人工细骨料饱和面干吸水率测定方法

技术领域

本发明属于建筑材料检测技术领域，具体公开了一种人工细骨料饱和面干吸水率测定方法。

背景技术

骨料饱和面干吸水率不仅是判定骨料品质的依据，而且是混凝土配合比设计的重要参数。由于粗骨料表面颗粒较大，饱和面干吸水率测定较为容易，而细骨料颗粒相对较小，饱和面干吸水率测定较为困难。

现行试验规范中饱和面干吸水率测定方法结果重现性、再现性差。其主要原因，一是现行测定方法对于细骨料的饱和面干状态判定没有统一的量化指标，主要依靠试验人员的主观判断来确定饱和面干状态，试验结果受人为因素影响较大。二是现行试验标准对细骨料饱和面干状态判定标准的适宜性考虑不全面。如电力行业规范《水工混凝土砂石骨料试验规程》DL/T 5151-2014、水利行业规范《水工混凝土试验规程》SL/T352-2020中对人工细骨料和天然砂、石粉含量小于10%和石粉含量大于10%的人工细骨料的饱和面干状态均采用同一判定标准，显然是不可取的；交通行业规范《公路工程集料试验规程》JTGE42-2005中指出人工细骨料以移去坍落筒第一次出现坍落时的含水率作为试样的饱和面干状态，但至于坍落多少为标准却无明确规定。

综上，现有的试验方法在测定人工细骨料饱和面干吸水率时，易受多方面因素影响，导致人工细骨料饱和面干吸水率测定结果准确度不高，不利于指导混凝土配合比设计和现场工程质量控制。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种人工细骨料饱和面干吸水率测定方法，以解决现有试验方法在测定人工细骨料饱和面干吸水率时，存在测定结果准确度低，不利于指导混凝土配合比设计和现场工程质量控制的技术问题。

