本期分享依据 JTG 3420-2020：WPS 函数水泥浆体性能参数详细计算指南（含多实例），所发内容“仅供参考”不要当做你的依据直接使用，参考学习，文章有错误及不正确的，请以实际规范为准
在公路工程预应力结构、灌浆加固等场景中，水泥浆体的泌水、流动度、充盈度等性能直接影响工程结构的密实性与耐久性。依据《公路工程集料试验规程》（JTG 3420 - 2020），水泥浆体性能参数计算需精准处理质量、体积、长度等试验数据，且需严格遵循规范判定标准。本文针对水泥浆体 5 项核心性能参数，从 “规范原理→WPS 函数设置→多实例验证” 展开，提供可直接套用的自动化计算方案，助力试验检测人员高效完成数据处理。
三、水泥浆体 5 项核心性能参数 WPS 详细计算（公式 + 多实例）
（一）水泥浆体钢丝间泌水试验（JTG 3420-2020 T0521 方法）
1. 规范计算原理深度解析
•钢丝间泌水率（B₁）：反映水泥浆体在钢丝间隙中的保水能力，公式B₁ = (m₁ - m₂) / m × 100% 中，m₁为泌水后容器 + 浆体 + 钢丝总质量（g），m₂为烘干后容器 + 硬化浆体 + 钢丝总质量（g），m 为试验用水泥浆体总质量（g）；规范要求：预应力孔道灌浆用水泥浆体，钢丝间泌水率≤0.3%。
•试验关键要求：钢丝束需模拟实际工程布置（直径 5mm 钢丝，间距 5mm），浆体浇筑后静置 24h 再进行泌水测量，烘干温度控制在 105±5℃至恒重（恒重标准：两次称量差值≤0.01g）。
2. WPS 函数公式完整设置（A7:H30 区域）
单元格
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内容（公式 / 输入值）
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说明（含公式推导逻辑）
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B8
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钢丝直径（mm）：5
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规范推荐值，模拟实际工程钢丝规格
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B9
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钢丝间距（mm）：5
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规范要求间距，确保试验条件与实际一致
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B10
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烘干温度（℃）：105
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恒重烘干温度，保证泌水质量测量准确
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B11
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静置时间（h）：24
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规范要求静置时间，让泌水充分析出
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C13
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容器质量 m₀（g）：（手动输入，如 200.50）
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空容器质量，保留 2 位小数（感量 0.01g 天平）
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C14
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容器 + 钢丝质量 m₀₊ₛ（g）：（手动输入，如 250.80）
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容器与钢丝束总质量，保留 2 位小数
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C15
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水泥浆体总质量 m（g）：（手动输入，如 300.00）
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试验用浆体总质量，保留 2 位小数
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C17
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泌水后容器 + 浆体 + 钢丝质量 m₁（g）：（手动输入，如 550.20）
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静置 24h 后总质量，保留 2 位小数
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C18
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烘干后容器 + 硬化浆体 + 钢丝质量 m₂（g）：（手动输入，如 549.30）
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105℃烘干至恒重后总质量，保留 2 位小数
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C20
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泌水质量Δm（g）：=ROUND (C17 - C18,2)
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泌水质量 = 泌水后总质量 - 烘干后总质量，保留 2 位小数，公式逻辑：排除浆体硬化质量变化，仅反映泌水损失
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C22
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钢丝间泌水率 B₁（%）：=ROUND (C20/C15*100,3)
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按规范公式计算，保留 3 位小数（符合≤0.3% 的精度要求），公式逻辑：泌水质量占浆体总质量百分比
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C24
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规范限值（%）：0.3
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预应力孔道灌浆用浆体限值，手动录入
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C26
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判定结果：=IF (C22<=C24,"合格（保水能力达标）","不合格（泌水超标，需调整配比）")
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自动比对泌水率与规范限值
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3. 多场景实例验证（覆盖不同工程需求）
实例类型
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工程场景
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试验数据（g）
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泌水率计算（%）
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结果判定
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预应力孔道灌浆浆体
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桥梁预应力结构
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m=300.00，m₁=550.20，m₂=549.30
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(550.20-549.30)/300.00×100=0.300
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合格（0.300≤0.3）
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普通加固灌浆浆体
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路面裂缝加固
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m=250.00，m₁=480.50，m₂=479.80
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(480.50-479.80)/250.00×100=0.280
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合格（0.280≤0.3）
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不合格浆体（未掺保水剂）
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预应力孔道灌浆
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m=300.00，m₁=551.00，m₂=549.80
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(551.00-549.80)/300.00×100=0.400
