【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于建筑材料的测试，具体涉及一种快速实时测试再生砂吸水率的试验装置和方法，适用于再生砂、机制砂、轻砂以及再生砂衍生品的吸水率快速测试。
技术介绍
1、我国废弃混凝土堆存量在不断累加，将其制备为再生骨料是解决生态环境和砂石骨料短缺的重要手段。废弃混凝土制备的再生砂吸水率高，通常在3% ~ 15%之间。砂石骨料的含水状态对混凝土材料影响较明显，骨料吸水率有1%的波动，混凝土实际坍落度的变化就会达到±5 mm。因此，精确测试再生砂的吸水率以及吸水速率对其推广应用具有极高的价值。
2、标准《建设用砂（gb/t 14684-2011）》以料堆状态评价含水量的方法受试验人员主观因素影响较大，且不适用于微粉含量较高的再生砂。标准《混凝土和砂浆用再生细骨料（gb/t 24176-2010）》将再生砂制备为胶砂，利用再生胶砂的需水量之比评价再生砂吸水性能，但其并不能直观的表示再生砂的吸水率值，且存在试验耗时长以及离散性大等问题。因此，需建立一种较直观、操作简单且测试速率快的再生砂吸水率测试方法。
3、目前吸水率测试的相关文章以及专利主要集中于再生砂饱和面干状态的确定以及测试砂在水中吸水体积两种测试方式。再生砂旧砂浆部分一般由水泥以及矿物掺和料等胶凝材料的水化产物组成，在其水化过程中生成的钙钒石等硫铝酸盐在105℃烘干时，结构中的化学结合水以及羟基分子从钙钒石结构中脱离，留下孔隙，从而导致砂浆孔隙率增大，因此，所测得的吸水率大于实际应用所需值，造成实验误差。基于此，文章《waterabsorption of rec
4、专利《混凝土用细骨料饱和面干燥状态判别仪（cn204630970u）》和《一种加速沸石类多孔粉末材料吸水速率的方法以及表征方法（cn108398367a）》分别采用湿润砂样的电阻率和扭矩变化以及离心法得到饱和面干状态的再生砂，但受颗粒间接触以及颗粒形貌影响较大，从而引起测试误差。《一种利用离心力原理制作饱和面干砂的方法（cn107382115a）》中利用离心法制备的饱和面干砂与理想的的饱和面干状态存在差异，导致测试结果略高；专利《综合测定人工砂饱和面干吸水率的方法（cn112730156a）》将人工砂0.8mm以下的颗粒筛分出以后使用落锥深度法测试微粉部分吸水率，并使用饱和面干法测试筛上部分砂样吸水率，此方法避免了微粉含量导致的误差，但落锥深度法测试的吸水状态与再生砂实际饱和面干状态仍有差距。专利《一种机制砂吸水速率测试方法与装置（cn111650092a）》使用浸水法将砂样浸至水中观察液位实时监测砂样的吸水量变化，测试速度较慢，且在再生砂的吸水率测试过程中难以消除瓶中气泡，导致试验误差。
5、目前砂子吸水率测试方法还存在以下问题：
6、1、标准中提出的砂吸水率的测试方法和和装置主要针对天然砂，而再生砂的吸水率远高于前者，且因结构和组成十分复杂，受人为因素影响大，且测量过程繁琐，难以表征再生砂的吸水率。
7、2、通过引入中间变量如将再生砂含水状态与砂的物理性能如扭矩、电阻等建立关系，并以此得到饱和面干状态的再生砂，其结果受再生砂颗粒级配和表面粗糙度影响较大，从而导致测试结果离散性较大。
8、3、以不同加热方法获得再生砂失水曲线或者以浸水法测试砂样在水中的吸收水分质量的测试方式存在判断标准不明确、测试过程繁琐、影响因素多等问题，导致结果出现较大偏差。
技术实现思路
1、针对再生砂吸水率高、吸水速率快、现有再生砂吸水率测试方法难以进行或较为准确的测试再生砂吸水率值，创造性的专利技术了一种再生砂吸水率快速实时测试装置和方法，具有高效、操作简便、可重复性强等优点，可用于再生砂、机制砂、轻砂以及再生砂衍生品的吸水率快速测试。
2、本专利技术的特征在于：再生砂加入水中后液体介质润湿其表面，砂样存在表面湿润内部干燥的状态，排除颗粒间以及表面大孔引入的气泡后，根据液体以及多孔材料的体积守恒原理，此时液面体积的增加值大于砂自身体积，两者之差即为多孔材料即将吸收的水分体积，由此可得到再生砂的吸水率。