本发明提供了一种人工细骨料饱和面干吸水率测定方法，包括：

制备多组与待测细骨料级配相同的试验细骨料，并将每组试验细骨料分为大于或等于预设粒径阈值的第一试样和小于预设粒径阈值的第二试样；

根据任意一个所述第一试样浸水前后的质量差确定大于或等于预设粒径阈值的待测细骨料的第一饱和面干吸水率；

根据不同含水率的所有组第二试样对应的水泥砂浆的砂浆流动度确定小于预设粒径阈值的待测细骨料的第二饱和面干吸水率；

根据所述第一饱和面干吸水率和所述第二饱和面干吸水率，确定所述待测细骨料的饱和面干吸水率。

优选地，根据不同含水率的所有组第二试样对应的水泥砂浆的砂浆流动度确定小于预设粒径阈值的待测细骨料的第二饱和面干吸水率，具体包括：

制备含水率依次递增的所有组第二试样对应的水泥砂浆；

获取相邻含水率的第二试样对应的水泥砂浆的砂浆流动度变化值；

根据所述砂浆流动度变化值确定小于预设粒径阈值的待测细骨料的第二饱和面干吸水率。

优选地，制备含水率依次递增的所有组第二试样对应的水泥砂浆，具体包括：

制备含水率依次递增的所有组第二试样；

制备与所述第二试样组数相同的多组水泥浆液；

将每组所述第二试样加入至对应的水泥浆液中，得到多组水泥砂浆。

优选地，每组水泥砂浆中水、水泥和第二试样的比例为1:2~3:6~7。

优选地，根据所述砂浆流动度变化值确定小于预设粒径阈值的待测细骨料的第二饱和面干吸水率，具体包括：

绘制砂浆流动度变化值与含水率的关系曲线；

获取所述关系曲线的拐点，所述拐点对应的含水率为小于预设粒径阈值的待测细骨料的第二饱和面干吸水率。

优选地，根据所述第一饱和面干吸水率和所述第二饱和面干吸水率，确定所述待测细骨料的饱和面干吸水率，具体包括：

根据所述第一饱和面干吸水率和所述第一试样在对应组的细骨料中的占比，确定第一数值；

根据所述第二饱和面干吸水率和所述第二试样在对应组的细骨料中的占比，确定第二数值；

根据所述第一数值和所述第二数值确定所述待测细骨料的饱和面干吸水率。

优选地，所述第一数值为所述第一饱和面干吸水率和所述第一试样在对应组的试验细骨料中的占比的乘积；

所述第二数值为所述第二饱和面干吸水率和所述第二试样在对应组的试验细骨料中的占比的乘积。

优选地，根据所述第一数值和所述第二数值确定所述待测细骨料的饱和面干吸水率，具体包括：

将所述第一数值和所述第二数值之和确定为所述待测细骨料的饱和面干吸水率。

优选地，所述预设粒径阈值为2.36mm。

优选地，制备多组与待测细骨料级配相同的试验细骨料，具体包括：

将待测细骨料烘干至恒重后，获取所述待测细骨料的级配；

制备多组与所述待测细骨料的级配相同，且每组质量相等的试验细骨料。

本发明的人工细骨料饱和面干吸水率测定方法，相较于现有技术，具有如下有益效果：

本发明提出了一种人工细骨料饱和面干吸水率测定方法，过程简单易懂，操作简单容易实施，试验结果客观，受人员主观因素影响较小，可作为对人工细骨料饱和面干吸水率测定的定量试验方法，可为混凝土配合比设计计算中人工细骨料饱和面干吸水率取值提供参考依据，同时对施工现场工程质量控制有很好的工程实用意义。

附图说明

图1为本发明实施例中人工细骨料饱和面干吸水率测定方法的流程图；

图2为本发明具体实施例中砂浆流动度变化值与含水率关系曲线图。

具体实施方式

以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定装置结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本发明实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本发明。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本发明的描述。

本发明提供了一种人工细骨料饱和面干吸水率测定方法，其流程如图1所示，包括：

步骤1、制备多组与待测细骨料级配相同的试验细骨料，并将每组试验细骨料分为大于或等于预设粒径阈值的第一试样和小于预设粒径阈值的第二试样，具体包括：

步骤1.1、制备多组与待测细骨料级配相同的试验细骨料，具体包括：

步骤1.1.1、将待测细骨料烘干至恒重，其中烘干时烘箱内的温度为105℃±5℃。

步骤1.1.2、获取烘干至恒重的待测细骨料的级配，具体为：

将烘干至恒重的待测细骨料筛分为不同粒径范围的多组，得到多组单粒径的待测细骨料。

示例性地，将烘干至恒重的待测细骨料筛分为7组，每组的粒径

然后计算每一组单粒径质量占待测细骨料总质量的比例，得到待测细骨料的级配。

步骤1.1.3、制备多组与待测细骨料的级配相同，且每组质量相等的试验细骨料，具体为：

按照每一组单粒径质量占待测细骨料总质量的比例，制备多组与待测细骨料的级配相同的试验细骨料，且多组试验细骨料的质量相等。

其中，每一组单粒径质量占待测细骨料总质量的比例根据公式（1）确定：

（1）

式中：

为第/>

为待测细骨料总的质量，/>

步骤1.2、将每组试验细骨料分为大于或等于预设粒径阈值的第一试样和小于预设粒径阈值的第二试样。

其中预设粒径阈值为2.36mm。

本发明实施例预设粒径阈值使用2.36mm是参考的如下内容：

（1）GB/T14684-2022中对水泥混凝土而言采用9.5mm、4.75mm、2.36mm、1.18mm、0.6mm、0.3mm、0.15mm筛孔将细骨料的颗粒划分为：4.75~9.5mm、4.75~2.36mm、2.36~1.18mm、1.18~0.6mm、0.6~0.3mm、0.3~1.15mm以及<0.15mm的颗粒。

（2）JTG E42-2005中对于沥青混凝土而言，将大于2.36mm筛孔尺寸的颗粒划分为粗骨料，小于2.36mm筛孔尺寸的颗粒划分为细骨料。

鉴于以上两种规范对细骨料的粒径以及筛孔尺寸的划分，本发明采用2.36mm将水泥混凝土中细骨料分为两部分进行试验，即第一试样的粒径范围为

实际中，可根据其他标准，设定对应的预设粒径阈值，不局限于2.36mm。

步骤2、根据任意一个第一试样浸水前后的质量差确定大于或等于预设粒径阈值的待测细骨料的第一饱和面干吸水率。

由于多组试验细骨料的级配相同，因此，本发明只需测任意一个第一试样浸水前后的质量差，就可以根据该质量差确定大于或等于预设粒径阈值的试验细骨料的第一饱和面干吸水率，由于试验细骨料与待测细骨料的级配相同，因此所得大于或等于预设粒径阈值的试验细骨料的第一饱和面干吸水率也是大于或等于预设粒径阈值的待测细骨料的第一饱和面干吸水率。