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不合格（0.400>0.3）
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（二）水泥浆体流动度（JTG 3420-2020 T0522 方法）
1. 规范计算原理深度解析
•水泥浆体流动度（T）：衡量浆体流动性的关键指标，采用“截锥圆模流动法”，公式T = (t₁ + t₂) / 2 中，t₁、t₂为浆体从截锥圆模流出至停止流动的时间（s，精度 0.1s），取两次平行试验平均值；规范要求：预应力孔道灌浆用浆体流动度≤30s，普通灌浆浆体≤40s。
•试验关键要求：截锥圆模尺寸固定（上口直径 36mm、下口直径 60mm、高度 60mm），试验前需将模子与玻璃板润湿，浆体浇筑后需轻轻敲击模子 5 次，确保浆体密实无气泡。
2. WPS 函数公式完整设置（A32:F45 区域）
单元格
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内容（公式 / 输入值）
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说明（含公式推导逻辑）
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B33
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截锥圆模上口直径（mm）：36
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规范固定尺寸，确保试验器具符合要求
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B34
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截锥圆模下口直径（mm）：60
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规范固定尺寸
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B35
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截锥圆模高度（mm）：60
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规范固定尺寸
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B36
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敲击次数（次）：5
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规范要求敲击次数，排除浆体气泡
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C38
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第 1 次流动时间 t₁（s）：（手动输入，如 25.5）
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浆体流出时间，保留 1 位小数（秒表精度 0.1s）
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C39
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第 2 次流动时间 t₂（s）：（手动输入，如 26.0）
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平行试验时间，保留 1 位小数
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C41
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流动度平均值 T（s）：=ROUND ((C38 + C39)/2,1)
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取两次平行试验平均，保留 1 位小数，公式逻辑：直接平均，确保数据代表性
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C43
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工程场景选择：（手动选择，预应力孔道 / 普通灌浆）
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下拉菜单设置，用于自动匹配规范限值
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C45
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规范限值（s）：=IF (C43="预应力孔道",30,40)
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按工程场景自动匹配限值
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C47
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判定结果：=IF (C41<=C45,"合格（流动性达标）","不合格（流动过慢，需调整水灰比）")
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自动比对流动度与限值
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3. 多场景实例验证（覆盖不同工程场景）
实例类型
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工程场景
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试验数据（s）
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流动度计算（s）
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结果判定
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预应力孔道灌浆浆体
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桥梁预应力结构
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t₁=25.5，t₂=26.0
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(25.5+26.0)/2=25.75→25.8
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合格（25.8≤30）
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普通加固灌浆浆体
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路面裂缝加固
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t₁=35.0，t₂=36.5
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(35.0+36.5)/2=35.75→35.8
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合格（35.8≤40）
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高水灰比浆体
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普通灌浆
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t₁=42.0，t₂=43.5
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(42.0+43.5)/2=42.75→42.8
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不合格（42.8>40）
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（三）水泥浆体自由泌水和自由膨胀率（JTG 3420-2020 T0523 方法）
1. 规范计算原理深度解析
•自由泌水率（B₂）：反映浆体在无约束状态下的保水能力，公式B₂ = (V₁ - V₂) / V × 100% 中，V₁为泌水后总泌水体积（mL），V₂为浆体收缩体积（mL，通过量筒刻度变化修正），V 为试验用浆体体积（mL）；规范要求：预应力孔道灌浆用浆体自由泌水率≤0.1%（1d）、≤0.2%（24d）。
•自由膨胀率（ε）：反映浆体无约束状态下的体积变化，公式ε = (h₂ - h₁) / h₁ × 100% 中，h₁为浆体初始高度（mm），h₂为某龄期（1d、24d）浆体高度（mm）；规范要求：预应力孔道灌浆用浆体自由膨胀率 1d≤2%、24d≤3%。
2. WPS 函数公式完整设置（A47:H65 区域）
单元格
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内容（公式 / 输入值）
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说明（含公式推导逻辑）
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B48
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试验量筒体积（mL）：500
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规范推荐量筒规格，确保体积测量精度
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B49
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初始高度测量龄期（h）：1
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浆体浇筑后 1h 测量初始高度 h₁
