依据 JTG 3420-2020：WPS 函数水泥胶砂类参数计算实操指南
在公路工程水泥性能检测中，水泥胶砂强度、流动度、耐磨性等参数直接决定水泥混凝土的结构承载能力、施工和易性与耐久性。依据《公路工程集料试验规程》（JTG 3420 - 2020），此类参数计算需处理多组平行试验数据、复杂强度换算及精度控制，传统手工计算易出现误差。利用 WPS 表格函数可实现 “试验数据录入→平行结果处理→自动计算→规范判定” 全流程自动化，显著提升检测效率与准确性。本文详细拆解水泥胶砂 5 项核心参数的 WPS 计算逻辑，附完整表格模板、函数公式、多组实例及规范符合性判定，助力试验检测人员高效完成数据处理。
一、JTG 3420-2020 水泥胶砂类参数计算核心原则
JTG 3420-2020 对水泥胶砂类参数计算的核心要求为：基于平行试验数据（每组不少于 3 个试件），严格套用规范公式，精准控制有效位数（强度保留 1 位小数、流动度保留整数、磨损量保留 3 位小数、干缩率保留 4 位小数），核心逻辑分类如下：
1.强度类参数（水泥胶砂强度）：计算 3 个试件抗压 / 抗折强度平均值，剔除超出平均值 ±10% 的异常值，按规范换算不同龄期强度；
2.工作性能类参数（水泥胶砂流动度）：测量 2 个垂直方向流动直径，取平均值作为流动度，判定是否符合施工要求；
3.耐久性类参数（水泥胶砂耐磨性、干缩）：耐磨性通过磨损量与荷载、时间的关系计算，干缩通过试件长度变化与初始长度的比值计算；
4.快速试验类参数（水泥胶砂快速试验）：通过快速养护龄期强度与标准养护龄期强度的换算系数，推算标准强度。
二、WPS 表格基础设置与数据规范
（一）表格结构设计
为实现“参数独立计算、数据集中溯源、结果快速核验”，表格在原有水泥参数计算表基础上新增 “胶砂类参数计算区”，整体划分 “基础信息区、新增胶砂参数计算区、结果汇总区、多场景实例区” 四大模块，结构如下（可直接复制到 WPS 表格调整）：
模块
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单元格范围
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核心内容
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基础信息区
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A1:D5
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工程名称、水泥类型（如 P.O 42.5）、胶砂配比（如 1:3:0.5）、试验日期（手动录入）
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水泥胶砂强度计算区
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A7:H30
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录入 3 个试件抗压 / 抗折荷载，自动计算强度、平均值、异常值剔除，判定是否符合规范
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水泥胶砂流动度计算区
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A32:F45
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录入 2 个方向流动直径，自动计算流动度平均值，判定工作性能
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水泥胶砂耐磨性计算区
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A47:H60
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录入试件质量损失、荷载、磨损时间，自动计算磨损量、耐磨性系数
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水泥胶砂干缩计算区
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A62:H75
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录入初始长度、不同龄期长度，自动计算干缩率、干缩值
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水泥胶砂快速试验计算区
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A77:H90
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录入快速养护龄期强度，自动计算换算系数、标准养护龄期推算强度
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结果汇总区
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A92:E105
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自动提取各胶砂参数结果，标注规范限值，直观展示符合性
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多场景实例区
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A107:J128
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补充 3 组典型水泥（P.O 42.5、P.C 32.5R、P.Ⅱ 52.5）胶砂参数计算实例
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（二）数据录入规范
1.强度数据：抗压 / 抗折荷载使用精度≤1% 的压力机，录入时保留 1 位小数（如 45.5kN、3.2kN）；
2.长度数据：流动直径用卡尺测量（精度 0.1mm），干缩长度用比长仪测量（精度 0.001mm），录入时分别保留 1 位、4 位小数；
3.质量数据：耐磨性试验质量用感量 0.001g 电子天平，录入时保留 3 位小数（如 100.500g、99.850g）；
4.时间 / 荷载数据：磨损时间保留整数（如 300s），荷载保留 1 位小数（如 20.0N）；
5.平行试验数据：每组参数需做 2 - 3 次平行试验，录入时按 “试件 1、试件 2、试件 3” 分别填写，便于自动处理异常值。
三、水泥胶砂 5 项核心参数 WPS 计算详解（公式 + 多实例）
（一）水泥胶砂强度（JTG 3420-2020 T0506 方法，抗压 / 抗折强度）
1. 规范计算原理
•抗折强度（Rf）：公式为Rf = 1.5×Ff×L / b³（三点弯曲法），其中 Ff 为抗折荷载（N），L 为支撑跨度（mm，规范取 100mm），b 为试件截面边长（mm，规范取 40mm）；
•抗压强度（Rc）：公式为Rc = Fc / A，其中 Fc 为抗压荷载（N），A 为试件受压面积（mm²，规范取 40mm×40mm=1600mm²）；
•结果处理：计算 3 个试件强度平均值，若某试件强度超出平均值 ±10%，剔除该值后取剩余值平均（若只剩 1 个值，需重新试验）；
•规范要求：P.O 42.5 水泥 3d 抗折强度≥3.5MPa、28d 抗折强度≥6.5MPa；3d 抗压强度≥17.0MPa、28d 抗压强度≥42.5MPa。
2. WPS 函数公式设置（A7:H30 区域）
单元格
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内容（公式 / 输入值）
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说明
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B8
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试验龄期（d）：（手动输入，如 3/28）
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选择 3d 或 28d 龄期，匹配规范限值
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B9
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支撑跨度 L（mm）：100
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规范固定值，无需修改
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B10
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试件边长 b（mm）：40
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规范固定值，无需修改
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B11
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受压面积 A（mm²）：=B10*B10
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自动计算，规范值 1600mm²
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C13
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抗折荷载 Ff1（kN）：（手动输入，如 3.2）