示例性地，任意一个第一试样要充分浸泡，示例性地，可浸泡24小时以上，用拧干的湿毛巾吸干第一试样表面多余水分至饱和面干状态，然后计算浸泡后相较于浸泡前的第一试样的质量差与浸泡前质量的比值，则该比值为大于或等于预设粒径阈值的待测细骨料的第一饱和面干吸水率。

步骤3、根据不同含水率的所有组第二试样对应的水泥砂浆的砂浆流动度确定小于预设粒径阈值的待测细骨料的第二饱和面干吸水率，具体包括：

步骤3.1、制备含水率依次递增的所有组第二试样对应的水泥砂浆，具体包括：

步骤3.1.1、制备含水率依次递增的所有组第二试样。

本发明实施例中，首先获取预定含水率范围，然后将预定含水率范围等间隔拆分为多组，拆分的组数与所有第二试样的组数相同，从而使得含水率与第二试样一一对应。然后参照一一对应关系，制备含水率依次递增的第二试样，制备完成后密封放置至少12h，备用。

示例性地，制备8组与待测细骨料级配相同的试验细骨料，则有8组第二试样。预定含水率范围0.6%~2.0%，则将其拆分为间隔为0.2的8组，然后制备含水率分别为0.6%、0.8%、1.0%、1.2%、1.4%、1.6%、1.8%和2.0%的8组第二试样，制备完成后密封放置至少12h，备用。

步骤3.1.2、制备与第二试样组数相同的多组水泥浆液。

示例性地，水泥浆液也为8组，每组水泥浆液可由水泥300g，水150g搅拌后组成。

步骤3.1.3、将每组第二试样加入至对应的水泥浆液中，搅拌均匀，得到多组水泥砂浆，其中每组水泥砂浆中水、水泥和第二试样的比例为1:2~3:6~7。

示例性地，每组水泥砂浆中水、水泥和第二试样的质量分别为150g、300g和900g。

本发明实施例中搅拌设置采用胶砂搅拌机。

步骤3.2、获取相邻含水率的第二试样对应的水泥砂浆的砂浆流动度变化值。

本发明实施例中，采用《水泥砂浆流动测定方法》GB/T2419-2005按照含水率由小到大的顺序依次测定并记录每组水泥砂浆的砂浆流动度，测定过程中的环境温度控制在20℃±2℃，相对湿度不小于50%。

然后利用公式（2）确定相邻含水率的第二试样对应的水泥砂浆的砂浆流动度变化值：

（2）

式中：

为前一个含水率的第二试样对应的砂浆流动度，mm；

为后一个含水率的第二试样对应的砂浆流动度，mm。

步骤3.3、根据砂浆流动度变化值确定小于预设粒径阈值的待测细骨料的第二饱和面干吸水率，具体包括：

步骤3.3.1、绘制砂浆流动度变化值与含水率的关系曲线。

本发明实施例中，以预定含水率为横坐标，以砂浆流动度变化值为纵坐标，绘制砂浆流动度变化值与含水率的关系曲线。

步骤3.3.2、获取关系曲线的拐点，拐点对应的含水率为小于预设粒径阈值的待测细骨料的第二饱和面干吸水率。

由于砂浆流动变化值在初始阶段会随含水率增加而增大，然后在增大至一定数值后，随含水率的增加而降低并稳定在一个固定的数值，因此，本发明实施例获取砂浆流动变化值与含水率的关系曲线由增大变为下降的拐点，则该拐点对应的含水率即为小于预设粒径阈值的试验细骨料的第二饱和面干吸水率，由于试验细骨料与待测细骨料级配相同，因此小于预设粒径阈值的试验细骨料的第二饱和面干吸水率即为小于预设粒径阈值的待测细骨料的第二饱和面干吸水率。