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C51
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浆体体积 V（mL）：（手动输入，如 300.0）
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试验用浆体体积，保留 1 位小数（量筒精度 1mL）
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C52
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1d 泌水体积 V₁₋₁d（mL）：（手动输入，如 0.5）
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1d 后泌水总体积，保留 1 位小数
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C53
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1d 收缩体积 V₂₋₁d（mL）：（手动输入，如 0.1）
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1d 后浆体收缩体积（量筒刻度修正），保留 1 位小数
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C55
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1d 自由泌水率 B₂₋₁d（%）：=ROUND ((C52 - C53)/C51*100,3)
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按规范公式计算，保留 3 位小数，公式逻辑：泌水体积需扣除收缩体积，避免误算
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C56
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24d 泌水体积 V₁₋₂₄d（mL）：（手动输入，如 0.8）
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24d 后泌水总体积，保留 1 位小数
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C57
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24d 收缩体积 V₂₋₂₄d（mL）：（手动输入，如 0.2）
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24d 后浆体收缩体积，保留 1 位小数
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C59
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24d 自由泌水率 B₂₋₂₄d（%）：=ROUND ((C56 - C57)/C51*100,3)
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同 1d 计算逻辑，保留 3 位小数
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D51
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初始高度 h₁（mm）：（手动输入，如 100.0）
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1h 后浆体高度，保留 1 位小数（卡尺精度 0.1mm）
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D52
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1d 高度 h₂₋₁d（mm）：（手动输入，如 101.5）
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1d 后浆体高度，保留 1 位小数
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D54
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1d 自由膨胀率 ε₋₁d（%）：=ROUND ((D52 - D51)/D51*100,2)
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按规范公式计算，保留 2 位小数，公式逻辑：高度变化占初始高度百分比
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D55
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24d 高度 h₂₋₂₄d（mm）：（手动输入，如 102.8）
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24d 后浆体高度，保留 1 位小数
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D57
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24d 自由膨胀率 ε₋₂₄d（%）：=ROUND ((D55 - D51)/D51*100,2)
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同 1d 计算逻辑，保留 2 位小数
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C60
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1d 泌水率限值（%）：0.1
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规范要求值，手动录入
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C61
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24d 泌水率限值（%）：0.2
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规范要求值，手动录入
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D60
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1d 膨胀率限值（%）：2
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规范要求值，手动录入
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D61
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24d 膨胀率限值（%）：3
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规范要求值，手动录入
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C63
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泌水率判定：=IF (AND (C55<=C60,C59<=C61),"合格","不合格")
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同时满足 1d、24d 限值才判定合格
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D63
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膨胀率判定：=IF (AND (D54<=D60,D57<=D61),"合格","不合格")
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同时满足 1d、24d 限值才判定合格
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3. 多场景实例验证（覆盖不同龄期）
实例类型
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工程场景
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1d 试验数据（V=300mL，h₁=100mm）
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24d 试验数据
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1d 泌水率（%）
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24d 泌水率（%）
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1d 膨胀率（%）
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24d 膨胀率（%）
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结果判定
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预应力孔道灌浆浆体
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桥梁预应力结构
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V₁=0.5，V₂=0.1；h₂=101.5
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V₁=0.8，V₂=0.2；h₂=102.8
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0.133
|
0.200
|
1.50
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2.80
|
泌水率合格、
|
水泥混凝土初终凝结时间自动计算绘制
