方孔筛，并预先确定集料中小于0.15 mm的颗粒含量以修正胶凝材料的用量。此外，还应充分考虑到集料中与水泥颗粒大小接近的细粉的含量，通常可以利用砂、石含泥量对测定结果进行修正。

2.1 水泥或胶凝材料总量的测定

Dunagan法[5]中水泥或胶凝材料在水中的质量即新拌混凝土在水中的质量减去0.15 mm以上的集料在水中的质量，然后将水泥在水中的质量转化在空气中的质量。该方法和国标中的方法类似，用于确定粗细集料的质量是合适的，但在确定水泥和水的质量时，变量的误差传递导致精度不高，且非常依赖集料饱和面干表观密度的准确性，理想情况下应由自动化的测定仪器测出，但在现行规范[9-10]下仍是通过人工试验测出的，因此该方法存在的误差不稳定，难以修正。

Willis和Hime[11]利用砂与水泥密度的不同将它们分离，砂的表观密度通常在2 600～2 650 kg/m3，而水泥的密度通常为3 000～3 150 kg/m3。先使用0.6 mm方孔筛将新拌混凝土中的粗集料筛去，得到细砂与水泥的干燥混合物。然后将混合物置于密度为2 967 kg/m3的四溴乙炔重质液体中离心，离心后细砂能够浮在四溴乙炔之上，而密度较大的水泥位于四溴乙炔下方，通过读出水泥的体积就可以计算出水泥的质量。该方法能够将细砂和水泥分离得较为彻底，从而避免了传统筛分方法的缺陷。但是，四溴乙炔是一种对人体有害的物质，不适合大量使用，且矿渣粉的密度在2 800～2 850 kg/m3，而粉煤灰的密度在2 000～2 500 kg/m3，该方法对于掺入粉煤灰和矿渣粉的水泥适用性较差。密度法[12]则直接测得细砂和水泥的干燥混合物的密度，结合预先测得的砂和水泥的密度，可计算出砂和水泥的含量。但该方法对各种原材料均匀性和密度结果准确性要求较高，随着掺合料的加入，密度测定就变得更复杂。

Woodstrom和Neal[13]提出了恒定中和法，该方法假定新拌混凝土在水化过程中释放的OH-的浓度与混凝土中水泥的含量成正比。利用盐酸滴定法确定OH-的浓度，再与预先建立的OH-浓度和水泥含量关系曲线相对比，便能得出水泥的含量。该方法为了让水泥充分释放OH-，要求滴定时间长达60 min，且每隔1分钟滴定一次，这对操作的要求较高，且需要预先建立标定曲线。随着掺合料的使用，OH-形成的速率变得不可控制，且新拌混凝土中OH-的释放速率与水泥自身的性能、水胶比也有关系，难以确保所有水泥完全水化释放出OH-。

20世纪70年代，英国水泥和混凝土协会提出了絮凝法[14]，并开发了一种快速分析水泥含量的全自动化装置(rapid analysis machine, RAM)。该方法首先将新拌混凝土放入柱状淘洗桶中淘洗，再把10%(体积分数)的水泥-水悬浮液过0.15 mm方孔筛，然后利用絮凝剂吸附悬浮液中的水泥颗粒，使细颗粒形成较大的絮团并下沉至定容容器中，最后根据预先建立的定容容器质量与水泥质量的标定曲线来确定水泥的含量。当混凝土的集料和设计配合比发生改变时，必须重新建立泥砂修正曲线。引气剂会影响絮凝剂的作用，因此当新拌混凝土中含有引气剂时，需在测定前向混凝土样品中加入少量磷酸三丁酯(消泡剂)，以减少样品中空气对絮凝剂作用的影响。RAM能够在15 min内测定水泥的含量，且结果准确性和重复性好。有研究[15]表明，当水泥含量增大时，测量误差也随之增大，但总体能够控制在10%以内。现在常用的无机絮凝剂包括氢氧化钙、氯化铁等，可用于废弃泥浆的处理[16]，有机絮凝剂主要是聚丙烯酰胺(PAM)，该产品已广泛应用于污水处理，且在废弃泥浆处理上比无机絮凝剂更加高效[17]，但尚未见到将PAM应用于絮凝水泥的相关研究。

