测量集料水分吸收率的方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种测量集料水分吸收率的方法及其装置，于密闭容器中采用负压干燥方式对集料进行干燥，以脉冲加热装置进行加热，同时监测容器内气体压力变化，当容器内的集料表面的水分完全蒸发后，既集料表面达到表干状态时，容器内的气体压力开始稳定下降，并且不再随着脉冲加热装置的加热和停止周期而变化时停止干燥过程，此时集料表面即达到表干状态；通过Ｖ＝（Ｗ２－Ｗ１）／Ｗ１＊１００％计算即可准确得出集料水分吸收率。该方法及装置操作简单，测量快速准确，重复性高，可实现全自动控制。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种测量物体吸收率的方法和装置，具体涉及的是一种测量集料水分吸收率的方法和装置。
技术介绍
集料是建筑业中所使用的沙子，砾石，剖碎石料的统称。集料和粘合介质(水，沥青，水泥，石灰，等)组成建筑业中大量使用的复合材料-沥青混凝土和水泥混凝土。如果按体积计算，沥青混凝土中92-96%是集料，而水泥混凝土中70-80%是集料。集料也单独使用于路基和建筑物的基础。 典型的集料颗粒是由固体无机物中混合有空气空隙组成。由于集料的多孔性，集料会吸收水分。当集料潮湿时，空隙里或者完全被水占据，或者部分被水占据。 集料的含水状态有四种 1、完全干燥，集料放在烘箱里在摄氏105度温度下干燥至其重量不再变化，既达到完全干燥状态，参见图l-A所示。完全干燥的集料会在混凝土的混合过程中吸收水分或沥青。致使混凝土中能够和水泥混合的水量，或有用的沥青含量减少。 2、空气干燥，集料颗粒中和表面有联系的空隙里，部分被水填充，参见图l-B所示。此时，集料在混凝土的混合过程中会吸收部分水分。 3、饱和表面干燥，集料里的和表面有联系的空隙完全被水填满，但是集料表面是干燥的。此时，集料既不吸收任何水分，也不贡献水分，参见图i-c所示。 4、湿集料，集料里的和表面有联系的空隙完全被水填满，而且表面还有多余水分。此时，集料在混合水泥混凝土时会贡献水分，参见图l-D所示。集料贡献的水分会使混凝土中水和水泥的比例增加。 集料的干湿程度称为集料的吸水率。在制作水泥混凝土和沥青混凝土的过程，测量集料的吸水率对于控制水泥混凝土和沥青混凝土的强度以及性能非常重要。 决定水泥混凝土强度的一个重要因素是水泥和水的配比，在混凝土混合过程中，取决于集料的吸水率，集料可能会吸收或贡献部分水分，从而影响水泥和水的比例。集料里吸收的水分还会影响集料在混凝土里的比例(因为集料重量包含了水的重量)。各项工程在设计和制造混凝土时，需要准确的知道集料的吸水率，并根据集料的吸水率调整加入混凝土的水，水泥，和集料的含量。排除集料水分吸收对混凝土强度的影响。 水泥混凝土工业，材料的吸水率(MC)用公式(1)计算 其中MC =吸水率，Wst。。k =潮湿的集料的重量，WSSD =集料在表面干燥时的重量(SSD)。 如果吸水率是大于零的正数，那么，集料表面有多余水分，混合水泥混凝土时，需要扣除这部分水分。如果吸水率是小于零的负数，集料可吸水的空隙还没有完全被水填满，在混合水泥混凝土时，会从混凝土吸收水分。需要在混合时添加多需的水分。 制作沥青混凝土时，集料需经过预干燥过程，在和沥青混合时，已经完全干燥。集料的吸水率不再是考虑。但是在设计沥青混凝土的混合比例时，集料的吸水率是重要的参数。通过集料的吸水率可以推算出集料对沥青的吸收率，从而正确计算沥青混凝土中沥青的含量。如果沥青混凝土中沥青的含量过多，路面会出现车辙。如果沥青的含量过少，路面会出现裂缝或坑凹。 