3、本专利技术设备包括：容器1、搅拌装置2、温度传感器3、温度控制器4、控制界面5、液位传感器6、数据存储器和控制中心7；在装有含消泡剂测试溶液的容器中进行测试，温度传感器和温度控制器保持试验温度恒定，搅拌装置用于排除容器中的气泡，液位传感器可以自动测试试验结果并将传输至数据处理器中，通过内置公式的数据存储器记录并计算再生砂吸水率。
4、测试步骤为：1）将再生砂烘干至恒重备用，烘干温度不高于60℃；2）容器中加入含有消泡剂的测试溶液至刻度线处；3）开启机器，温度设定为20℃，记录水位l1；4）加入再生砂样，开启搅拌装置2s；5）5s后液位传感器记录水位l2，根据再生砂的表观密度计算吸水率。
5、再生砂吸水率计算公式为：
6、 （1）
7、式中：w -再生砂吸水率；l2 -测试结束时液位；l1 -初始液位；a-液面面积；-再生砂表观密度；m -再生砂质量；-液体介质密度。
8、在再生砂吸水率测试完成后，持续开启液位传感器持续进行记录液面变化，可由此得到再生砂的吸水率变化过程，计算方法为：
9、 （2）
10、式中：w 本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种再生砂吸水率快速实时测试装置和方法，其特征在于：设备包括：容器1、搅拌装置2、温度传感器3、温度控制器4、控制界面5、液位传感器6、数据存储器和控制中心7；该方法基于体积守恒原理，即再生砂加入水中并除去气泡后，液位的增加值与材料体积之差等于其吸水量；测试步骤为：1）将再生砂烘干至恒重备用，烘干温度不高于60℃；2）容器中加入含有消泡剂的测试溶液至刻度线处；3）开启机器，温度设定为20℃，记录水位L1；4）加入再生砂样，开启搅拌装置2s；5）5s后液位传感器记录水位L2，根据再生砂的表观密度和内置公式计算吸水率。
2.根据权利要求1所述的一种再生砂吸水率快速实时测试装置和方法，其特征在于：忽略再生砂加入水中可能产生的微小体积变化，即再生砂加入水中并除去气泡后，此时液位增加值与再生砂的体积之差为再生砂将要吸收的水分体积，由此可得再生砂的吸水率，计算方法为：
3.根据权利要求1所述的一种再生砂吸水率快速实时测试装置和方法，其特征在于：再生砂吸水率测试完成后，持续开启液位传感器记录液面变化，可由此得到再生砂的吸水率随时间变化曲线，计算方法为：
5.根据权利要求1所述的一种再生砂吸水率快速实时测试装置和方法，其特征在于：液位传感器为激光液位传感器，测试精度为±0.01mm。
6.根据权利要求1所述的一种再生砂吸水率快速实时测试装置和方法，其特征在于：容器壁为硼硅酸盐玻璃，容量不小于2L。
7.根据权利要求1所述的一种再生砂吸水率快速实时测试装置和方法，其特征在于：搅拌装置搅拌桨叶为碳钢，转动速度无级变速调节，最大转速为60转/分钟。
...【技术特征摘要】
1.一种再生砂吸水率快速实时测试装置和方法，其特征在于：设备包括：容器1、搅拌装置2、温度传感器3、温度控制器4、控制界面5、液位传感器6、数据存储器和控制中心7；该方法基于体积守恒原理，即再生砂加入水中并除去气泡后，液位的增加值与材料体积之差等于其吸水量；测试步骤为：1）将再生砂烘干至恒重备用，烘干温度不高于60℃；2）容器中加入含有消泡剂的测试溶液至刻度线处；3）开启机器，温度设定为20℃，记录水位l1；4）加入再生砂样，开启搅拌装置2s；5）5s后液位传感器记录水位l2，根据再生砂的表观密度和内置公式计算吸水率。
2.根据权利要求1所述的一种再生砂吸水率快速实时测试装置和方法，其特征在于：忽略再生砂加入水中可能产生的微小体积变化，即再生砂加入水中并除去气泡后，此时液位增加值与再生砂的体积之差为再生砂将要吸收的水分体积，由此可得再生砂的吸水率，计算方法为：
<...【专利技术属性】
技术研发人员：李化建，程欢，黄法礼，易忠来，王振，温家馨，谢永江，
申请(专利权)人：中国铁道科学研究院集团有限公司铁道建筑研究所，
类型：发明
国别省市：
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