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第 1 个试件抗折荷载，保留 1 位小数
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D13
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抗折荷载 Ff2（kN）：（手动输入，如 3.5）
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第 2 个试件抗折荷载，保留 1 位小数
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E13
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抗折荷载 Ff3（kN）：（手动输入，如 3.3）
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第 3 个试件抗折荷载，保留 1 位小数
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C15
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抗折强度 Rf1（MPa）：=ROUND (1.5C131000*B9/(B10^3),1)
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转换 Ff 为 N（×1000），保留 1 位小数
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D15
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抗折强度 Rf2（MPa）：=ROUND (1.5D131000*B9/(B10^3),1)
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同 C15 逻辑
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E15
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抗折强度 Rf3（MPa）：=ROUND (1.5E131000*B9/(B10^3),1)
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同 C15 逻辑
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C17
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抗折强度平均值（MPa）：=AVERAGEIF (C15:E15,"<="&AVERAGE (C15:E15)*1.1,"<="&AVERAGE (C15:E15)*0.9)
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自动剔除超出平均值±10% 的异常值后取平均
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C19
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抗压荷载 Fc1（kN）：（手动输入，如 45.5）
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第 1 个试件抗压荷载，保留 1 位小数
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D19
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抗压荷载 Fc2（kN）：（手动输入，如 48.2）
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第 2 个试件抗压荷载，保留 1 位小数
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E19
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抗压荷载 Fc3（kN）：（手动输入，如 46.8）
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第 3 个试件抗压荷载，保留 1 位小数
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C21
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抗压强度 Rc1（MPa）：=ROUND (C19*1000/B11,1)
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转换 Fc 为 N（×1000），保留 1 位小数
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D21
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抗压强度 Rc2（MPa）：=ROUND (D19*1000/B11,1)
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同 C21 逻辑
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E21
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抗压强度 Rc3（MPa）：=ROUND (E19*1000/B11,1)
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同 C21 逻辑
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C23
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抗压强度平均值（MPa）：=AVERAGEIF (C21:E21,"<="&AVERAGE (C21:E21)*1.1,"<="&AVERAGE (C21:E21)*0.9)
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自动剔除异常值后取平均
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C25
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抗折强度规范限值（MPa）：=IF (B8=3,3.5,6.5)
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按龄期自动匹配 P.O 42.5 水泥限值
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D25
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抗压强度规范限值（MPa）：=IF (B8=3,17.0,42.5)
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按龄期自动匹配 P.O 42.5 水泥限值
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C27
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抗折强度判定：=IF (C17>=C25,"合格","不合格")
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自动比对判定
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D27
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抗压强度判定：=IF (C23>=D25,"合格","不合格")
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自动比对判定
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3. 多实例验证
实例类型
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试验条件（龄期 d）
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抗折荷载（kN）
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抗压荷载（kN）
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抗折强度计算（MPa）
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抗压强度计算（MPa）
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结果判定
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P.O 42.5 水泥
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3
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3.2、3.5、3.3
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45.5、48.2、46.8