基于骨料与水泥的表面特性不同，Nägele和Hilsdorf[18]提出了浮选法，利用十二烷基磺酸(DSS)作为集聚剂，使水泥疏水而附着在气泡上并漂浮在水泥-水悬浮液的表面，利用庚醇作为发泡剂，使气泡和水泥的悬浮达到稳定，当悬浮液中存在几种不同表面性质的矿物时，还添加了氢氧化钠作为“调节剂”，从而达到分离水泥的效果，整个过程耗时约20 min。该方法的测定结果基本不受温度、水泥掺量、水泥类型和外加剂的影响，但其中钙质集料、矿物掺合料、高炉和冶金渣也会漂浮，从而造成水泥含量的高估，此外，在第1分钟内水泥水化反应剧烈，会干扰集聚剂的吸附。

化学滴定法[19]基于Cl-守恒原理和Ca2+浓度与水泥含量的关系分别测定新拌混凝土中水和水泥的含量。首先，向水泥-水悬浮液中加入稀硝酸，使水泥中的钙全部溶解，与预先建立的Ca2+浓度与水泥含量的标定曲线比对，以此确定水泥的含量。向另一份新拌混凝土样品中加入已知体积和浓度的NaCl溶液，基于Cl-守恒原理，根据Cl-在混合溶液中浓度计算出水的体积，当样品中含有其他含氯化合物时，需先测定样品中Cl-含量，试验表明，由于部分水被集料所吸收，该方法测出的水含量更接近自由水的含量，而非用水量。基于上述原理发明的混凝土质量监测仪(concrete quality monitor, CQM)在美国得到了广泛的应用。Howdyshell[20]的试验结果表明，使用CQM测定水泥的标准偏差约为5%，而水的标准偏差略高，对水胶比的整体测算误差在10%以内。但是任何影响混凝土中钙含量的因素都会影响钙含量的准确测定，当掺入粉煤灰时，水泥含量的测定结果十分不稳定，且有较大的偏差，需要重新建立修正曲线。

Troxler电子实验室[21]基于核子法推出了水-水泥测量仪(Troxler4430)。以锎-252作为中子源向试样发射的中子可以被氢原子加热，由于混凝土中存在的大部分氢都在水中，因此可以通过探测热中子的数量来反映水的数量。以镅-241作为光子源发射的光子能够被原子序数大于14的元素(在水泥中主要是钙)吸收，而钙含量与水泥含量直接相关，因而能够测定水泥含量。但是，同化学滴定法一样，该方法依赖钙元素含量与水泥含量相关性，因此，当胶凝材料化学成分改变时，标定曲线必须重新建立。而且，胶凝材料中铁元素的原子序数同样大于14，可能会对测定结果造成影响。

上述水泥或胶凝材料总量测定方法的原理及特点总结如表1所示。

表1 水泥或胶凝材料总量的测定方法Table 1 Test methods for mass of cement or cementitious materials

2.2 掺合料用量的测定

近年来，掺合料已经成为混凝土中最常用的胶凝材料组分之一，它能够替代部分水泥，用于提高经济性，改善新拌混凝土的工作性，提高硬化混凝土长期力学性能和耐久性。用量最大的掺合料是粉煤灰和矿渣粉，由于它们的粒径大小与水泥十分相近，通过物理筛分方式很难准确测定出新拌混凝土中的掺合料含量，因此，学者们大多根据掺合料自身特有的化学成分或物理性质来测定掺合料含量，这些方法多数存在于水泥中掺合料含量的测定方法中，几乎没有直接应用于新拌混凝土。

