一种砂的含水率测定方法技术

本发明专利技术涉及一种砂的含水率测定方法，该方法包括以下步骤：步骤S1：通过核磁共振获得驰豫峰总面积‑砂含水量的标准拟合曲线，继而得到标准拟合方程；步骤S2：待测定的砂通过核磁共振得到待测定的弛豫峰总面积；步骤S3：将待测定的弛豫峰总面积代入标准拟合方程得到待测定的砂含水量；步骤S4：基于待测定的砂含水量，得到待测定的砂的含水率。与现有技术相比，不损害待测定的砂，且测量含水率快速准确。

A method for measuring moisture content of sand

【技术实现步骤摘要】
一种砂的含水率测定方法
本专利技术涉及建筑材料领域，尤其是涉及一种砂的含水率测定方法。
技术介绍
混凝土用水量对新拌混凝土的工作性能、硬化混凝土的力学性能和耐久性能有重要影响。砂的含水率是控制混凝土用水量的关键环节，直接决定了实际拌和水的用量。砂的含水率易受种类、产地、存储方式、天气环境等因素的影响，导致其波动较大，这增大了施工人员对混凝土生产质量控制的难度。因此，快速且准确地测定砂的含水率，以及时修正混凝土配合比，对保证混凝土生产质量有着十分重要的工程意义。目前，砂的含水率测定方法是按GB/T14684—2011《建设用砂》进行测试，方法如下：1)将自然潮湿状态下的试样用四分法缩分至约1100g，拌匀后分为大致相等的两份备用。2)称取一份试样的质量，精确至0.1g。将试样倒入已知质量的烧杯中，放在干燥箱中育(105±5)℃烘至恒量，精确至0.1g。3)含水率按以下公式计算：式中：Z—含水率，％；G2—烘干前的试样质量，g；G1—烘干后的试样质量，g；此方法耗时较长，易影响工程施工进度。此外，测定砂含水率的常用方法还包括：酒精灼烧法、微波法、电阻法、电容法等，但这些方法均有一定的不足之处：酒精灼烧法和微波法需严格控制好烘干时间及样品用量，否则对样品造成破坏；电阻法和电容法易受环境温度及水分中盐离子浓度的影响，测量结果精度不高。
技术实现思路
本专利技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种无损、快速、准确的砂的含水率测定方法。本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：一种砂的含水率测定方法，该方法包括以下步骤：步骤S1：通过核磁共振获得驰豫峰总面积-砂含水量的标准拟合曲线，继而得到标准拟合方程；步骤S2：待测定的砂通过核磁共振得到待测定的弛豫峰总面积；步骤S3：将待测定的弛豫峰总面积代入标准拟合方程得到待测定的砂含水量；步骤S4：基于待测定的砂含水量，得到待测定的砂的含水率。所述的步骤S1包括：步骤S11：配置不同含水率的砂；步骤S12：不同含水率的砂通过核磁共振，绘制不同含水率的砂的T2衰减曲线；步骤S13：对不同含水率的砂的T2衰减曲线进行反演，得到不同含水率的砂的弛豫峰的峰面积；步骤S14：基于不同含水率的砂的含水率和弛豫峰的峰面积，获得驰豫峰总面积-砂含水量的标准拟合曲线，继而得到标准拟合方程。所述不同含水率的砂的含水率为0.5％-10％。所述待测定的砂的含水率Z为：其中，m2为根据标准拟合方程计算得到的含水量，m1为待测定的砂的质量。所述的核磁共振在四呋氢喃制品或石英容器中进行。所述的核磁共振采用核磁共振仪器进行，所述核磁共振仪器地参数设置如下：回波个数为10000-20000；累计采样次数为4-16；重复采样的间隔时间为4000s-8000s。所述待测定的砂的质量为5-12g。所述的标准拟合方程为一元线性回归方程。与现有技术相比，本专利技术具有以下优点：(1)通过核磁共振得到的驰豫峰总面积进行砂的含水率测定，充分利用了驰豫时间对相同原子核所处的不同化学和物理环境的依赖，不损害待测定的砂，且测量含水率快速准确。(2)预先得到标准拟合方程，使后续测量含水率时均可基于标准拟合方程，无需再次得到标准拟合方程，方便快捷。(3)核磁共振在四呋氢喃制品或石英容器中进行，具有抗干扰作用。附图说明图1为本专利技术的流程图；图2为本专利技术实施例1的基准试样T2值在不同弛豫时间上的分布曲线；图3为本专利技术实施例1的驰豫峰总面积-砂含水量的标准拟合曲线；图4为本专利技术实施例2待测定的砂的T2值在不同弛豫时间上的分布曲线。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术进行详细说明。本实施例以本专利技术技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本专利技术的保护范围不限于下述的实施例。