熱流的放大鏡：DSC差式掃描量熱儀如何讀懂材料“升溫時的心跳”

在土木工程、公路、鐵路和混凝土生產中。但同一車砂，如果今天下雨、明天暴曬，其“重量”和“可用性”可能截然不同——這就是含水率在作怪。砂子含水率測定儀，就是用來在施工現場或試驗室里快速、準確地測出砂中水分的專用儀器，它直接關系到混凝土配合比設計、施工質量控制和工程造價核算。

下面我們從原理、方法、設備類型和應用要點，詳細講講砂子含水率測定儀。

一、為什么要測砂的含水率？

1）對混凝土配合比的影響

砂的含水率會直接影響拌合用水量。如果砂中已經帶有不少水，仍按“干砂配方”加水，就會導致實際水膠比偏高，降低強度、增加收縮開裂風險。

配合比設計通常按“干砂質量”計算骨料用量，因此必須知道砂的當前含水率，進行折算。

2）對施工質量的影響

含水率過高：砂漿、混凝土流動性過大，離析、泌水風險上升；

含水率過低：工作性差，難以施工密實，容易形成空鼓或蜂窩。

3）對重量和結算的影響

工程結算通常以“干料重量”為依據，供貨方和施工方如果不統一含水率測定標準，很容易在重量和費用上產生爭議。

因此，無論從質量、安全還是經濟角度，準確測定砂子含水率都非常重要。

二、經典方法：烘干法是“金標準”

目前各類砂子含水率測定儀，大多以“烘干法”作為基準，只是自動化和加熱方式有所不同。

1）標準操作流程

取代表性砂樣：通常500 g左右，取樣要有代表性，不能只取表面或某一局部；

稱取濕砂質量（m?）：用精度0.01 g的電子天平稱量；

在105–110℃的烘箱中烘干至恒重：一般要求2–3小時或更長時間，具體視砂樣質量和烘箱性能而定；

冷卻后稱取干砂質量（m?）；

計算含水率：

含水率（%）=(m?-m?)/m?×100%

有些標準也按濕基計算，即（m?-m?）/m?×100%，使用時要注意所采用的定義。

2）特點與局限

優點：原理簡單、準確可靠，幾乎所有相關標準（如JGJ 52、GB/T 14684等）都以烘箱烘干法為基準；

缺點：時間長、能耗高，對現場快速質量控制不太友好。

三、砂子含水率測定儀的類型：從“傳統烘箱”到“快速烘干設備”

1）傳統烘箱型含水率測定裝置

標準電熱鼓風干燥箱+電子天平+稱量盒；

多用于試驗室，而非施工現場；

適合作為校準和對比基準。

2）專用砂子含水率快速測定儀

結構類似于小型“加熱烘干箱+天平一體化”設備：儀器內帶有加熱裝置和內置天平，能夠自動完成烘干、稱量和計算；

優點：操作簡便，一鍵完成測量，數據直觀，適合施工現場快速檢測。

3）微波爐烘干法及配套設備

利用微波對水分子的高效加熱作用，可以在幾分鐘內完成烘干，大大縮短檢測時間；

研究表明，在合適的烘干時間和樣品量條件下，微波法測定結果與傳統烘箱法高度一致，適合作為快速測定手段。

但需要注意：樣品量和烘干時間需要針對具體設備和方法進行優化，否則容易“烘干不足”或“過熱”導致結果偏差。

4）電阻/電容法等間接法（現場快檢）

通過測量砂體的電阻或電容變化來間接推斷含水率；

優點：無損、非?？焖?；

缺點：對砂的級配、礦物成分、密實度較為敏感，需要針對具體砂種建立標定曲線，一般只做現場粗判，不宜作為最終驗收依據。

四、操作要點：如何讓測得的數據更可靠

1）取樣要有代表性

不要只取表面略干或略濕的一層；

大批量砂要在不同部位多點取樣、混合均勻后再取試驗樣。

2）烘干溫度與時間控制

一般砂（普通河砂、機制砂）烘干溫度控制在105–110℃；

對于含有易分解有機質的特殊砂種，可能需要降低烘干溫度，避免有機質分解造成“虛高”含水率。

3）冷卻與稱量細節

烘干后必須將砂樣連同稱量盒一起在干燥器中冷卻至室溫，再稱量，防止在冷卻過程中再次吸濕；

稱量要快速，避免長時間暴露在空氣中吸濕。

4）平行試驗與誤差控制

通常要求進行兩次平行測定，取平均值；

當含水率較低時（例如小于10%），平行差值通常要求不超過0.5%；更高含水率時，允許差值會適當放寬。

五、在不同場景中的應用

1）混凝土攪拌站

每天對進場砂進行含水率檢測，及時調整單方用水量和砂用量，保證混凝土水膠比穩定；

特別是在雨季，砂的含水率波動大，更需要頻繁檢測。

2）道路與水利工程

路基填筑中，砂、砂礫石等填料的含水率影響壓實效果和承載力；

施工過程中要對填料含水率進行監控，確保在最佳含水率附近進行壓實。

3）預制構件與制品廠

砂漿、預制構件生產，對砂含水率同樣敏感，需要精確控制；

使用含水率測定儀配合工藝，保證產品質量穩定。

4）工程驗收與質量糾紛

當工程出現開裂、強度不足等問題時，往往需要追溯施工時的砂含水率、配合比執行情況；

準確的含水率記錄是質量分析的重要依據。

六、如何選擇合適的砂子含水率測定儀

1）用途導向

試驗室做基準比對：建議采用標準烘箱法（精密烘箱+高精度天平）；

攪拌站和施工現場：建議采用快速含水率測定儀，以提高檢測頻次。

2）加熱方式與時間

鼓風加熱型：可靠性高，但時間偏長；

微波型：速度快，但需要驗證其結果與傳統法的一致性，并制定標準操作規程。

3）精度與穩定性

關注儀器的稱量精度（建議至少0.01 g）和溫控穩定性；

最好能進行簡易的溫度校準和定期自檢。

4）操作便捷性

是否支持一鍵測量、自動計算和存儲；

是否具有數據導出或打印功能，便于質量記錄和追溯。