目前测定水泥中掺合料含量的主流方法为选择性溶解法。该方法的原理是利用某种溶液使三种主要胶凝材料(水泥、矿渣粉、粉煤灰)中的一种或两种不溶解，而其他组分基本溶解，从而进行定量测定。《水泥组分的定量测定》(GB/T 12960—2007)[22]中使用盐酸溶液和pH值为11.60的乙二胺四乙酸(EDTA)标准溶液确定含有矿渣粉和粉煤灰的水泥试样中各种掺合料的含量，粉煤灰在前者中几乎不溶解，而粉煤灰和矿渣粉在后者中几乎不溶解。刘书艳[23]将规范中的方法应用于新拌混凝土中掺合料含量的定量测定，并用集料含泥量和粉煤灰0.08 mm方孔筛筛余量对计算公式加以修正，发现新拌混凝土中掺合料含量的测定值和实际值呈良好的线性关系，但矿渣粉含量的测定是在粉煤灰含量测定结果的基础上获得的，因此测定值与实际值的偏差会由于累计而增大。她指出，水泥在前几分钟的水化产物量较少，对掺合料的测定结果几乎没有影响，此外，也可采用无水乙醇终止水化或利用修正系数来减小误差，而Clear[24]认为可以现场取样后将试样冷藏以消除水化反应的影响。《水泥组分的定量测定》(GB/T 12960—2019)[25]中改用硝酸溶液并修改了计算公式，减小了粉煤灰含量的测定对矿渣粉含量测定结果的影响。此外，该规范还提供了硫化物测定法来测定矿渣粉的含量，但矿渣粉中硫元素的含量并不稳定，因此该方法的准确性不如选择性溶解法。

闫敏等[26]用EDTA标准溶液滴定单掺粉煤灰的新拌混凝土过筛砂浆中的Ca2+含量，得出了Ca2+含量y与粉煤灰掺量x的线性关系：

y=-0.619 8x+49.402(R2=0.986)

(1)

该方法对试验设备要求少，只需20～30 min，但当水泥和粉煤灰类型改变时，必须重新建立标定曲线，且只适用于单掺粉煤灰的情况。

唐洪静等[27]利用X射线荧光光谱法对P·O水泥中CaO含量进行测定，并与标定曲线比对来确定粉煤灰的含量，通过分析该方法误差在1%以内。该方法需要提前获知水泥和粉煤灰中CaO的含量以建立标定曲线，且无法应对复掺胶凝材料中掺合料的测定。

杨再富等[28]和李双欣[29]利用水泥和粉煤灰的密度差异，在已知两者密度且测得干燥的胶凝材料混合物密度的情况下经过简单计算即可测出粉煤灰的含量，该方法的耗时约24 h，且误差在10%左右。该方法的测定时间主要花在了利用烘箱烘干胶凝材料上，如果采用更快的烘干工具，如微波炉等，能够大大缩短测定时间。相较于选择性溶解法，密度法操作更简单，但只能用于单掺粉煤灰或矿渣粉的情况。

矿物掺合料的用量会影响新拌混凝土孔隙溶液的离子浓度和连通性，从而引起通过新拌混凝土的电磁波衰减程度变化[30]。基于此原理，陈伟等[31]提出了测定掺合料含量的电磁波振幅法，发现新拌混凝土的电磁波振幅与某种掺合料的含量呈线性关系，且与含水量和减水剂无关。线性关系如下：

矿渣粉掺量x与电磁波振幅y：

y=15 067+249.73x(R2=0.978 1)

(2)

粉煤灰掺量x与电磁波振幅y：

y=13 730+217.95x(R2=0.978 5)

(3)

对于电磁波振幅法，双掺或多掺时掺量与电磁波振幅的关系还有待进一步研究。

任海波[32]根据测试时间t的不同，建立了新拌混凝土电阻率y与水泥用量x1、粉煤灰用量x2、矿渣粉用量x3和水胶比x4的多元线性方程。

t=10 min时：

y=7.895 93-0.007 33x1+1.306 52x2+2.628 20x3-5.136 11x4(R2=0.792)

(4)

t=20 min时：

y=7.535 22-0.006 97x1+1.307 92x2+2.585 52x3-4.733 89x4(R2=0.791)

(5)