本发明中的步骤2和步骤3的顺序可更换，本发明在此不作限制。

步骤4、根据第一饱和面干吸水率和第二饱和面干吸水率，确定待测细骨料的饱和面干吸水率，具体包括：

步骤4.1、根据第一饱和面干吸水率和第一试样在对应组的试验细骨料中的占比，确定第一数值。

示例性地，本发明实施例根据第一饱和面干吸水率和第一试样在对应组的试验细骨料中的占比的乘积确定第一数值。

步骤4.2、根据第二饱和面干吸水率和第二试样在对应组的试验细骨料中的占比，确定第二数值；

示例性地，本发明实施例根据第二饱和面干吸水率和第二试样在对应组的试验细骨料中的占比的乘积确定第二数值。

步骤4.3、根据第一数值和第二数值确定待测细骨料的饱和面干吸水率。

示例性地，将第一数值和第二数值之和确定为对应组试验细骨料的饱和面干吸水率。由于试验细骨料与待测细骨料的级配相同，因此将第一数值和第二数值之和确定为待测细骨料的饱和面干吸水率。

本发明中的步骤4.1和步骤4.2的顺序可更换，本发明在此不作限制。

本发明提出的人工细骨料饱和面干吸水率测定方法，以定量的方法解决现有技术测定方法所得结果准确性、再现性差的技术问题。

下面将以更为具体的实施例详述本发明的方法。

步骤一、取适量具有代表性的人工细骨料10000g，作为待测细骨料，在105℃±5℃的烘箱中烘干至恒重。

步骤二：将烘干至恒重的待测细骨料筛成7组单粒径，每组的粒径

步骤三：计算每一组单粒径质量占待测细骨料总质量的比例，其中

步骤四：根据每一组单粒径所占比例，重新制备8份试验细骨料，级配与原级配相同。

然后以预设粒径阈值为2.36mm，将每份试验细骨料分为第一试样和第二试样，其中每份试验细骨料中第二试样的质量为900g。

步骤五：在0.6%~2.0%的预定含水率范围内，间隔0.2，制备8个不同含水率的第二试样，并拌和均匀，密封放置12h后备用。

本实施例中考虑到实际可操作性，在制备不同含水率第二试样时，含水率的间隔幅度为0.2，该间隔幅度还可以为0.1，从而进一步提升测定的饱和面干吸水率的精确度。

步骤六：制备8组水泥砂浆，每组水泥砂浆中水泥300g，水150g。

步骤七：采用行星式水泥胶砂搅拌机自动控制程序对每组水泥砂浆和每组第二试样的混合物进行搅拌。

步骤八：试验环境温度控制在20℃±2℃，相对湿度不小于50%。

步骤九：按《水泥砂浆流动测定方法》GB/T2419-2005测定砂浆流动度。结果见表1。

表1 不同含水率下砂浆流动度及流动度变化值

步骤十：以预定含水率为横坐标，砂浆流动度变化值为纵坐标，绘制砂浆流动度变化值与含水率关系曲线，如图2所示，在砂浆流动度变化拐点处，对应的含水率即为第二饱和面干吸水率。

步骤十一：任意一个第一试样充分浸泡至水中，然后用拧干的湿毛巾吸干第一试样表面多余水分至饱和面干状态，计算浸泡后相较于浸泡前的第一试样的质量差与浸泡前质量的比值，得到第一饱和面干吸水率；

步骤十二：根据第一饱和面干吸水率和第二饱和面干吸水率，确定待测细骨料的饱和面干吸水率。

本发明提出了一种人工细骨料饱和面干吸水率测定方法，过程简单易懂，操作简单容易实施，试验结果客观，受人员主观因素影响较小，可作为对人工细骨料饱和面干吸水率测定的定量试验方法，可为混凝土配合比设计计算中人工细骨料饱和面干吸水率取值提供参考依据，有很好的工程实用意义。

以上所述，仅是本发明的几个实施例，并非对本发明做任何形式的限制，虽然本发明以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限制本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案的范围内，利用上述揭示的技术内容做出些许的变动或修饰均等同于等效实施案例，均属于技术方案范围内。