配制沥青混凝土，集料的吸水率由公式(2)计算得出 V = (W2_W1)/W1*100% (2) Wl是待测集料在完全干燥时的重量，W2是待测集料内部最大限度的吸收了水分但是表面干燥时(表干状态)的重量。 另外，设计沥青混凝土，制作沥青混凝土，和检测沥青混凝土在路面铺设的质量时，都必须知道集料的空隙率和比重。而测量集料吸水率是测量集料的空隙率和比重的首要过程。 获得集料的表干状态是测量集料吸水率的重要步骤。而如何感知材料的表干状态又是取得材料表干状态的前提。在道路，桥梁，和房屋建筑行业中，国际上现行的测量细集料吸水率的方法基于美国现行测试标准ASTM C-128 (American Society of TestingMaterialstesting standard C128) 禾口 AASHTOT-84(American Association ofStateHighway Transportation Officials testing standard T84)，采用锥体蹋陷测试来感知集料的表干状态。此方法是先把碎石集料放到烘箱中在摄氏105度温度时，干燥24小时，然后把集料在水中浸泡24小时，让待测集料充分吸收水分。再把浸泡后的待测集料放在风扇下吹干表面水分，以获得材料的表干状态。为了判断待测集料是否达到了表干状态，在吹干一段时间后，把碎石待测集料放入规定尺寸的锥体容器中，拍实25次。然后把锥体拿开，此时测量碎石的蹋陷高度。用蹋陷高度来决定碎石是否达到饱和表干状态(SSD)。如果没有蹋陷，表明集料还没有达到表干状态，把待测集料放在风扇下继续吹干一段时间后，再进行锥体蹋陷测试。如果有轻微蹋陷(通行的判断标准是，蹋陷后锥体顶部的面积近似等于美元5分硬币的直径)，则表明集料已达到表干状态。如果蹋陷过多，则表明集料过分干燥，需要把集料再在水中浸泡24小时后，再从新测试表干状态。 上述测量方法非常依赖于操作者个人的行为，重复性差，方法费时费力。其缺点一是蹋陷测试误差大；二是获得表干状态的过程(风扇吹干)和表干状态的测量(蹋陷测试)是两个分离的过程，这样使取得表干状态的过程很难控制；三是从热力学角度来看，用风扇吹干的方法来获得表干状态的过程是无序，很难控制。很多因素都会影响到水分的蒸发，包括空气的温度和湿度、气压、环境中空气移动的速度、水的温度、还有水和空气的接触面积等等。把待测集料放在风扇下吹干，空气的湿度和温度、气压、空气的移动、待测集料表面的水和空气的接触面积等都处在无控状态，直接影响表干状态的取得和结果的一致性。另外，该方法不适用于有角度和粗糙表面的集料，因为当集料有粗糙表面或角度时，蹋陷不容易实现。 对于粗石集料，现行的国际上通用的测量方法基于美国现行测试标准AASHT0T-85，ASTM C-127。该方法要求操作者使用干布轻拍粗石表面，吸干其表面的水分来达到表面干燥状态。该方法同样非常依赖于操作者个人的行为，重复性差，方法费时费力。 由于在取得和测量待测集料的表干状态过程中存在的极大的不确定性，使用者很容易在集料表面不够干或是在表面过干的情况下测量集料内部的水分，极大的影响了集料吸水率的测量的精确度。自1935年以来，研究人员一直致力于对上述集料吸水率的测量方法进行改进研究如二十世纪七十年代，美国Arizona洲交通部制作了一种利用热力学原理，通过两个温度传感器的温度信号来感知容器中集料的表干状态的装置；而美国专利US6568249则将该装置用金属制作了圆柱容器并把容器放成水平，容器内壁镀有涂料，使得集料能够在容器里更好的转动，并在容器的出口加上了湿度传感器用以提高装置的重复性；US7401501及US6486475则公开了 一种用来测量集料体密度(BulkSpecif icGravity, Gsb)和吸水率的装置，该装置由两个部分组成， 一部分是AVM单元，另一部分是SSDetect装置。