可以看出，该方法对测定时间很敏感，也会受到水泥和掺合料类型的影响。此外，有文献表明，温度[33-34]和湿度[34]都对新拌混凝土的电阻率有着较大的影响。最后，由于仅有一个多元线性方程，该方法只能用于校验矿物掺合料的用量，而不能用于直接测定。

上述掺合料用量测定方法的原理及特点总结如表2所示。

表2 掺合料用量的测定方法Table 2 Test methods for mass of admixtures

2.3 用水量或水胶比的测定

在胶凝材料一致的情况下，水胶比决定了硬化混凝土的强度，通常来说，水胶比越大，用水量越多，混凝土强度越低。用水量的测定除了前述的化学滴定法、核子法外，还可以使用微波法、介电常数法等，而水胶比的测定则可以使用电阻率法、Kansas水胶比仪、新拌混凝土测定仪(fresh concrete tester, FCT)和W-Checker新拌混凝土水胶比测定仪等。

微波法利用微波加热新拌混凝土从而快速蒸发其中的水分，避免由测定时间长、水泥水化造成的测定误差。Naik等[35]利用微波炉测定了砂石骨料和新拌混凝土的含水量，但发现在微波加热过程中，集料可能会发生爆裂，使测出来的含水量偏高。张景琦等[36]指出，水泥中的石膏含有约占水泥总质量1%的结晶水，可能会给结果带来一定的误差。美国标准ASSHTO T 318-15(2019)[37]对用微波炉测定新拌混凝土含水量的操作规程做了详细规定：将1 500 g新拌混凝土用玻璃纤维布包裹后在900 W的微波下加热5、5、2 min后称量，以此测定含水量，该方法的标准差为4.9 kg/m3。

相对介电常数能够反映介质在电场作用下存储电荷的能力，水的相对介电常数在80左右，而集料、胶凝材料的相对介电常数在3～8，因此新拌混凝土的相对介电常数主要由含水量决定。Bhargava等[38]发现新拌混凝土含水量与相对介电常数呈良好的线性关系，陈伟等[31]发现该线性关系几乎不受水泥类型和矿物掺合料含量的影响，并在考虑温度、含气量的影响后建立了新拌混凝土中体积含水量V的计算公式[39]。

(6)

(7)

式中：V1代表含气量；ε代表相对介电常数；b代表介电常数经验修正系数，取4.73；T代表温度；αε代表水的介电常数随温度变化系数(-0.290 ℃-1)。试验表明，该计算模型对于砂浆和新拌混凝土的含水量测定都有较好的精度[39]。

弓国军等[40]在总结前人的研究后发现，新拌混凝土的电阻率与其水胶比的关系较为复杂：含水量较低时，电阻量随水胶比增大而增大；含水量较高时，电阻率随水胶比增大而减小。Mancio等[41]建立了电阻率与水胶比的一元二次关系式：

不掺粉煤灰：

y=-16.232x2+22.019x-2.076 3(R2=1)

(8)

掺25%(质量分数)粉煤灰：

y=17.021x2+25.3x-1.901 6(R2=0.999 7)

(9)

式中：y代表新拌混凝土的电阻率；x代表水胶比。该方法能够快速确定水胶比，且误差在1%以内。然而，电阻率极大地受到水泥类型[42]和矿物掺合料含量[43]的影响，因此，当原材料发生改变时，标定曲线需要重新建立，需要进行大量的准备试验。此外，Obla等[44]的试验表明，电阻率用于估计含水量更为合适，误差约为7.4 kg/m3，但和其他方法相比准确度还是偏低。

美国堪萨斯州交通部在Bavelja压筛法[45]研究的基础上开发了Kansas水胶比仪。该装置通过压筛将水泥浆与集料分离，使用浊度计测定水泥浆的浊度，并与预先建立的浊度与水胶比关系的标定曲线相比对，以测定新拌混凝土的水胶比，该装置在实验室中的测定误差不超过1%[46]。然而，Fox等[47]在调查报告中指出，上述结论来源于实验设计中的变量混淆，试验表明该装置更适用于水泥含量的测定而非水胶比的测定，因为该装置对于水含量的变化并不敏感。此外，矿物掺合料对浊度的影响还有待研究。