实施例近年来，低场核磁共振技术因具有简便、快速、无损等优势，在水泥基材料中的应用取得了较大的发展，主要领域包括水泥水化过程的表征、硬化水泥浆体孔径分布的测定，以及水泥浆体泌水性的测定等。低场核磁共振技术的基本原理是在不破坏样品的前提下，使水分子中的质子通过吸收射频场提供的能量，从低能态跃迁到高能态，产生核磁共振；射频场作用结束后，这些质子再从高能级的非平衡状态恢复到低能级的平衡状态，并产生相应的核磁共振信号，这个过程称为驰豫。核磁共振技术的主要参数之一是驰豫时间，其从本质上可以反映自旋核系统与环境或体系内部的相互作用。即相同的原子核，当所处的化学和物理环境不同时，其驰豫时间会发生改变，因此可以利用低场核磁共振技术得到的H1的驰豫时间来区分不同状态的水分子。砂中所含的水通常为自由水和物理结合水，其横向弛豫时间T2值通常为0.1～10ms。本实施例提供一种砂的含水率测定方法，如图1所示，主要包括以下步骤：(1)称取若干份质量为5-12g的干砂，加水将其配置成含水率在0.5％-10％的湿砂，得到不同含水率的砂，将不同含水率的砂装入抗干扰的试验容器内摇匀，以此作为基准试样，质量记为m0。(2)将不同含水率的砂垂直置于低场核磁共振仪器的样品仓内，进行数据的采集。分别对回波个数、回波时间以及重复采样时间等影响数据采集的参数进行调试，绘制不同含水率的砂的T2衰减曲线。(3)运用软件(InvFit)对绘制的T2衰减曲线进行反演计算，得到T2值在不同弛豫时间上的分布曲线及弛豫峰的峰面积，T2值分布曲线及弛豫峰的峰面积用于反映砂的含水量。(4)以弛豫峰的总面积为横坐标，砂含水量为纵坐标，绘制散点图，制作驰豫峰总面积-砂含水量拟合曲线，然后按照一元线性回归方程求拟合曲线的方程表达式，得到标准拟合方程；(5)称取5-12g自然潮湿状态下待测定的砂，质量记为m1，将其装入抗干扰信号的塑料试管中，然后垂直置于低场核磁共振仪器的样品仓内，进行数据的采集，同步骤(2)和(3)所述，得到待测定的弛豫峰总面积。(6)根据步骤(4)得到的标准拟合方程，计算得出待测定的弛豫峰总面积所对应待测定的砂含水量，记为m2。(7)根据公式(1)可计算得到砂的含水率：式中：Z—含水率，％；m2—根据标准拟合方程计算得到的含水量，g；m1—待测定的砂的质量，g。步骤(1)中所述的基准试样，其含水率各不相同，且基准试样的数量在两份及以上，试验容器为四呋氢喃制品或特制石英容器。步骤(2)中采用CPMG序列采集数据，对核磁共振仪器的参数设定有一定的要求，主要参数范围如下：回波个数NECHECH：10000-20000；累计采样次数NS：4-16；重复采样的间隔时间TW(s)：4000-8000。标准本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种砂的含水率测定方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：/n步骤S1：通过核磁共振获得驰豫峰总面积-砂含水量的标准拟合曲线，继而得到标准拟合方程；/n步骤S2：待测定的砂通过核磁共振得到待测定的弛豫峰总面积；/n步骤S3：将待测定的弛豫峰总面积代入标准拟合方程得到待测定的砂含水量；/n步骤S4：基于待测定的砂含水量，得到待测定的砂的含水率。/n

【技术特征摘要】
1.一种砂的含水率测定方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
步骤S1：通过核磁共振获得驰豫峰总面积-砂含水量的标准拟合曲线，继而得到标准拟合方程；
步骤S2：待测定的砂通过核磁共振得到待测定的弛豫峰总面积；
步骤S3：将待测定的弛豫峰总面积代入标准拟合方程得到待测定的砂含水量；
步骤S4：基于待测定的砂含水量，得到待测定的砂的含水率。


2.根据权利要求1所述的一种砂的含水率测定方法，其特征在于，所述的步骤S1包括：
步骤S11：配置不同含水率的砂；
步骤S12：不同含水率的砂通过核磁共振，绘制不同含水率的砂的T2衰减曲线；
步骤S13：对不同含水率的砂的T2衰减曲线进行反演，得到不同含水率的砂的弛豫峰的峰面积；
步骤S14：基于不同含水率的砂的含水率和弛豫峰的峰面积，获得驰豫峰总面积-砂含水量的标准拟合曲线，继而得到标准拟合方程。


3.根据权利要求2所述的一种砂的含水率测定方法，其特征在于，所述不...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙振平，闫珠华，冀言亮，刘恒，
申请(专利权)人：同济大学，
类型：发明
国别省市：上海;31