集料先放在AVM内测得表观密度(Apparent Specific Gravity)和薄膜系数(FilmCoefficient)，薄膜系数输入SSDetect装置来探测集料的表干状态，SSDetect装置由喷水泵，红外激光源，红外探测器，和带有盖的振动容器组成，测量时，放入500克干燥集料到振动容器内，在容器振本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种测量集料水分吸收率的方法，其特征在于：包括如下步骤：（１）将待测集料在１０５℃条件下干燥２４小时至无水状态，称重得到待测集料完全干燥时的重量Ｗ１；（２）将待测集料在水中浸泡至充分吸收水分，然后将其置于一密闭容器内，使用脉冲加热装置控制温度在２５－４０℃，抽取容器内的气体使容器处于负压状态，实现对集料的负压干燥，同时监测容器内气体压力变化，当容器内的气体压力不再随着脉冲热源的加热和停止周期而变化并且开始稳定下降时停止干燥过程，此时集料表面即达到表干状态，取出待测集料称重得到待测集料表干状态时重量Ｗ２；（３）通过公式Ｖ＝（Ｗ２－Ｗ１）／Ｗ１＊１００％计算得出集料水分吸收率。

【技术特征摘要】
一种测量集料水分吸收率的方法，其特征在于包括如下步骤(1)将待测集料在105℃条件下干燥24小时至无水状态，称重得到待测集料完全干燥时的重量W1；(2)将待测集料在水中浸泡至充分吸收水分，然后将其置于一密闭容器内，使用脉冲加热装置控制温度在25-40℃，抽取容器内的气体使容器处于负压状态，实现对集料的负压干燥，同时监测容器内气体压力变化，当容器内的气体压力不再随着脉冲热源的加热和停止周期而变化并且开始稳定下降时停止干燥过程，此时集料表面即达到表干状态，取出待测集料称重得到待测集料表干状态时重量W2；(3)通过公式V＝(W2-W1)/W1*100％计算得出集料水分吸收率。2. —种测量集料水分吸收率的方法，其特征在于包括如下步骤(1) 将待测集料在水中浸泡至充分吸收水分，然后将其置于一密闭容器内，使用脉冲加热装置将温度控制在25-4(TC ，抽取容器内的气体使容器处于负压状态，实现对集料的负压 干燥，同时监测容器内气体压力变化，当容器内的气体压力不再随着脉冲热源的加热和停 止周期而变化并且开始稳定下降时停止干燥过程，此时集料表面即达到表干状态，取出待 测集料称重得到待测集料表干状态时重量W2 ;(2) 称重后的待测集料继续置于密闭容器内继续进行恒温负压干燥，同时监测容器内 气体压力的变化，待容器内气体压力恒定、不再变化时，集料完全干燥，取出称重得到集料完全干燥时重量Wl ;(3) 通过公式V二 (W2-W1)/WW100X计算得出集料水分吸收率。3. 根据权利要求1或2所述的测量集料水分吸收率的方法，其特征在于 所述密闭容器为带有大气释放阀装置的负压干燥室。4. 根据权利要求1或2所述的测量集料水分吸收率的方法，其特征在于 采用真空泵抽取容器内气体，并在真空泵前设置冷凝器回收水分。5. 根据权利要求1或2所述的测量集料水分吸收率的方法，其特征在于采用绝对压力传感器和差分压力传感器监控容器内气体压力，绝对压力传感器进行粗 监测，在压力接近材料表干状态时启动差分压力传感器进行精细监...

【专利技术属性】
技术研发人员：何天青，金燕平，
申请(专利权)人：常州广为仪器科技有限公司，
类型：发明
国别省市：32[中国|江苏]