英国Colebrand公司基于混凝土稠度和水胶比相关的原理开发了FCT[48]。该装置通过测定探头在新拌混凝土中旋转时受到的扭矩得到FCTM(10个点扭矩的平均值)，而仪器内置了由厂家经过上千次试验确定的两套曲线图，反映了FCTM、坍落度与水胶比的对应关系，水胶比和28 d抗压强度之间的关系。结合实验室和现场测试数据便可以确定标定号，从而确定水胶比，无须重新建立标定曲线。当矿物掺合料替代部分水泥时也有较好的精度，测定偏差在7%以内[49]。

日本圆井株式会社基于体积平衡原则和体积密度测定法开发了W-Checker新拌混凝土水胶比测定仪[50]，测定方法基于式(10)、(11)。

体积平衡公式：

(10)

体积密度公式：

(11)

式中：Vg代表容量筒的体积；α代表混凝土的含气量；MG、MS、MC、MW分别代表粗集料、细集料、胶凝材料和水的质量；ρG、ρS、ρC、ρW分别代表粗集料、细集料、胶凝材料和水的密度；ρ0代表新拌混凝土的表观密度。在式(10)、(11)中，粗细集料的质量MG和MS是容易测得的，因此，只需在现场再测定含气量α和新拌混凝土表观密度ρ0，便能很容易得到胶凝材料和水的质量。周紫晨等[50]的试验表明，该仪器的单位用水量测定误差范围为-1.8%～2.1%，单位水泥用量测定误差范围为-0.3%～0.7%。该仪器的优点在于测定结果不会因原材料的变化而需要调整，适用于复掺粉煤灰和矿渣粉的高性能混凝土，但也要考虑集料，尤其是细集料的质量损失对测定结果的影响。该装置已成功应用于港珠澳大桥工程现场新拌混凝土水胶比的监控[51]。

上述用水量或水胶比测定方法的原理及特点总结如表3所示。

表3 用水量或水胶比的测定方法Table 3 Test methods for mass of water or water-binder ratio

综上所述，微波法是一种效率极高的用水量测定方法，已通过美国标准认证。而介电常数法、电阻率法、Kansas水胶比仪、FCT都属于利用混凝土拌合物的物理性质间接反映其水胶比的方法，但这些物理性质会随着原材料，特别是胶凝材料的改变而改变，并且水化反应也可能对测定的结果造成一定的影响。W-Checker新拌混凝土水胶比测定仪的测定结果相对稳定，因为它是一种直接测定含量的方法，并且已在工程实践上得到应用。

3 配合比快速分析方法的讨论

准确而快速地测定新拌混凝土各组成材料的含量，通过验证其配合比来进行混凝土质量的事前或事中控制是十分必要的。经过以上的综述和分析，提出以下几点讨论：

1)新拌混凝土配合比分析方法应当以准确、快速、简单和适用为原则，需要能够在普通的搅拌站或施工现场实验室进行且精度需满足质量控制要求，从取样到测试必须在水泥水化的诱导期内完成，应控制在3 h以内。

2)新拌混凝土中集料含量测定的精度要求相对较低，采用排水法[1]、Dunagan法[5]已能够满足要求。这两种方法获得的是集料在饱和面干状态的质量，如果要获得干燥状态下的质量，需要进行烘干后称重。部分方法对粗细集料中较大或较小的颗粒进行修正，以此确定与设计计算的配合比经过修正后的真实误差，从而判断测量方法的准确度，确认方法的误差大小和适应性，这从了解方法自身的精度出发，是合理的。但若从评判实际混凝土中的实际粗细集料用量而言，粒径大于4.75 mm的颗粒就可认为是粗集料，而粒径小于等于4.75 mm的颗粒是细集料和胶凝材料，其中粒径大于0.08 mm的胶凝材料由于活性很低，只起填料作用，也应作为细集料考虑。若使用0.15 mm作为细集料与胶凝材料的分界线，会高估实际起到作用的胶凝材料含量，因此，尽管在实践上存在难度，仍应尝试使用0.08 mm方孔筛作为细集料与胶凝材料的分界线。粗细骨料含量测量的误差主要源于筛分不够充分或胶凝材料附着在骨料上，结果偏高，但总体上误差不大。