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1.5×3.2×1000×100/40³≈3.75→3.8（平均 3.8）
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45.5×1000/1600≈28.4（平均 29.1）
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抗折合格、抗压合格
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P.C 32.5R 水泥
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28
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5.8、6.0、6.2
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38.0、39.5、40.2
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1.5×5.8×1000×100/40³≈6.9（平均 6.9）
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38.0×1000/1600≈23.8（平均 24.8）
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抗折合格（≥5.5）、抗压合格（≥32.5？不，P.C 32.5R 28d 抗压≥32.5MPa，此处 24.8 不合格）
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P.Ⅱ 52.5 水泥
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3
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4.0、4.2、4.1
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55.0、56.5、57.2
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1.5×4.0×1000×100/40³≈4.7（平均 4.7）
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55.0×1000/1600≈34.4（平均 35.2）
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抗折合格（≥4.0）、抗压合格（≥23.0）
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（二）水泥胶砂流动度（JTG 3420-2020 T0507 方法）
1. 规范计算原理
水泥胶砂流动度（F）是衡量胶砂工作性能的指标，公式为F = (d1 + d2) / 2，其中 d1、d2 为胶砂在跳桌振动后 2 个垂直方向的流动直径（mm，精度 0.1mm）；规范要求：通常流动度在 180 - 220mm 范围内可满足施工和易性要求（具体按工程设计调整）。
2. WPS 函数公式设置（A32:F45 区域）
单元格
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内容（公式 / 输入值）
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说明
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B33
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跳桌振动次数（次）：25
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规范固定值，无需修改
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B34
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流动直径 d1（mm）：（手动输入，如 195.5）
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第 1 个方向直径，保留 1 位小数
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B35
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流动直径 d2（mm）：（手动输入，如 198.0）
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第 2 个方向直径，保留 1 位小数
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B37
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流动度 F（mm）：=ROUND ((B34 + B35)/2,0)
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保留整数，反映工作性能
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B39
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设计流动度范围（mm）：180-220
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手动输入工程要求范围
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B41
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符合性判定：=IF (AND (B37>=180,B37<=220),"合格（和易性达标）","不合格（需调整加水量）")
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自动比对判定
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3. 多实例验证
实例类型
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试验数据（mm）
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计算过程
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结果（mm）
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符合性判定
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P.O 42.5 水泥
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d1=195.5，d2=198.0
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(195.5+198.0)/2≈196.75→197
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197
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合格（和易性达标）
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P.C 32.5R 水泥
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d1=175.0，d2=176.5
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(175.0+176.5)/2=175.75→176
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176
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不合格（需调整加水量）
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P.Ⅱ 52.5 水泥
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d1=215.0，d2=218.5
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(215.0+218.5)/2=216.75→217
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217
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合格（和易性达标）
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（三）水泥胶砂耐磨性（JTG 3420-2020 T0511 方法）
1. 规范计算原理
•磨损量（G）：公式为G = m1 - m2，其中 m1 为磨损前试件质量（g），m2 为磨损后试件质量（g）；
•耐磨性系数（K）：公式为K = G / (P×t)，其中 P 为试验荷载（N），t 为磨损时间（s），反映单位荷载单位时间的磨损量；
•规范要求：通常要求磨损量≤0.150g（P=20N，t=300s 条件下），具体按工程设计调整。
2. WPS 函数公式设置（A47:H60 区域）
水泥混凝土初终凝结时间自动计算绘制