3)胶凝材料用量的测定方法非常多，比较典型的有恒定中和法、Dunagan法、Willis-Hime法、密度法、浮选法、化学滴定法、核子法等，其中Dunagan法、Willis-Hime法、密度法、浮选法都是直接测定水泥的质量，而其他方法则需要建立标定曲线来确定水泥的含量。这些方法最初多用于分析不含矿物掺合料的传统混凝土，因此大多数方法的测定误差会受到水泥品种和矿物掺合料加入的影响，存在操作难度高或适用性不强的问题。基于絮凝法发明的RAM速度快,精度高，受水泥品种和掺合料用量等影响较小，能够实现测定自动化，且仅需15 min，标定曲线与泥砂含量修正曲线也很容易通过预试验获得，是一种较为理想的测定方法。此外，由于集料含量的测定相对准确，如能准确测定水用量，采用减量法，即采用新拌混凝土总重减去集料总重和用水量的方法计算出胶凝材料的含量，也能较准确地确定胶凝材料的总量。采用筛分法确定骨料含量时集料中的泥、泥块易被判断为胶凝材料，从而高估胶凝材料的总量，因此，含泥量的修正是必要的。

4)选择溶解法在先前的研究中主要针对含有矿物掺合料的胶凝材料而非新拌混凝土，却是唯一适用于双掺粉煤灰和矿渣粉情况的方法。由于水泥在前几分钟的水化产物量较少，对掺合料的测定结果几乎没有影响。选择性溶解法的标准试验采用滴定法进行化学分析，操作比较复杂，需要较长的试验时间，因此需要通过改进或简化试验过程来提高其在工程应用上的可能性。可考虑在选择性溶解法的理论基础上，采用溶解减量法进行试验优化，将分离出的胶凝材料分为两份:一份加入稀硝酸溶解水泥，得到水泥的质量；另一份加入pH值为11.60的EDTA溶液，同时溶解水泥和矿渣粉，得到粉煤灰质量，即可得出水泥和各掺合料的含量。而X射线荧光射线法、密度法、电磁波振幅法在测定时较为简便，但都只适用于单掺一种掺合料的情况。电阻率法简便且速度极快，融入了多个配合比参数，但受时间、温度、湿度等参数的影响较大，且只能用于校验。

5)微波法是一种简单且快速的测试方法，可以测定出拌合物中的总用水量，虽然水泥的水化会使微波法测得的用水量偏低，但烘干时间短，所以影响很小。为防止集料在加热过程中爆裂，可以采用美国标准[37]中的玻璃纤维布包裹。介电常数法适用性好，且测定过程简单快速，是一种值得继续深入研究的方法。

4 结 语

通过以上的综述和分析，可以形成一套完整的、适用性广的新拌混凝土配合比快速分析方法。具体为：首先取新拌混凝土样，采用微波法快速测定用水量；同时另取一份新拌混凝土样，使用4.75 mm及0.08 mm筛作为粗细集料的分级筛，采用在水中称重的方法确定粗细集料的质量；最后采用减量法确定胶凝材料总质量，若仅测定水胶比，可以采用新拌混凝土测定仪或W-Checker新拌混凝土水胶比测定仪等仪器。对于掺合料含量的测定，可以通过向分离出的水泥浆中加入絮凝剂(PAM)的方法使胶凝材料快速沉降下来后用微波烘干，得到干燥状态下的胶凝材料。在单掺情况下，密度法较为简便；而在复掺情况下，若水泥、粉煤灰和矿渣粉含量均未知，可考虑采用优化后的溶解减量法确定它们的含量，并通过快速试验或取样后低温储存减少因水化反应引起的误差。